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Moteur à combustion interne vs moteur à combustion externe : quelle est la différence entre ces deux moteurs ?
Dans le monde de l'ingénierie énergétique, les moteurs à combustion interne et les moteurs à combustion externe occupent une position centrale. Il existe des différences significatives dans les principes, les structures et les scénarios d'application de ces deux moteurs, ce qui affecte leur efficacité et leur fonctionnement. Comprendre ces différences est d’une grande importance pour le développement des futures technologies énergétiques et la formulation de politiques de protection de l’environnement.
La clé de l'efficacité du moteur est le rapport entre le travail disponible et la chaleur absorbée.
Moteur à combustion interne : le challenger du haut rendement
Les moteurs à combustion interne, comme leur nom l'indique, sont des moteurs à combustion interne. Il est principalement divisé en moteurs à essence et moteurs diesel. Les moteurs à essence utilisent généralement le cycle Otto, tandis que les moteurs diesel dépendent du cycle diesel pour fonctionner. Le fonctionnement d'un moteur à combustion interne implique que le carburant se mélange à l'air à l'intérieur du cylindre, puis s'enflamme, provoquant une explosion pour produire de l'énergie.
Dans les moteurs à combustion interne, l'un des plus grands défis est de savoir comment contrôler efficacement le processus de combustion et améliorer l'efficacité thermique. Le rendement thermique des moteurs à combustion interne se situe généralement entre 20 et 40 %, ce qui signifie que la majeure partie de l’énergie du carburant est gaspillée sous forme de chaleur. De nombreux constructeurs automobiles modernes investissent continuellement dans la recherche et le développement pour améliorer le rendement énergétique et réduire les émissions.
L'efficacité d'un moteur à combustion interne est limitée par divers facteurs, notamment le taux de compression, les pertes par friction et les pertes de puissance.
Moteur à combustion externe : représentatif des énergies traditionnelles
Contrairement aux moteurs à combustion interne, les moteurs à combustion externe convertissent l'énergie thermique en énergie cinétique pendant le processus de combustion. Citons par exemple les moteurs à vapeur et les turbines à gaz. Le fonctionnement de ces moteurs consiste à utiliser de l'eau ou un autre fluide comme fluide et à le chauffer pour entraîner un piston ou une turbine, produisant ainsi de l'énergie.
Le rendement thermique des moteurs à combustion externe est généralement inférieur à celui des moteurs à combustion interne, principalement en raison des pertes lors de la conversion de la chaleur entre différents fluides. Cependant, avec le développement de la technologie moderne, le rendement des turbines à gaz a été amélioré et le rendement thermique de certaines nouvelles turbines à gaz peut atteindre 46 %, voire 61 %.
Comparaison de l'efficacité entre les deux
Les moteurs à combustion interne et les moteurs à combustion externe ont chacun leurs propres avantages et inconvénients, et leurs différences d'efficacité proviennent principalement de leurs principes de fonctionnement et de leurs processus de conversion thermique. De manière générale, les moteurs à combustion interne sont plus efficaces à des charges et des régimes élevés, mais leur efficacité diminue considérablement à des régimes et des charges faibles. Cependant, les moteurs à combustion externe fonctionnent avec un rendement relativement stable sous pression et température élevées, mais peuvent toujours être affectés par des pertes de rendement dans certaines circonstances.
Un approvisionnement en carburant en temps opportun et un contrôle précis de la combustion sont les clés de l'amélioration de l'efficacité du moteur.
Conclusion : Relever les défis à venir
Avec la prise de conscience mondiale croissante de la réduction des émissions de carbone et de la protection de l'environnement, les innovations technologiques dans les moteurs à combustion interne et les moteurs à combustion externe sont devenues de plus en plus importantes. L'émergence de diverses nouvelles technologies, telles que les systèmes d'alimentation hybrides et l'utilisation de carburants alternatifs, a également donné au marché une nouvelle réflexion sur les orientations d'application de ces deux moteurs. En regardant la recherche technologique globale, quel moteur dominera le développement futur du système électrique ?
