Moteurs Thermiques

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Sommaire

• I- Contexte de l’étude • II- Les moteurs thermiques : généralités • III- Innovations • IV- Les concurrents • V- Pourquoi choisir cette technologie • VI- Collecte 2

I- Contexte de l’étude

• Nous travaillons pour la société de construction automobile RENAULT France • Nous sommes des consultants en veille stratégique et nous allons étudier les différents types de moteurs thermiques pour votre société et vous persuadez des possibilités de cette technologie.

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Présentation de l’entreprise

Chiffre d'Affaires total du groupe

Branche automobile Part du chiffre d'affaire réalisée à l'étranger

37 625 000

35 535 000 euros 64.5 %

Production du groupe

dont automobile en % de la production mondiale

2 388 958

2 067 338 nd

Effectif du groupe

dont automobile

Répartition du capital (2001)

État français Nissan Public et investisseurs institutionnels Auto détention Salariés

130 740

136 574

(Nissan devrait bientôt acquérir 15 % du capital)

15,70 % 15,00 % 61,20 % 4,00 % 4,10 % 4

II -Les moteurs thermiques : généralité A) Généralités

Historique : Daimler et Benz créent le Moteur Thermique en 1886 aujourd’hui cette technologie est utilisée par tous les constructeurs automobiles Constitution : - 4

pistons

qui montent et descendent dans leur

cylindre

respectif.

- La

bielle

relie le piston au

vilbrequin

pour permettre le mouvement rotatif.

- Le

vilbrequin

est un arbre commun aux 4 pistons qui permet de transmettre un mouvement rotatif à la boite de vitesse et aux roues motrices.

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• Chaque piston assure la rotation d'un

demi tour

de cet arbre et il faut 2 rotations du vilbrequin pour avoir un cycle complet.

• Le mouvement rotatif ainsi obtenu permet de faire avancer la voiture mais aussi d'entraîner

l'arbre à cames

. 6

B) Fonctionnement du moteur essence :

• L'essence est un carburant qui s'enflamme au contact d'une étincelle . • Il faut synchroniser correctement l'étincelle dans le moteur. • L'ordre d'allumage le plus répandu dans un moteur essence est 1-3-4-2.

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Permet à l'air d'entrer, et même temps l'essence est injectée. Le piston remonte et comprime l'air, il ne faut pas que la Ainsi le cylindre se remplit du mélange .

compression soit trop forte sinon : risque d’explosion Les soupapes sont fermées. Une étincelle se produit, le mélange explose, une surpression pousse le piston vers le bas Le piston remonte et la soupape d'échappement s'ouvre. L'air brûlé est éjecté vers le pot d'échappement 8

C) Fonctionnement du moteur diesel

• Le diesel (ou gasoil) est un carburant particulier : il ne s'enflamme pas à l'aide d'une étincelle mais mélangé à l'air, sous haute pression (et une température minimum). • C'est un moteur 4 temps car il y a 4 phases nécessaires pour permettre à un axe (appelé vilbrequin) de faire 2 tours.

• Il faut 4 ensembles piston-cylindre pour permettre au moteur de tourner. Ces ensembles sont décalés de 180 ° (2x360° divisé par 4). 9

Le piston descend, la soupape s'ouvre. L'air frais s'engouffre dans le cylindre. Il n'y a pas de carburant. Le vilbrequin fait un demi-tour .

La soupape se ferme, le piston remonte. Compression de l’air et échauffement. Injection de carburant en quantité définie Les soupapes se ferment, l'air et le carburant dans le cylindre sont sous pression. La température permet la combustion du mélange.

La soupape d'échappement s'ouvre et le piston remonte chassant l'air brûlé qui est éjecté vers le pot d'échappement.

III- Innovations

• •

A) Présentation

Les voitures dites “hybrides”, avec une motorisation thermique et une “transmission” électrique, occupent une certaine place dans le marché des véhicules particuliers et des véhicules lourds (autobus). Cette place est vraisemblablement amenée à croître de manière significative.

Seuls les prix pourraient en freiner l’extension. Ces marchés devraient contribuer à soutenir la filière électrique du futur par les développements techniques qu’ils vont générer.

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B) Explications

Le système hybride associe sur le véhicule un moteur thermique brûlant du carburant et un moteur électrique. Il peut être alimenté par les batteries, soit, via un alternateur par le moteur thermique qui peut aussi recharger les batteries dans la configuration en série.

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Prototype de Kangoo Hybride

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C) Brevets

• En deux ans il y a eu 517 brevets déposés sur les moteurs thermiques.

• 192 brevets en France • 145 brevets en Europe • 180 demandes de PCT • Les principaux déposants : – PSA (Citroën-Peugeot) : par DEHARTE Elodie et DUVERGER Thierry.

– RENAULT SAS : par DUDOS Jean-Marc et GUEZET Jacky.

– BOSH – SIEMMENS – HONDA • Le domaine est donc en pleine expansion il y a énormément de brevets.

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IV- Concurrents

Tous les constructeurs automobiles :

– français (PSA), – européens (FIAT, SEAT, OPEL, VOLKSWAGEN, MERCEDES …), – asiatiques ( HONDA, KIA, HIUNDAY, TOYOTA…), – américains (GM, FORD…).

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V- Pourquoi choisir cette technologie ?

Le passage du moteur thermique au moteur hybride est en pleine expansion. Cette technologie permet : – Économies : A l’heure actuelle les moteurs thermiques engendrent de nombreux coûts : loi du 10 – 3 – 7.

Plus tard avec le moteur hybride : économie sur la quantité de carburant achetée.

