Les principaux composants d’un moteur thermique

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25 janvier 2022 - 00:00
Les principaux composants d'un (...)

Avec 1 659 008 immatriculations en France en 2021, les voitures restent un moyen de déplacement très apprécié. Elles font partie du quotidien, peu importe l’usage qui en est fait : véhicule personnel, taxi, bus, camion, tracteur... Leur capacité à se mouvoir repose essentiellement sur une pièce principale : le moteur. Il en existe plusieurs modèles, dont le plus commun est le moteur thermique. Tout passionné d’automobile s’est déjà interrogé sur la composition de ce système. Alors, quelles sont les pièces composant un moteur thermique ? Comment procéder en cas de remplacement de celui-ci ?

Le moteur thermique : comment fonctionne-t-il exactement ?

C’est la pièce centrale d’un véhicule motorisé. Encore appelé moteur à combustion interne ou à explosion, il est encore très présent sur la majorité des automobiles utilisées dans le monde. Sa particularité repose dans le recours aux hydrocarbures pour la propulsion. Ce mode de fonctionnement s’oppose à celui des moteurs électriques, qui fonctionnent uniquement grâce à une bobine de fils électriques, un stator et un rotor.

Il existe plusieurs informations capitales à connaître en ce qui concerne la classification d’un moteur thermique. Il s’agit entre autres de :

  • l’endroit où la combustion se produit,
  • le carburant utilisé et le type d’allumage associé,
  • le type de mouvement des éléments mobiles,
  • le type de cycles,
  • le nombre de cylindres,
  • la disposition des cylindres.

Tous ces paramètres doivent être pris en considération pour remplacer le moteur de votre voiture par un moteur d’occasion lorsqu’un dysfonctionnement est constaté. À ce propos, le moteur d’une voiture coûtant très cher, se tourner vers les modèles d’occasion peut être une solution judicieuse.

Moteurs endothermiques, exothermiques, essence et diesel

Concernant le lieu de combustion des moteurs, seuls ceux de type endothermique sont utilisés dans l’industrie automobile. Ce sont ceux où la combustion se fait à l’intérieur du moteur, plutôt qu’à l’extérieur. Le second mode de fonctionnement est plutôt propre aux moteurs exothermiques. Ils sont utilisés pour les machines à vapeur entre autres.

La classification des moteurs en fonction du carburant utilisé et du type d’allumage permet de définir deux sous-catégories : les moteurs Otto et ceux de type Diesel. Les premiers utilisent de l’essence comme carburant et l’allumage se fait par étincelle.

Encore appelés moteur à explosion ou à allumage commandé, ils nécessitent la présence d’un mélange d’air et d’essence. Ce dernier s’enflammera immédiatement dès qu’une étincelle électrique sera produite par le système d’allumage. Notez que ce type de moteur a la particularité de supporter des pressions modérées. Cela le rend capable d’atteindre un nombre de tours élevé et une puissance maximale entre 5500 et 7000 tours par minute.

Les moteurs Diesel encore connus sous l’appellation « moteur à allumage par compression » utilisent plutôt du diesel pour fonctionner. La combustion est initiée par l’allumage du carburant. Cela se fait grâce à une injection par pulvérisation fine à haute pression, dans un espace à très haute température et fortement comprimé.

Pour tenir dans cet environnement très pressurisé, les pièces doivent être très lourdes et robustes. Cela limite généralement le nombre de tours par minute qu’un tel moteur peut atteindre. Toutefois, deux types de moteurs diesel peuvent être définis en fonction du nombre de tours par minute.

Il s’agit des Diesels rapides et ceux qui sont lents. Les premiers sont capables d’atteindre les 5000 tours par minute et montés en général sur les voitures à usage personnel et certains véhicules utilitaires légers. Les moteurs Diesel lents sont plutôt destinés aux camions, bus, locomotives, navires. Le nombre de tours atteint se situe entre 900 et 2000 tours par minute.

Les autres caractéristiques d’un moteur thermique

Les moteurs thermiques sont de type volumétrique. Cela signifie que les éléments mobiles à l’intérieur génèrent des volumes variables en fonction de leurs mouvements. On en dénombre deux types : les alternatifs et les rotatifs.

Les premiers sont composés de cylindres dans lesquels des pistons alternent entre mouvements linéaires et rotatifs. Ils sont très utilisés dans le domaine automobile. En revanche, les moteurs rotatifs le sont beaucoup moins. Ils fonctionnent à l’aide de pistons à sections triangulaires en rotation.

En ce qui concerne le nombre de cycles, on parlera principalement des moteurs à 2 temps et 4 temps. Ceux à 4 temps suivent les étapes suivantes : admission, compression, détente et explosion. Par contre, les moteurs à deux temps effectuent le cycle complet plus vite.

