Conception et construction 

Les principaux composants de base d'un moteur alternatif sont le carter, les cylindres, les pistons, les bielles, les soupapes, le mécanisme de commande des soupapes et le vilebrequin. Dans la tête de chaque cylindre se trouvent les soupapes et les bougies d'allumage. L'une des vannes se trouve dans un passage partant du système d'induction ; l'autre est dans un passage menant au système d'échappement. A l'intérieur de chaque cylindre se trouve un piston mobile relié à un vilebrequin par une bielle.

Sections de carter 

La base d'un moteur est le carter. Il contient les roulements et supports de roulements dans lesquels tourne le vilebrequin. En plus de se supporter, le carter doit fournir une enceinte étanche pour l'huile de lubrification et doit supporter divers mécanismes externes et internes du moteur. Il fournit également un support pour la fixation des ensembles de cylindres et du groupe motopropulseur à l'avion. Il doit être suffisamment rigide et solide pour éviter un désalignement du vilebrequin et de ses roulements. L'alliage d'aluminium coulé ou forgé est généralement utilisé pour la construction de carters car il est léger et solide. Le carter est soumis à de nombreuses variations de charges mécaniques et autres forces. Étant donné que les cylindres sont fixés au carter, les forces énormes exercées sur le cylindre ont tendance à retirer le cylindre du carter. Les forces centrifuges et d'inertie déséquilibrées du vilebrequin agissant à travers les paliers principaux soumettent le carter à des moments de flexion qui changent continuellement de direction et d'amplitude. Le carter doit avoir une rigidité suffisante pour supporter ces moments de flexion sans déformations importantes.

Si le moteur est équipé d'un réducteur d'hélice, l'extrémité avant ou motrice est soumise à des forces supplémentaires. Aux forces de poussée développées par l'hélice sous forte puissance s'ajoutent des forces centrifuges et gyroscopiques sévères appliquées au carter dues aux brusques changements de direction de vol, tels que ceux survenant lors des manœuvres de l'avion. Les forces gyroscopiques sont particulièrement sévères lorsqu'une hélice lourde est installée. Pour absorber les charges centrifuges, un grand palier centrifuge est utilisé dans la section du nez.

La forme du nez ou de l'avant de la section de carter varie considérablement. En général, il est soit effilé, soit rond. Selon le type de moteur alternatif, le nez ou la zone avant du carter varie quelque peu. Si l'hélice est entraînée directement par le vilebrequin, moins de surface est nécessaire pour ce composant du moteur. Les carters utilisés sur les moteurs ayant des arrangements de cylindres opposés ou en ligne varient en forme pour les différents types de moteurs, mais en général ils sont approximativement cylindriques. Un ou plusieurs côtés sont surfacés pour servir de base à laquelle les cylindres sont fixés au moyen de vis à tête cylindrique, de boulons ou de goujons. Ces surfaces usinées avec précision sont souvent appelées plaquettes de cylindre.

Si l'hélice est entraînée par des réducteurs (des engrenages qui ralentissent moins la vitesse de l'hélice que le moteur), il faut plus de surface pour loger les réducteurs. Une section de nez conique est utilisée assez fréquemment sur les moteurs à entraînement direct et de faible puissance, car un espace supplémentaire n'est pas nécessaire pour loger les engrenages de réduction de l'hélice. Les sections de nez de carter sont généralement moulées en alliage d'aluminium ou en magnésium. La section de nez de carter sur les moteurs qui développent de 1 000 à 2 500 ch est généralement plus grande pour loger les engrenages de réduction et parfois nervurée pour obtenir le plus de résistance possible.

Le régulateur est utilisé pour contrôler la vitesse de l'hélice et l'angle des pales. Le montage du régulateur d'hélice varie. Sur certains moteurs, il est situé sur la partie arrière, bien que cela complique l'installation, surtout si l'hélice est actionnée ou contrôlée par la pression d'huile, en raison de la distance entre le régulateur et l'hélice. Lorsque des hélices à commande hydraulique sont utilisées, il est recommandé de monter le régulateur sur la section avant aussi près que possible de l'hélice afin de réduire la longueur des passages d'huile. Le régulateur est alors entraîné soit à partir de dents d'engrenage sur la périphérie de la couronne dentée, soit par tout autre moyen approprié. Cette disposition de base est également utilisée pour les turbopropulseurs. 

