moteur à essence

Un moteur à essence convertit l'énergie chimique de l'essence en travail mécanique par des explosions contrôlées à l'intérieur de cylindres métalliques. Un mélange d'air et de carburant vaporisé entre dans chaque cylindre, est comprimé par un piston ascendant, puis allumé par une bougie d'allumage à haute pression et température. Les gaz en expansion repoussent le piston vers le bas, ce qui fait tourner un vilebrequin, et le cycle se répète. Cela diffère fondamentalement des moteurs diesel, qui allument le carburant uniquement par la chaleur de compression, sans bougies d'allumage. Les moteurs à essence dominent les véhicules légers car ils démarrent facilement par temps froid, montent rapidement en régime et fonctionnent proprement à des puissances modestes.

La plupart des moteurs à essence sont des conceptions à quatre temps, complétant un cycle de combustion complet en quatre courses de piston : admission, compression, détente et échappement. Les variantes à deux temps, courantes dans les tronçonneuses et les petites motos, combinent ces courses en deux, offrant une densité de puissance plus élevée mais produisant plus d'émissions et nécessitant de l'huile mélangée au carburant pour la lubrification. La cylindrée, mesurée en centimètres cubes (cc) ou en litres, définit le volume de travail : un moteur de 2,0 litres a quatre cylindres de 500 cc chacun. Un moteur à essence de 1,5 litre dans une voiture à hayon produit généralement de 100 à 120 chevaux-vapeur au frein ; les versions plus grandes dans les camions ou les voitures de performance peuvent dépasser 400 chevaux.

L'injection de carburant a largement remplacé les carburateurs depuis les années 1990. Les systèmes modernes pulvérisent de l'essence sous pression directement dans chaque cylindre ou dans le conduit d'admission, contrôlés électroniquement pour optimiser le mélange air-carburant. Cela améliore l'efficacité, réduit les émissions et permet aux moteurs de respecter des normes de plus en plus strictes. Le carburant doit avoir un indice d'octane suffisant, généralement 95 ou 98 RON en Europe, pour éviter le cliquetis, un bruit métallique causé par une détonation incontrôlée qui endommage les pistons et réduit la puissance. Les moteurs à haute compression, autour de 11:1 ou 12:1, exigent du carburant premium ; les moteurs à compression plus faible fonctionnent avec du carburant ordinaire à des rapports proches de 9:1.

Les modes de défaillance incluent l'accumulation de carbone sur les soupapes d'admission et les injecteurs, réduisant le flux d'air et provoquant un ralenti irrégulier ou des hésitations. Les bougies d'allumage s'usent après 20 000 à 30 000 kilomètres, provoquant des ratés et un encrassement. La rupture de la courroie de distribution, qui se produit sans avertissement après 100 000 kilomètres ou plus selon la conception du moteur, peut causer des dommages catastrophiques aux soupapes si elle n'est pas remplacée à temps. La surchauffe, souvent due à des fuites de liquide de refroidissement ou à une défaillance du thermostat, déforme les culasses et les joints, entraînant une perte de compression et une contamination de l'huile.

Le terme « essence » dérive du raccourcissement britannique de « petroleum spirit ». Les Américains et d'autres utilisent « gasoline » ou « gas », bien que ce dernier soit trompeur puisque le carburant est liquide. Les moteurs à essence restent la technologie de base par rapport à laquelle les alternatives sont mesurées : les moteurs diesel offrent un meilleur couple et une meilleure économie de carburant pour les travaux lourds ; les systèmes hybrides ajoutent des moteurs électriques pour la conduite urbaine ; et les véhicules électriques à batterie éliminent complètement la combustion. Pour le coût, la simplicité et la commodité de ravitaillement, le moteur à essence reste la principale source d'énergie dans le transport personnel à l'échelle mondiale.