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Son fonctionnement repose sur l'auto-inflammation du [[gazole]], fioul lourd ou encore huile végétale brute dans de l'air comprimé à 1:20 du volume du cylindre (environ 35 [[bar (unité)|bar]]), et dont la température est portée de {{unité|600|°C}} à {{unité|1500|°C}} environ. Sitôt le carburant injecté (pulvérisé), celui-ci s'enflamme presque instantanément, sans qu'il soit nécessaire de recourir à un allumage commandé par bougie. En brûlant, le mélange augmente fortement la température et la pression dans le cylindre (60 à 100 bars), repoussant le piston qui fournit une force de travail sur une [[bielle (mécanique)|bielle]], laquelle entraîne la rotation du [[vilebrequin (moteur)|vilebrequin]] (ou arbre manivelle faisant office d'axe moteur, voir [[système bielle-manivelle]]).
Les quatre temps du
# '''admission''' d'air par l'ouverture de la [[Soupape (moteur)|soupape]] d'admission et la descente du [[Piston (mécanique)|piston]] ;
# '''compression''' de l'air par remontée du piston, la soupape d'admission étant fermée ;
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* Si l'injection directe existe depuis les débuts du moteur Diesel, elle n'était pas utilisée en [[automobile]] pour des raisons techniques (fumées et bruit supérieurs, gradient de pression trop élevé obligeant une utilisation de pistons très solides et très lourds, qui empêchait de tourner trop vite), mais seulement sur les moteurs lents (industriels, poids-lourds et marins).
* Avec les nouveaux dispositifs d’injection directe, injecteurs-pompe, rampe commune et injecteurs piézo-électrique, la pression atteint jusqu'à
* La suralimentation fait appel à un compresseur pour augmenter la quantité d'air (donc d'[[oxygène]]) introduite dans le moteur, ce qui est particulièrement appréciable en altitude (et donc en aviation). Ce principe permet d'augmenter la puissance sans augmenter le régime et la cylindrée du moteur. Le compresseur chargé de comprimer l'air admission est entraîné généralement par une turbine (ou turbo) qui récupère une partie de l'énergie des gaz d'échappement, environ 25 % de l'énergie fournie par le carburant. La suralimentation permet d'accroître le [[rendement]] du moteur : la puissance et le couple augmentent plus que la consommation de carburant.
* Pour faciliter le départ à froid en élevant la température des parois de la chambre de combustion et de l'air admis, les moteurs Diesel (notamment les moteurs de poids-lourds) sont équipés de systèmes de préchauffage (parfois appelés
* À l'origine considéré comme un moteur « sale » du fait de son carburant moins raffiné et du bruit important de fonctionnement (claquements), le Diesel s'est aujourd'hui amélioré en termes de pollution aussi bien atmosphérique que sonore. Du point de vue de la pollution, l'avantage principal des moteurs Diesel est de produire, à puissance égale, du fait de leur rendement supérieur, moins de
* La teneur en soufre des carburants (gazole, fioul) est progressivement diminuée dans l'ensemble des pays, afin de réduire la quantité de dérivés soufrés émis à l'échappement.
* Ce moteur peut brûler de l’[[huile végétale]] à la place du [[gazole]] issu du pétrole. Il faut ainsi se souvenir que les sous-marins Français refugiés en Afrique de l'ouest durant la deuxième guerre mondiale, brûlaient de l'huile d'arachide, faute de pétrole. Pour un usage quotidien sur des véhicules automobiles de tourisme, il est cependant nécessaire de modifier quelque peu le circuit d’alimentation, en raison de la plus grande viscosité de l’huile végétale brute, comparée au gazole<ref>Dans les pays où c’est autorisé et où l’on trouve un approvisionnement en huile végétale pure, de nombreux véhicules, y compris des voitures particulières récentes à injection directe à haute pression, roulent ainsi. C’est le cas notamment de l’Allemagne</ref>. On peut aussi utiliser des carburants à base végétale transformés et raffinés ([[diester]] ou NExBTL) mais qui, comparés à des huiles végétales brutes recyclées, perdent de leur intérêt écologique en raison de l'énergie dépensée pour les fabriquer.
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==== Pollution et toxicité des gaz d'échappement ====
Outre que le Diesel incite aussi à encore prélever et émettre du carbone fossile, ses impacts spécifiques sur la [[santé environnementale]] et sur la pollution de l'air restent préoccupants
* Les [[suie]]s et micro ou [[nanoparticule]]s <ref name="ademe"/> sont considérées comme «cancérogènes probables» par le Centre international de recherche sur le cancer ([[Circ]] <ref>Anjoeka Pronka et al., « Occupational exposure to diesel engine exhaust: A literature review
Les [[Norme européenne d'émission Euro|normes européennes d'émission]] ont pris en compte la réduction des taux de particules émis par les moteurs Diesel. Actuellement la limite est de {{unité|0.02
* Les [[benzopyrène]]s et les [[Benzanthracène|benzoanthracène]]s, [[hydrocarbure aromatique polycyclique|hydrocarbures aromatiques polycycliques]] reconnus cancérigènes.
* Le [[formaldéhyde]] cancérigène de catégorie 1 (CIRC)
* Les [[oxyde d'azote|oxydes d'azote - NOx]] sont des précurseurs de la pollution à l'[[ozone]], surtout par temps ensoleillé et notamment lors de [[canicule]]s.
Les [[Norme européenne d'émission Euro|normes européennes d'émission]] ont pris en compte de manière limitée la réduction des [[oxyde d'azote|oxydes d'azote - NOx]]émis par les moteurs Diesel. Actuellement la limite est de {{unité|2
== Le cas particulier du [[Dioxyde d'azote|NO<sub>2</sub>]] ==
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