Le moteur à combustion interne – 1867

Moteur à combustion interne d'Otto, 1876.

C’est en 1867 que le scientifique Nikolaus Otto invente le moteur à combustion interne à 4 pistons.

Une invention allemande

Nikolaus Otto
Nikolaus Otto, inventeur du moteur à quatre temps

Nikolaus August Otto (Holzhausen 14 juin 1832 – Cologne 28 janvier 1891) est un inventeur industriel allemand, qui a développé le moteur à combustion interne à quatre temps. Moteur qui à offert la première pratique alternative au machine à vapeur comme source d’énergie. 

Il est le fondateur de la société industrielle Deutz AG (IVECO depuis 1975) et le père de Gustav Otto, cofondateur de BMW avec Karl Rapp en 1917.

Otto a construit son premier moteur à essence en 1861. Trois ans plus tard, il a formé un partenariat avec l’industriel allemand Eugen Langen, et ensemble ils ont développé un moteur amélioré qui a remporté une médaille d’or à l’Exposition de Paris de 1867.

Nikolaus Otto décrit en 1876 la course du piston en un mouvement de haut en bas dans un cylindre. A cette occasion il construira un moteur à combustion interne utilisant le cycle à quatre temps (quatre coups de piston pour chaque allumage).

Le brevet d’Otto a été infirmé en 1886 après que l’on eut découvert que Beau de Rochas avait déjà décrit ce principe dès 1862.

Le moteur à quatre temps

Un moteur à quatre temps (ou quatre cycles) est un moteur à combustion interne basé sur le cycle de Beau de Rochas. Le cycle à quatre temps a été breveté en 1862 par l’ingénieur français Alphonse Beau de Rochas, mais comme Otto a été le premier à construire un moteur basé sur ce principe, il est communément appelé cycle Otto.

Il a été développé par Nikolaus Otto en 1867, perfectionné par Gottlieb Daimler et Wilhelm Maybach en 1887, ainsi que par l’ingénieur français Fernand Forest en 1890, suivi par Rudolf Diesel en 1893.

Il est toujours le principal type de motorisation des véhicules automobiles terrestres au début du XXème siècle.

Moteur thermique 4 temps
Moteur thermique 4 temps

Le cycle de Beau de Rochas ?

Cycle Beau De Rochas
Cycle Beau De Rochas

Le Français Alphonse BEAU DE ROCHAS invente, en 1862, le cycle à 4 temps (admission, compression, combustion-détente (temps moteur) et échappement). Seulement, le carburant pouvant faire fonctionner ce moteur, n’existe pas encore ! On en reste donc aux machines à combustion externe.

Le cycle de Beau de Rochas ou cycle à quatre temps ou encore cycle d’Otto est un cycle thermodynamique théorique.

Son principal intérêt pratique réside dans le fait que les moteurs à explosion à allumage commandé, généralement des moteurs à essence tels que ceux utilisés dans les automobiles, ont un cycle thermodynamique pratique qui peut être représenté de manière approchée par le cycle de Beau de Rochas.

Le cycle à quatre temps des moteurs à explosion classiques est le cycle le plus utilisé dans le domaine des transports et de l’industrie (automobile et camions, générateurs, etc.).

Le principe a été défini par Beau de Rochas puis implémenté successivement par Nikolaus Otto, Étienne Lenoir et Rudolf Diesel.

Description

Ce cycle est caractérisé par quatre temps ou mouvements linéaires du piston :

Point mort haut (PMH), départ.
Point mort haut (PMH), départ.
1 - admission.
1 - admission.
2 - compression.
2 - compression.
Le carburant est enflammé.
Le carburant est enflammé.
3 - détente.
3 - détente.
4 - échappement.
4 - échappement.
  1. Admission :
    Le cycle commence à un point mort haut, quand le piston est à son point le plus élevé. Pendant le premier temps le piston descend (admission), un mélange d’air et de carburant est aspiré dans le cylindre via la soupape d’admission.
  2. Compression :
    La soupape d’admission se ferme, le piston remonte (compression) comprimant le mélange admis.
  3. Combustion-détente :
    Le mélange air-carburant est alors enflammé, habituellement par une bougie d’allumage, aux environs du deuxième point mort haut (remontée complète du piston).L’expansion des gaz portés à haute température lors de la combustionforce le piston à descendre pour le troisième temps (détente). Ce mouvement est le seul temps moteur (produisant de l’énergie directement utilisable).
  4. Échappement :
    Lors du quatrième et dernier temps (l’échappement) les gaz brulés sont évacués du cylindre via la soupape d’échappement poussés par la remontée du piston.
Moteur thermique 4 temps
Moteur thermique 4 temps

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Auteur : CASCARET

Créateur du site.
Actuel technicien Tokheim et anciennement chez Lantzerath.

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