La science derrière un moteur diesel
Qui a inventé le moteur diesel ?
Rudolf Diesel (1858-1913) comprenait les moteurs, mais sa compréhension initiale se situait au niveau le plus élémentaire : la chaleur.
Après avoir lutté contre la typhoïde et une éducation tachetée, Diesel a fini par travailler dans le développement d’une entreprise appelée Linde, et sa spécialité était la réfrigération.
Quel est le rapport avec un moteur diesel ?
Beaucoup de choses. Contrairement à la plupart des moteurs à combustion interne, le développement de Diesel ne s’est pas appuyé sur des bougies d’allumage et un système d’allumage mécanique sophistiqué pour faire exploser le carburant.
Au lieu de cela, son invention s’est appuyée sur les principes de la thermodynamique, ou la façon dont la chaleur se comporte et la façon dont elle affecte son environnement. Il a eu quelques difficultés en cours de route. Diesel était déterminé à inventer un meilleur moteur que le moteur à combustion interne à essence que Benz utilisait dans ses nouvelles voitures après 1887.
Malheureusement, ses idées lui ont parfois explosé à la figure, littéralement. Un accident impliquant Diesel essayant de réinventer la machine à vapeur en utilisant de l’ammoniac l’a presque tué. Il s’est rétabli après un séjour à l’hôpital et aurait souffert de troubles de la vue et d’autres problèmes de santé.
En 1898, Rudolf Diesel met la dernière main au développement d’un moteur à combustion interne qui repose uniquement sur sa propre compression pour allumer le carburant. À presque 35 bars dans la chambre de combustion, le moteur Diesel a jusqu’à 5 fois la compression que l’on trouve dans un moteur à essence, et Diesel a obtenu le brevet pour cette technologie.
Malheureusement, Diesel n’a pas vécu assez longtemps pour continuer à développer le moteur au potentiel qu’il a finalement réalisé. Le reste du monde a dû faire cette partie.
En 1913, il disparaît alors qu’il naviguait vers Londres. Son corps a été découvert quelques jours plus tard, flottant en mer. La plupart des experts et des biographes ont dit que la mort était probablement un suicide.
Diesel et essence, quelle est la différence ?
Il y a trop de différences entre les moteurs à essence et les moteurs diesel pour les aborder ici, mais passons en revue certaines des pièces principales.
La différence la plus fondamentale entre les deux moteurs, outre le type de carburant qu’ils consomment est
la compression à l’intérieur de la chambre de combustion
.
Il peut y avoir des variations dans le taux de compression des moteurs à gaz, mais à titre d’exemple, disons qu’il est d’environ 10 bars. Les moteurs diesel ont plus de trois fois ce niveau de compression dans la chambre. Même le brevet original de Rudolf Diesel avait une compression de 35 bars ! C’est une grande différence dans la quantité d’air et de carburant qui est comprimée à l’intérieur de la bouteille !
Cette différence de compression nous amène à toutes les autres différences entre les moteurs à combustion interne à gaz et diesel.
Prenons l’étincelle, par exemple, ou l’allumage comme on l’appelle sur le terrain parce que c’est elle qui enflamme le mélange air-carburant dans la chambre de combustion d’un moteur.
Un moteur à essence a une bougie d’allumage qui est installée dans la culasse. L’extrémité de cette bougie produit une étincelle électrique à l’intérieur de la chambre, exactement au bon moment pour que le mélange air-carburant explose et force le piston vers le bas de la chambre.
Voilà la grande différence : les moteurs diesel n’ont pas de bougies d’allumage.
Rudolf Diesel savait par ses études en thermodynamique que s’il pouvait comprimer suffisamment le mélange air-carburant, comme 35 bars, il pourrait le faire exploser sans mécanisme d’étincelle externe. Les moteurs diesel modernes ont ce qu’on appelle une bougie de préchauffage, qui aide le moteur à tourner plus efficacement, même à froid, et aide le moteur à démarrer, mais une fois qu’il est en marche, le moteur a suffisamment de chaleur interne et de compression pour continuer à tourner.
Rudolf Diesel savait aussi par ses études qu’un moteur diesel serait beaucoup plus efficace que d’autres moteurs, en particulier le populaire moteur à vapeur qui perd un pourcentage énorme de son énergie à cause de la chaleur perdue par la vapeur.
Il y a eu d’innombrables progrès dans les moteurs diesel depuis qu’ils ont commencé à être utilisés dans les voitures et les camions. La fiabilité du diesel est étonnante, avec des moteurs qui parcourent 804 672 km au compteur sans être régulièrement remis à neuf.
La suralimentation a donné plus de puissance aux moteurs diesel pour que les voitures et les camions aient une meilleure accélération.
L’injection directe les a rendus beaucoup plus propres que les désordres fumigènes que nous avons vus dans les années 1970.
Les prix du carburant diesel sont à la hausse depuis des années maintenant, alors il est peu probable que nous verrons beaucoup plus de développements dans le domaine du diesel, mais la place du moteur diesel a été et demeure très importante dans notre histoire.
