Qu'est-ce qu'une chambre de combustion?
Une chambre de combustion est la zone d'un moteur où du carburant est brûlé. Dans un moteur à combustion interne, le carburant est brûlé dans l’espace directement au-dessus de ses pistons. Les moteurs à combustion interne sont largement utilisés dans les petits véhicules mobiles. Dans le moteur à combustion externe, le carburant est brûlé dans un espace physiquement séparé des parois de ses cylindres. Les moteurs à combustion externe ont été largement utilisés au 19ème siècle pour alimenter les grands navires à vapeur et les trains.
La chambre de combustion d'un moteur à combustion interne est délimitée en partie par la surface d'un piston. Lorsque du carburant est enflammé dans cette chambre de combustion, des gaz chauds peuvent agir directement sur le piston pour le pousser vers le bas. La pression du gaz étant élevée, il se dilate rapidement pour suivre le piston et continuer à le pousser. Au moment où la pression de gaz est à nouveau basse, le gaz a poussé le piston dans sa position la plus basse. Un vilebrequin connecté aux pistons tournera lorsque les pistons oscilleront.
Une application répandue du moteur à combustion interne est l’alimentation pour les véhicules mobiles, tels que les automobiles, les bateaux et les avions à hélices. La chaleur dans une chambre de combustion interne est créée à l'intérieur du moteur lui-même, ce qui lui permet d'agir rapidement sur les pistons du moteur. Ce rendement relatif permet aux moteurs à combustion interne d'être plus petits et plus légers que leurs homologues à combustion externe. Pour cette raison, les moteurs à combustion interne sont largement utilisés pour les applications mobiles nécessitant relativement peu d'énergie.
Le moteur à vapeur, quant à lui, est un moteur à combustion externe. Cela signifie que la chambre de combustion est située à l'extérieur des cylindres. Les moteurs à combustion externe nécessitent un transfert de chaleur à travers les parois solides du moteur. Le transfert de chaleur à travers un objet solide fixe est appelé conduction. La conduction peut être un processus lent lorsque les différences de température sont faibles. Les moteurs à vapeur utilisent donc généralement de grandes chambres de combustion qui produisent beaucoup de chaleur.
Dans la machine à vapeur, le charbon est brûlé dans une chambre de combustion appelée chambre de combustion pour produire de la chaleur. La chaleur traverse les parois d'un autre récipient rempli d'eau, appelé chaudière. Lorsque l'eau bout, la vapeur à haute pression est temporairement dirigée dans un ou plusieurs cylindres pour agir sur un piston. Le mouvement linéaire du piston est converti en mouvement circulaire du vilebrequin pour entraîner le moteur.
Les moteurs à combustion interne et externe sont des formes du moteur à mouvement alternatif. Ces moteurs convertissent finalement l'énergie chimique en travail mécanique, la chaleur étant la forme d'énergie intermédiaire. Même dans des conditions idéales, ils ne peuvent pas convertir 100% de l'énergie chimique stockée en travail mécanique car de la chaleur échappera toujours au système.