Le moteur Diesel est, parmi les moteurs à combustion interne, celui qui a théoriquement le meilleur rendement, principalement du fait de son taux de compression très élevé ; nécessaire pour atteindre l'allumage spontané du mélange air-carburant. En motoculture, les moteurs Diesel sont principalement installés sur de gros motoculteurs, certaines motofaucheuses, diverses tondeuses autoportées et brouettes à chenilles, ainsi que sur des microtracteurs.
Un
moteur Diesel est toujours, à puissance égale, plus lourd et plus complexe qu'un moteur à essence. Sa masse, plus importante, est justement liée à son taux de compression, qui nécessite des éléments plus robustes afin de résister à des efforts plus élevés.
Sa complexité mécanique se situe au niveau de son système d'
injection de carburant. Celui-ci est injecté directement dans les
chambres de combustion (sur les
moteurs à injection directe) ou dans une
chambre de précombustion, communiquant avec la chambre de combustion par une lumière étroite (c'est le cas de tous les Diesel de moins de 100 ch. environ).
L'injection
Le
système d'injection d'un moteur Diesel comporte
une pompe qui comprime le carburant pour l'envoyer aux injecteurs. Comme leur nom l'indique, ils injectent,
sous pression et en pulvérisation, le carburant dans la
chambre de combustion, alors préalablement remplie d'air frais à la fin du
cycle d'admission. On distingue deux types d'injections :
- Le système à injecteurs automatiques, dans lequel la pompe d'injection intègre un piston d'injection par cylindre moteur. Chaque piston d'injection est relié à un injecteur par une tuyauterie. L'injecteur comporte une aiguille pressée sur un ajutage calibré par un ressort taré. Lorsque la pression de carburant atteint un seuil déterminé, l'aiguille se lève ; la pression chute avant que l'aiguille retombe, fermant ainsi l'injection dans le cylindre (correspondant à un laps de temps déterminé). Le carburant qui n'est pas injecté est renvoyé au réservoir par une canalisation spécifique.
- Le système à injecteurs commandés (système Cummins), comporte des injecteurs dont le mouvement de l'aiguille est commandé par un arbre à cames. La pompe se trouve simplifiée, puisqu'elle force constamment le carburant vers tous les injecteurs en même temps. Ce système permet en principe des pressions d'injection plus élevées, autorisant une diminution du temps d'injection, offrant alors une meilleure homogénéité au mélange air/carburant. Ainsi, l'inflammation du mélange se rapproche de la loi théorique de rendement maximal (injection adiabatique).
La suralimentation
Un moteur Diesel ne peut atteindre des performances optimales que si le remplissage de ses cylindres en air frais est maximal. C'est pourquoi on dit parfois d'un Diesel à aspiration atmosphérique qu'il est en "manque d'air ". Pour y remédier, on peut
forcer l'air dans les cylindres à l'aide d'un compresseur. Il s'agit presque toujours d'un
turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement, qui se comporte donc comme un récupérateur d'énergie. On arrive ainsi à réaliser des moteurs thermiques dont le rendement énergétique global net se situe autour de 50%.
Contrairement au moteur à essence, où la suralimentation ne constitue généralement qu'un moyen d’augmenter la puissance à cylindrée constante,
la suralimentation d'un moteur Diesel constitue donc une solution technique naturelle.
Les moteurs Diesel deux temps
L'application du
cycle deux temps au moteur Diesel est très séduisante en théorie, car elle devrait donner une machine à très haut rendement. Toutefois,
le principe même du cycle deux temps aggrave encore le problème de "respiration" du Diesel. Pour y remédier, on doit prévoir un système forçant le mélange comprimé dans le carter vers la chambre de combustion. C'est le rôle du
compresseur de balayage.
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