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Pourquoi le moteur diesel a-t-il une ligne rouge beaucoup plus basse que la ligne rouge du moteur à essence ?
Question
Pourquoi les moteurs diesel automobiles affichent-ils une ligne rouge vers 4 500 tr/min alors que ceux à essence atteignent 6 500-8000 tr/min ?
Est-ce que cela a quelque chose à voir avec le taux de compression ?
Réponse acceptée
En bref, il est basé sur un faible taux de combustion du diesel et sur la course plus longue du moteur diesel.
Vous devez d'abord comprendre la différence entre ces moteurs, le diesel fonctionne uniquement sur la compression du carburant, le chauffage et générant du bang pour produire de l'énergie, l'essence, quant à elle, est nativement nerveuse et a besoin d'une étincelle pour exploser et produire de l'énergie par elle-même.
Cela dit,
Pensez au moteur à essence en tant que guépard, il a des os légers et un corps profilé, il est donc très rapide mais n'est pas assez puissant pour tuer un lion ou un rhinocéros.
Le moteur diesel est comme un éléphant, il est lent et a beaucoup de force, mais a besoin de jambes plus lourdes pour supporter l'énorme masse corporelle, il ne peut donc pas courir aussi vite que le guépard mais a beaucoup de force. Par force de l'éléphant, j'entends le couple dans le moteur.
Le moteur à essence brûle nativement, il n'a donc pas besoin de pièces robustes pour résister à l'explosion, oui vous comprimez le carburant mais ce n'est pas autant que le diesel, c'est pourquoi les motos 100cc tournent comme des folles, elles ont une construction légère (manivelles, pistons).
Le diesel ne brûle pas autant que l'essence, il doit être comprimé beaucoup plus pour brûler ainsi la culasse, le piston, la manivelle tout doit être robuste pour résister à l'explosion de compression ralentissant ainsi la vitesse du piston.
Enfin pour répondre à votre question :
Le diesel brûle lentement par rapport à l'essence et pour la plupart des moteurs diesel, la limite est d'environ 4 800 à 5 000 tr/min.
Pour ajouter de la clarté au point ci-dessus, dans un moteur à essence, près de 95 % du carburant est brûlé à chaque coup, mais dans le moteur diesel, tout le diesel n'est pas brûlé à chaque coup en raison du taux de combustion lent, il reste du diesel dans le cylindre avant le coup suivant, donc quelle que soit la force avec laquelle vous poussez, cette petite quantité de diesel ne brûlera pas avant que le piston ne soit prêt pour le coup suivant, limitant ainsi la vitesse ou la ligne rouge.
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Pour développer l'excellente réponse d'Anarach ; le taux de combustion du diesel est plus lent que celui de l'essence et à un régime plus élevé, vous risqueriez de voir la soupape d'échappement s'ouvrir alors que le mélange dans le cylindre brûlait encore. Augmentez le régime, en particulier sur les moteurs conçus avec un certain chevauchement afin que les soupapes d'admission et d'échappement soient ouvertes en même temps et si vous avez toujours un événement de brûlure dans votre chambre de combustion, vous risquez une détonation qui ruinera totalement votre moteur.
Il y a probablement aussi un argument selon lequel sur un moteur à essence, vous contrôlez le point exact du cycle de chaque cylindre où la combustion démarre. Un moteur à essence fait avancer l'allumage grâce à des poids dans le corps du distributeur ou par des moyens électroniques via une carte ECU. Avec un moteur diesel, vous dépendez de la compression pour allumer le carburant et donc limité au moment où cet événement est déclenché, ce qui est probablement la raison pour laquelle ces moteurs ont généralement une bande de puissance beaucoup plus étroite.
Paulster2 a raison, faire varier le calage de l'injection par rapport au calage de l'angle de vilebrequin du moteur est le principal moyen de contrôler le processus de combustion dans un moteur diesel. Dans un moteur à essence conventionnel (PFI ou SIDI), le carburant et l'air sont en grande partie pré-mélangés avant l'étincelle (qui contrôle le début du processus de combustion), ce qui conduit alors à un front de flamme à propagation rapide qui consomme le mélange air/carburant comprimé en son chemin, même pour SIDI, le calage de l'injection de carburant est généralement très précoce par rapport au point mort haut (PMH) du moteur. Tout cela se traduirait par un processus de combustion relativement plus rapide.
Dans les moteurs diesel, le carburant est injecté dans de l'air chaud (résultat de la compression) près du PMH, ce qui prendrait un certain temps (délai d'allumage) avant que le mélange air-carburant s'auto-enflamme. Jusqu'à ce point, l'injection de carburant est toujours en cours (pour la combustion diesel classique) ce qui conduit alors à un modèle de combustion spécifique au moteur diesel : la combustion contrôlée mixte. Dans ce modèle, le taux de combustion est déterminé par le taux de mélange carburant/air. Le modèle unique de combustion diesel a essentiellement déterminé que le processus de combustion a inclus le mélange et la combustion, contrairement aux moteurs à essence qui attribuent le processus de mélange dans la course d'admission ou de compression, conduisant à un processus global plus rapide. D'autres facteurs contribuent également, comme la construction plus lourde du moteur diesel (moment plus important), un taux de compression plus élevé (course plus longue).
D'une manière générale, le moteur diesel ne peut tout simplement pas/n'a pas besoin d'un régime élevé pour obtenir un couple/puissance de sortie suffisant.