Historique

La combustion se déroule de deux manières différentes :

— de façon cyclique dans les moteurs à pistons alternatifs après chaque remplacement de la charge ;

— de façon continue dans les moteurs du genre turbine à gaz.

C’est la combustion cyclique qui pose le plus de problèmes. En effet, elle doit avoir lieu dans un temps record. Ainsi, dans un moteur à quatre temps tournant à 6000 tours par minutes, le cycle a lieu en : 1/(6000/2/60) = 1/50 = 0,02 sec.

Or, comme le cycle comprend une aspiration, une compression, une détente et un refoulement et que la combustion ne peut avoir lieu que pendant la détente, celle-ci ne peut durer que : 0,02/4 = 0,005 sec.

Ces délais sont divisés par trois environ dans un moteur à deux temps.

Dans les moteurs à conditionnement homogène et à allumage commandé, la phase d’inflammation est pratiquement constante dans le temps et ne dépend que de la composition du mélange, alors que le dégagement de chaleur est avant tout déterminé par la forme de la chambre de combustion et la position du point d’allumage.

La vitesse de combustion, elle, est déterminée par le processus de diffusion au front des flammes, par l’intensité des turbulences et l’évolution de la température dans la partie du mélange qui ne brûle pas encore.

La durée d’inflammation étant constante dans le temps et celle-ci devant avoir lieu avant la détente, il faut prévoir un dispositif permettant de régler le moment de l’allumage obtenu sous forme d’avance à l’allumage, afin que l’énergie calorifique contenue dans le carburant soit à son maximum quand elle doit être transformée en énergie mécanique lors de la détente.

Dans les moteurs à conditionnement hétérogène, l’auto-inflammation a lieu peu avant la fin de la compression. Le carburant est alors injecté dans de l’air fortement comprimé et chauffé à une température située entre 700° et 900° Celsius.

La combustion se déroule en deux phases, ce qui démontre que c’est bien une combustion selon le cycle de Sabathé :

— une phase pendant laquelle le carburant injecté avant le commencement de l’allumage s’enflamme : c’est l’apport de chaleur isochore, tel selon le cycle de A. Beau de Rochas ;

— une phase pendant laquelle le carburant injecté après le départ de la combustion va brûler : c’est l’apport de chaleur isobare, tel selon le cycle de R. Diesel.

La combustion continue dans les moteurs du genre turbine à gaz ou du genre à combustion externe doit être stable et régulière. C’est principalement ce qu’on lui demande.

Le rendement thermodynamique d’un moteur thermique dépend de la quantité de chaleur dissipée, donc perdue. Il est égal à : η = (θ′ - θ′′) / θ′′,

où