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Page mise à jour le 05.02.2024, visitée 850 fois

Moteur
Circuit d'admission

Sommaire :

Moteur
Circuit d'admission

Circuit d'admission  

Le circuit d'admission comprend tout ce qui est en amont des soupapes d'admission soit, sur un véhicule ancien traditionnel à moteur atmosphérique :

  • circuit admission dans la culasse ;
  • collecteur ;
  • carburateur ;
  • filtre à air.
Circuit d'admission d'un moteur atmosphérique ancien
Circuit d'admission d'un moteur atmosphérique ancien © P. Bérenger

Si le moteur est plus sophistiqué, il y aura d'autres pièces ; nous allons examiner cela en détail.

Filtre à air  

La fonction du filtre à air est de débarrasser l'air aspiré des particules solides qu'il contient et qui peuvent rayer et user les pièces mobiles du carburateur et les parois des cylindres, des pistons et les segments.

La densité de poussière de l'air sur une route goudronnée est en moyenne de 0,001 g/m3 d'air. Cette valeur augmente considérablement sur les routes non pavées pour grimper jusqu'à 0,5 g/m3 lorsqu'on suit de près une autre voiture ou qu'on passe peu de temps aoprès un autre véhicule.

La poussière est composée de particules aux dimensions extrêmement variables (de quelques microns jusqu'à 200-250 microns) qui reviennent se déposer sur le sol à des vitesses différentes, les plus fines restant très longtemps en suspension dans l'air tandis que les plus grosses tombent avec une vitesse de 0,30 à 1 m/mn.

Pour se faire une idée de la quantité de poussière qui s'introduit dans les cylindres, il suffit de savoir qu'un moteur de 2 litres de cylindrée tournant à 3000 tr/mn aspire 3000 litres d'air par minute. Si un véhicule équipé d'un tel moteur sans filtre à air circule sur une route non pavée après le passage d'un autre véhicule, il aspirera 1 à 1,5 g de poussière à la minute...

Il est donc évident que le filtre à air est absolument nécessaire si on considère que la poussière est constituée pour 65 à 70 % de silex ou autres minéraux durs qui, contrairement aux composants organiques, ne sont pas brûlés dans les chambres de combustion et constituent ainsi un grave danger pour les surfaces internes comme on vient de le voir.

Les premiers filtres installés sur les voitures automobiles consistaient essentiellement en couches de fibres textiles ou métalliques ou bien en labyrinthes de séparation. Par la suite, on a amélioré l'action filtrante en couvrant les parois des épurateurs d'une pellicule d'huile destinée à fixer les impuretés.

Après quelque temps d'utilisation, ces filtres devaient être nettoyés à l'essence. On les baignait ensuite dans l'huile pour rétablir la pellicule adhésive.

Par la suite, et c'est le modèle toujours employé sur les véhicules modernes, le filtre est devenu du type sec à cartouche, composé essentiellement de trois parties : cartouche filtrante, silencieux et corps métallique ou plastique.

Dans les zones très poussiéreuses et sur certains véhicules anciens, on se sert encore de filtres à bain d'huile. Ils se composent d'une conduite d'admission d'air située dans une petite boîte à huile ; l'air gargouille dans le bain en se purifiant et traverse ensuite deux filtres à filet métallique dont le premier peut s'enlever pour être nettoyé. Pour des usages particuliers (militaire, par exemple), on prévoit un pré-filtre centrifuge, du type « cyclone », qui sépare les plus grosses particules.

Un filtre à air doit donc être d'une efficacité filtrante élevée, avec un bon pouvoir d'accumulation et une perte de charge peu élevée.

L'efficacité filtrante est donnée par le pourcentage en poids de poussière restante par rapport au poids total de la poussière parvenue au filtre. Avec des filtres à cartouche, on parvient à une efficacité de l'ordre de 95%, qu'on atteignait autrefois avec des filtres à bain d'huile. Avec des filtres « cyclone » et à inertie, l'efficacité est d'environ 70 %. Le pouvoir d'accumulation caractérise la capacité d'un filtre à fonctionner longtemps en accumulant la poussière jusqu'à la perte de charge maximale admise.