Le piston effectue uniquement deux temps et un tour du vilebrequin, contre 4 temps et 2 tours avec le premier type de moteurs. Cela rend ceux qui sont à 2 temps plus puissants que leurs concurrents. Néanmoins, les moteurs à 4 temps seront utilisés pour les automobiles tandis que les autres conviendront parfaitement aux véhicules aquatiques, motos et machines industrielles.

Enfin, les moteurs sont monocylindriques ou polycylindriques : composés d’un seul cylindre ou de plusieurs. La disposition de ces éléments est également importante : linéaire, en V, en W, avec cylindres horizontaux opposés.

Les composants d’un moteur thermique

Le moteur thermique est une structure très complexe et composée de plusieurs blocs. On peut citer : le cœur du moteur, l’admission d’air, l’alimentation en carburant (injection), l’allumage, l’échappement, le refroidissement et la lubrification.

Le cœur du moteur

Il est composé de plusieurs pièces principales à savoir :

  • culasse et couvre-culasse,
  • moteur,
  • support du moteur,
  • cache-moteur,
  • boîte de vitesse,
  • filtre à charbon actif,
  • capteur de pression,
  • boîtier de filtre à air,
  • boîtier de préchauffage,
  • boîtier de commande antidémarrage,
  • boîtiers de gestion du moteur,
  • boîtier de direction,
  • courroie d’accessoires,
  • poulie damper,
  • joints de culasse,
  • collecteurs.

Cet ensemble d’éléments permet la propulsion du véhicule, sa gestion et son pilotage. C’est la pièce centrale d’une automobile.

L’admission

La composition de ce bloc se présente comporte un boîtier papillon, un compresseur d’air, un filtre à air et un joint collecteur. La fonction de ce module est de permettre à l’air d’entrer dans le moteur, pour que le mélange avec l’essence se produise et la combustion également. La quantité d’air qui entre est régulée par le boîtier papillon qui est lié à l’accélérateur. Le filtre à air permet plutôt d’épurer l’air entrant pour ne pas enrayer le fonctionnement du moteur.

L’allumage

Il contient des pièces telles que l’alternateur, la bobine d’allumage, le démarreur, le calculateur moteur, le contacteur tournant, les bougies de préchauffage, les bougies d’allumage, la batterie et la poulie d’alternateur.

Le bloc d’allumage a pour fonction principale de produire l’étincelle nécessaire à la combustion. Au départ, la batterie fournit du courant à la bobine. Elle aussi transmettra un courant à forte intensité aux bougies et l’allumage se produit.

L’injection

Au niveau de l’injection, se retrouvent les modules qui suivent :

  • débitmètre,
  • injecteur,
  • intercooler,
  • rampe d’injection,
  • turbo,
  • pompe à injection,
  • pompe à haute pression,
  • joints injecteur,
  • tuyaux d’alimentation et retour carburant,
  • boîtier de commande de la pompe d’injection,
  • pompe à carburant,
  • poire d’amorçage.

L’injection est indispensable dans un moteur, car elle permet l’acheminement du carburant vers la chambre de combustion. Lorsqu’elle fonctionne bien, la consommation en hydrocarbure est réduite et le moteur est plus efficace. De plus, les émissions en CO2 sont aussi amoindries.

L’échappement

En général, on y retrouve un catalyseur, un silencieux d’échappement, une sonde lambda, un tube et un sachet collier de la vanne EGR. La fonction de ce bloc est d’éliminer les gaz de combustion. Pour cela, ils sont d’abord convoyés vers l’arrière du véhicule, puis expulsés dans l’air. De plus, il sert à absorber les bruits produits par le moteur. C’est pour cela qu’un véhicule très bruyant est un symptôme de défaut au niveau du système d’échappement. Ces défaillances peuvent entraîner des problèmes au niveau des différents modules constitutifs et du moteur lui-même.

Le refroidissement et la lubrification

Les pièces qui composent ce système sont un calorstat, un carter sec, une crépine d’huile, une durite, un filtre à huile, une jauge à huile, une pompe à huile, le liquide de refroidissement, une pompe à eau, un radiateur et un réservoir d’huile.

Cet ensemble d’éléments permet que le moteur fonctionne dans les meilleures conditions possible. Il doit être suffisamment lubrifié et sa température ne doit pas être excessivement élevée (90°C environ). Lorsqu’elle est proche de 120°C, un problème de surchauffe est suspecté. Il peut entraîner la dilatation des matériaux et le dysfonctionnement du moteur.

Comment remplacer un moteur thermique ?

Connaître les éléments principaux d’un moteur thermique est indispensable surtout lors du remplacement de cet élément. Il est alors important de bien choisir le moteur à acheter pour éviter des surprises désagréables. Deux références principales sont très utiles à cet effet.