– Baisse de la pollution : En ce moment le moteur thermique augmente l’effet de serre, engendrant de graves effets sur la couche d’ozone.

Réduction des échappements grâce à l’intervention du moteur électrique.

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- Gain de place : Aujourd’hui les moteur sont très volumineux et le poids du moteur augmente la consommation en carburant.

Le moteur hybride va pouvoir réduire la taille du moteur grâce à la miniaturisation des composants et créé sa propre énergie.

- Baisse des ressources naturelles : D’après de nombreux scientifiques le volume du pétrole dans le monde est en réelle baisse. L’utilisation du moteur hybride permettrait une économie du pétrole.

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Conclusion

• La technologie des moteurs thermiques est déjà connue des concurrents et disparaîtra dans le futur.

• La solution intermédiaire avant sa disparition est le moteur hybride. Il est donc nécessaire de spécialiser dans cette technologie car elle est très prometteuse.

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Sources

• www.renault.fr

• www.newpower-modelisme.com/npm-final/ htdocs/notion_modelisme_moteurs2.htm - 15k – • http://www.lewebdesconducteurs.com/guide/technique/moteur.h

tm • www.plutarque.fr

• Étude de Marc Laliere : les motorisation, quels progrès demain • Exposé de Letang Pauline et Fabre Jessica : collecte de l’information 19

VI- Collecte

A) Comment collecter l’information ?

• Ciblage de l’information : Nous nous sommes basés sur des mots clés tels que « moteurs thermiques» « essence » « diesel » « schéma » « moteurs hybrides »… • Fiabilité : La plus part des informations est extraite de sites officiels des constructeurs auto.

• Richesse de l’information : Notre sujet était particulièrement riche en informations (19500 réponse pour la recherche « moteur thermique »).

• Pertinence de l’information : Toutes les informations trouvées sont pertinentes car elles sont fournies par des scientifiques et des constructeurs automobiles.

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B) Type d’information

• L ’ensemble des informations collectées est blanche c’est à dire qu’elles informent aisément et sont licitement accessibles. La plus part des informations ont été trouvées sur Google et Altavista.

• Mais quelques informations collectées sont grises c’est à dire qu’elles sont licitement accessibles, mais caractérisées par des difficultés dans la connaissance (moteurs hybrides) 21

Sources primaires :

Créées par l'entreprise pour répondre à un besoin, sur le site Renault on a récupéré le schéma de la Kangoo hybride.

Sources formelle :

Elles sont sur un support comme des études, schémas, dessins … 22

Exemples de brevets

SYSTEME DE COMMANDE DU FONCTIONNEMENT D'UN MOTEUR POUR VEHICULE ELECTRIQUE HYBRIDE

• • The present invention relates to an engine operation controller for a hybrid electric automobile equipped at least with a motor (3) and an engine (4). The engine operation controller is provided with a speed detection section (30) for detecting speed of the vehicle, a control section (6) for controlling operation of the engine (4), and a decision section for deciding whether or not a stop of the vehicle is a stop at a stopping place. If it is detected by the speed detection section (30) that the speed is less than a predetermined value, operation of the engine (4) is prohibited by the control section (6). Furthermore, a delay section is provided for delaying removal of the operation prohibition of the engine (4) when it is decided by the decision section that the stop of the vehicle is a stop at a stopping place.

Concerne un contrôleur d'opération de moteur pour une automobile électrique hybride, équipée au moins d’ un moteur de cette présente invention (3) et un moteur (4). Le contrôleur d'opération de moteur est équipé de section de détection de vitesse (30) pour détecter la vitesse du véhicule, d'unité de commande (6) pour l'opération de service du moteur (4), et de section de décision pour décider si un arrêt du véhicule est un arrêt à un endroit d'arrêt. S'il est détecté par la section de détection de vitesse (30) que la vitesse est moins importante qu'une valeur prédéterminée, le fonctionnement du moteur (4) est interdit par l'unité de commande (6). En outre, cela retarde la section donnée pour le déplacement delaying de la prohibition d'opération du moteur (4) quand on le décide par la section de décision que l'arrêt du véhicule est un arrêt à un endroit d'arrêt..

Abrégé en français disponible dans la demande internationale correspondante :

WO01083967

Classification CIB principale :

F02D-029/06

Classification CIB secondaire :

F02D-029/00 F02D-017/00 B60K-006/00 23

•

APPAREIL DE COMMANDE DE LA PUISSANCE POUR VEHICULE HYBRIDE

• • •

Abrégé en français ou dans la langue de publication :

L'invention concerne un appareil de commande de la puissance destiné à un véhicule hybride (

1

), ledit véhicule comprenant un moteur à combustion interne (

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), un groupe moteur générateur frontal (

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), et une transmission (

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) qui sont reliés aux roues avant (

WF

) et un groupe moteur générateur arrière (

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) qui est relié aux roues arrière (

Wr

) via une boîte de vitesse différentielle arrière (

DR

). Une valeur calculée, obtenue par soustraction d'une puissance de sortie avant (F_POWER) et d'une puissance de sortie accessoire (DV_POWER) provenant d'une limite de puissance de sortie de batterie (B_LimPow) est réglée comme une limite de puissance de sortie arrière (R_LimPow). La plus petite valeur parmi une commande d'actionnement arrière (R_PowCmd) (fixée en fonction de l'état de fonctionnement du véhicule) et une limite de puissance de sortie arrière (R_LimPow) est fixée comme une nouvelle commande d'actionnement arrière (R_PowCmd). Par conséquent, une puissance de sortie du moteur requise peut être obtenue sans augmentation de la taille de la batterie principale (

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).

Classification CIB principale :

IPC[7] B60K-006/0 24