Pour les filtres à cartouche, le pouvoir d'accumulation se situe autour de 0,04 g/cm3 de surface filtrante.

La perte de charge en capacité nominale ne doit pas dépasser des valeurs de l'ordre de 25 mm d'eau (soit 2,5 g/cm2) pour ne pas réduire excessivement le taux de remplissage du moteur et donc, la puissance fournie.

Les cartouches filtrantes sont placées dans des boîtiers conçus pour atténuer le bruit de succion de l'aspiration et séparer par inertie les plus grosses particules.

Filtre à air à cartouche en papier
Filtre à air à cartouche en papier © DR
Filtre à air à bain d'huile
Filtre à air à bain d'huile © DR

Selon le véhicule, évidemment, le filtre à air pourra avoir des formes bien différentes.

Reniflard  

Quand le moteur fonctionne, l'huile située dans le carter chauffe et une partie se transforme en vapeur d'eau provoquant alors une surpression dans le bas-moteur. Par ailleurs, les segments des pistons ne sont pas totalement étanches et laissent passer une partie de la pression notamment lors de la combustion.

Il faut évacuer ces vapeurs afin de réduire cette surpression dans le carter et de ne pas accumuler de l'eau dans l'huile. Aux débuts de l'automobile, une simple mise à l'air libre existait libérant ces vapeurs polluantes dans l'atmosphère.

On a donc mis en place une durite pour transporter ces gaz chargés d'huile vers l'admission qui, en dépression va aspirer ces vapeurs d'autant plus facilement. Ce système s'appelle le reniflard.

Aujourd'hui, on a bien amélioré celui-ci en lui adjoignant un filtre et parfois un petit décanteur mais ce n'est pas le cas sur les anciennes.

Dans quelle partie de l'admission est reliée cette durite ? En fait cela dépend et on pourra rencontrer diverses configuration : dans le filtre à air, dans la conduite entre le filtre et le carburateur ou dans le collecteur en sortie de carburateur.

Quand vous bricolez sur votre moteur, n'oubliez jamais de rebrancher ce reniflard, vous polluerez moins...

Carburateur  

Les carburateurs sont étudiés dans la page Moteur - Carburation et circuit d'essence

Collecteur  

Le collecteur est une pièce élaborée permettant, dans le cas d'un moteur à plusieurs cylindres et un seul carburateur, d'alimenter chaque cylindre avec le même flux de mélange air-carburant. Il est évident que cette pièce est mise au point avec précision.

Ce collecteur, bien que n'étant pas une pièce d'usure et n'étant pas à remplacer périodiquement, peut tout de même présenter des avaries qui vont modifier notablement le fonctionnement du moteur. Une simple fuite dans le collecteur, due à une fissure ou à un joint défectueux à sa liaison avec la culasse peut provoquer une accélération difficile, une perte de puissance du moteur, une difficulté à garder des vitesses constantes, une émission de bruits inhabituels ou des petites flaques d’huile sous la voiture à cause du reniflard.

Le collecteur peut se complexifier par exemple dans le éas d'un moteur à carburateur et turbocompresseur ou dans le cas d'une alimentation par injection indirecte car les injecteurs peuvent alors être fixés sur chaque branche du collecteur.

Circuit d'admission d'un moteur turbocompressé ancien
Circuit d'admission d'un moteur turbocompressé ancien © P. Bérenger

Mais il peut se simplifier si le moteur possède plusieurs carburateurs, chacun n'alimentant alors que trois, deux ou un seul cylindre.

La pression qui règne dans le collecteur est inférieure à la pression atmosphérique dans le cas des moteurs atmosphériques et peut atteindre deux fois la pression atmosphérique si le moteur est turbocompressé ; dans ce cas, il est évident que le reniflard sera branché en amont du turbocompresseur.

Culasse  

La culasse est étudiée dans la page Moteur - Conception mécanique

 

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