Fiche Technique: La détente prolongée

Un excentrique monté sur le maneton du vilebrequin et solidaire d'une couronne dentée, engrène avec un pignon fixe, lié au carter, comportant deux fois moins de dents. A chaque tour, l'excentrique se retrouve alternativement au-dessus, puis au-dessous du maneton du vilebrequin, ce qui conduit à deux courses inégales du piston: durant le premier tour, le piston a une petite course alors qu'au deuxième tour, il a une course plus importante.

*Comment ça marche?* Un moteur 4 temps à allumage commandé (par les soupapes) fonctionne suivant le cycle suivant:
1.	admission des gaz frais: mélange de carburant (essence) provenant de l'injecteur et de comburant (air) provenant de l'atmosphère. La soupape d'admission est ouverte et le piston descend jusqu'au premier PMB (Point Mort Bas). A la fin de ce temps, la soupape d'admission se referme		animation montrant le principe de fonctionnement d'un moteur à détente prolongée
2.	compression du mélange: grâce à l'inertie du moteur, le piston remonte et compresse le mélange jusqu'à une certaine pression; une fois arrivé au PMH (Point Mort Haut), une étincelle est déclenchée par la bougie qui enflamme immédiatement le carburant; il y a alors combustion isochore (conservation du volume) du mélange; l'arc électrique délivré entre les 2 électrodes de la bougie est commandé par un dispositif asservi électroniquement
3.	détente des gaz brûlés: la pression augmente alors brusquement suite à l'explosion du mélange et pousse sur le piston générant ainsi un travail mécanique exploitable. Le piston descend ainsi jusqu'au 2° PMB puis la soupape d'échappement s'ouvre alors et commence enfin la dernière étape
4.	éhappement: le piston remonte au PMH et refoule les gaz brûlés et les éventuels imbrûlés
Attention: Si vous ne pouvez pas voir l'animation ci-dessus, c'est que vous ne disposez pas de Macromedia Flash Player 6 ®; cliquez ci-dessous pour le télécharger gratuitement (405 Ko)
A premier abord, on ne distingue pas vraiment la différence entre ce moteur et un moteur 4 temps classique; ce n'est qu'en observant attentivement, que l'on remarque que la course du piston lors du 2° tour de vilebrequin est plus grande que celle du premier tour.
		Un excentrique monté sur le maneton du vilebrequin et solidaire d'une couronne dentée, engrène avec un pignon fixe, lié au carter, comportant deux fois moins de dents. A chaque tour, l'excentrique se retrouve alternativement au-dessus, puis au-dessous du maneton du vilebrequin, ce qui conduit à deux courses inégales du piston: durant le premier tour, le piston a une petite course alors qu'au deuxième tour, il a une course plus importante.
*Un peu de théorie...* Une étude systématique, que nous laisserons à chacun le soin de mener, montre qu'il existe 4 cinématiques possibles basées sur l'utilisation d'un train d'engrenages épicycloïdaux. Chacune de ces 4 cinématiques réalise le passage alternatif de l'excentrique au-dessus, puis au-dessous de l'axe du maneton à chaque tour. Ce dernier tourne donc à mi-régime du vilebrequin. La cinématique choisie parmi ces 4 solutions possibles, conduit à une trajectoire du centre de la tête de bielle dont l'équation polaire est : r = a . cos q + b, courbe appelée conchoïde de cercle ou limaçon de Pascal:			Conchoïde de cercle
*Quel est l'intérêt d'avoir 2 PMB différents?* Cette cinématique permet d'obtenir une course de détente plus longue que la course de compression et d'améliorer ainsi le rendement du moteur. En effet, dans un moteur classique à 4 temps, les gaz brûlés sont encore sous une pression élevée au moment de l'ouverture de la soupape d'échappement. De plus, l'ouverture anticipée de la soupape d'échappement (indispensable pour que la pression tombe avant que le piston ne remonte dans le cylindre) réduit encore le travail récupéré en faisant chuter prématurément la pression dans le cylindre. Ainsi, en récupérant l'énergie mécanique motrice de ces gaz sous pression en permettant au piston "d'aller plus loin", la détente prolongée produit plus d'énergie mécanique, et ceci pour une consommation de carburant identique. Ce principe permet donc d'augmenter le rendement du moteur par extension du travail productif. Lors du fonctionnement du moteur à détente prolongée, on observe deux effets secondaires intéressants : - une diminution importante de la température des gaz d'échappement - une réduction sensible du bruit à l'échappement
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