Le code moteur

Avant d’en acheter un, il est nécessaire de s’assurer que celui que vous ciblez est identique à celui qu’il faut remplacer. Il est alors recommandé d’utiliser le code moteur pour ne pas se tromper. C’est une suite de chiffres et lettres qui permet d’identifier un modèle utilisé pour l’automobile à réparer. Ce code se trouve dans la case D2 de la carte d’immatriculation de votre véhicule ou sur la fiche d’identification de véhicule.

Au niveau de la voiture elle-même, le code est accessible à plusieurs endroits pour les modèles produits à partir 1997 ou 1998. Il est visible au niveau du bloc moteur, sous le capot de distribution, dans le coffre de la voiture ou dans le compartiment de la roue de secours.

Il peut arriver que vous soyez dans l’incapacité de trouver le code moteur. Dans ce cas, un autre identifiant est tout aussi utile pour trouver le moteur qu’il vous faut et les autres pièces détachées qui pourraient être nécessaires.

Le VIN : Vehicle Identification Number

Encore appelé « numéro de châssis », c’est une série alphanumérique permettant au constructeur d’identifier un véhicule. Il permet également de déterminer les options installées, les pièces utilisées ou la couleur du véhicule grâce aux codes peinture. Vous pouvez également découvrir l’historique de ce véhicule, la liste de ses propriétaires et bien d’autres informations capitales.

Pour trouver le numéro de châssis, consultez la carte grise de votre automobile, plus précisément au point E. Il est composé de 17 caractères que l’on peut retrouver également sur l’automobile à plusieurs endroits : le châssis (gravure par une frappe à froid), le pare-brise, la plaque constructeur.

Le dernier élément évoqué est généralement situé sous le capot ou sur le bas-côté de la porte. Par ailleurs, le VIN est également accessible à partir de l’ordinateur de bord des voitures les plus récentes.

La structuration du numéro de châssis est plutôt particulière. Les 3 premiers caractères servent à identifier le fabricant et éventuellement le lieu de production du véhicule. Il s’agit du « World Manufacturer Identification ». Il est propre à chaque constructeur et standardisé. Certains constructeurs peuvent en posséder plusieurs en fonction du lieu de fabrication de leurs automobiles. C’est le cas par exemple de Ford qui produit ses véhicules en Allemagne et en Espagne.

Les six caractères qui suivent le WMI forment le VDS : Vehicle Descriptor Section. Cette suite de caractères permet d’identifier facilement le modèle, le type de carrosserie, la motorisation. Sa structuration est propre à chaque fabricant de véhicules. Alors, il n’est pas possible d’utiliser certains caractères précis pour tirer la même conclusion avec toutes les marques. Procéder au cas par cas est recommandé.

La partie restante du VIN forme le VIS. Encore appelé « Vehicle Identifier Sector », il révèle les informations propres au véhicule uniquement. Ce sont des données permettant d’identifier spécifiquement ce véhicule, ainsi que les pièces qui y ont été utilisées lors de l’assemblage.

L’achat et le remplacement du moteur

Rendez-vous en ligne et recherchez un commerçant de pièces détachées. Saisissez le code moteur dans la barre de recherche. Cela est indispensable pour garantir la compatibilité entre les produits proposés et ceux de votre voiture.

Pour acheter des pièces complémentaires au moteur, utilisez plutôt le VIN. Pour cela, assurez-vous que le commerçant dispose d’un décodeur de numéro de châssis sur son site. Si oui, insérez-y dans le décodeur la suite alphanumérique, sélectionnez le moteur correspondant à vos besoins, puis faites votre achat.

Il est recommandé de miser sur un moteur d’occasion dont le kilométrage est assez bas. Selon votre pouvoir d’achat, vous pouvez choisir entre les gammes suivantes :

  • 0 à 100 000 km,
  • 100 à 200 000 km,
  • plus de 200 000 km.

Ce type de moteur est généralement plus accessible que son équivalent totalement neuf. Il est également possible d’acheter un équipement reconditionné. Ce sont des moteurs qui ont la particularité d’avoir été reconstruit totalement.

En ce qui concerne la sélection de la plateforme de ventes de pièces détachées d’occasion, certaines précautions sont à prendre. Pour obtenir des modules de bonne qualité à un prix accessible, assurez-vous que les produits commercialisés sont issus d’un réseau de déconstructeurs automobiles. Misez surtout sur un fournisseur de pièces qui offre une garantie sur 6 mois au minimum. Cela vous protège au cas où le produit acheté présenterait des défaillances.

De même, assurez-vous que le commerçant choisi est capable de vous livrer dans un délai de 48 h à 72 h maximum. Cela est indispensable pour finir la réparation de votre véhicule et en bénéficier à nouveau au plus vite. Une fois votre moteur arrivé, il est recommandé de le faire installer par un mécanicien.

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