Sur certains des plus gros moteurs radiaux, une petite chambre est située au bas de la section du nez pour recueillir l'huile. C'est ce qu'on appelle le carter d'huile de la section du nez. Étant donné que la section avant transmet de nombreuses forces variées au carter principal ou à la section de puissance, elle doit être correctement fixée pour transmettre les charges efficacement. 

Les surfaces usinées sur lesquelles les cylindres sont montés sont appelées patins de cylindre. Ils sont munis d'un moyen approprié de retenue ou de fixation des cylindres au carter. La pratique générale pour fixer la bride du cylindre à la plaquette consiste à monter des goujons dans des trous filetés du carter. La partie intérieure des plaquettes de cylindre est parfois chanfreinée ou conique pour permettre l'installation d'un grand joint torique en caoutchouc autour de la jupe de cylindre, qui scelle efficacement le joint entre le cylindre et les plaquettes de carter contre les fuites d'huile.

Étant donné que l'huile est projetée autour du carter, en particulier sur les moteurs en ligne et radiaux inversés, les jupes de cylindre s'étendent sur une distance considérable dans les sections de carter pour réduire le débit d'huile dans les cylindres inversés. Les ensembles piston et segment doivent être disposés de manière à évacuer directement l'huile qui y est projetée.

Des pattes de montage sont espacées autour de la périphérie de l'arrière du carter ou de la section diffuseur d'un moteur radial. Ceux-ci sont utilisés pour fixer l'ensemble moteur sur le mât ou cadre moteur prévu pour fixer le groupe motopropulseur au fuselage des aéronefs monomoteurs ou à la structure de nacelle de voilure des aéronefs multimoteurs. Les pattes de fixation peuvent être soit solidaires du carter ou de la section diffuseur, soit amovibles, comme dans le cas des supports moteur souples ou dynamiques. 

L'agencement de montage supporte l'ensemble du groupe motopropulseur, y compris l'hélice, et est donc conçu pour fournir une résistance suffisante pour les manœuvres rapides ou d'autres charges. En raison de l'allongement et de la contraction des cylindres, les tuyaux d'admission qui transportent le mélange de la chambre du diffuseur à travers les orifices des soupapes d'admission sont agencés pour fournir un joint coulissant qui doit être étanche. La pression atmosphérique à l'extérieur du carter d'un moteur non suralimenté est plus élevée qu'à l'intérieur, surtout lorsque le moteur tourne au ralenti. Si le moteur est équipé d'un compresseur et fonctionne à plein régime, la pression est considérablement plus élevée à l'intérieur qu'à l'extérieur du carter. Si la connexion du joint coulissant présente une légère fuite, le moteur peut tourner au ralenti rapidement en raison d'une légère inclinaison du mélange. Si la fuite est assez importante, il se peut qu'elle ne tourne pas du tout. À plein régime, une petite fuite ne serait probablement pas perceptible lors du fonctionnement du moteur, mais la légère inclinaison du mélange carburant / air pourrait provoquer une détonation ou endommager les soupapes et les sièges de soupape. Sur certains moteurs radiaux, le tuyau d'admission a une longueur considérable et sur certains moteurs en ligne, le tuyau d'admission est perpendiculaire aux cylindres. Dans ces cas, la flexibilité du tuyau d'admission ou sa disposition élimine le besoin d'un joint coulissant. Dans tous les cas, le système d'induction du moteur doit être agencé de manière à ne pas laisser fuir d'air et modifier le rapport carburant/air souhaité. mais la légère inclinaison du mélange carburant/air peut provoquer une détonation ou endommager les soupapes et les sièges de soupape. Sur certains moteurs radiaux, le tuyau d'admission a une longueur considérable et sur certains moteurs en ligne, le tuyau d'admission est perpendiculaire aux cylindres. Dans ces cas, la flexibilité du tuyau d'admission ou sa disposition élimine le besoin d'un joint coulissant. Dans tous les cas, le système d'induction du moteur doit être agencé de manière à ne pas laisser fuir d'air et modifier le rapport carburant/air souhaité. mais la légère inclinaison du mélange carburant/air peut provoquer une détonation ou endommager les soupapes et les sièges de soupape. Sur certains moteurs radiaux, le tuyau d'admission a une longueur considérable et sur certains moteurs en ligne, le tuyau d'admission est perpendiculaire aux cylindres. Dans ces cas, la flexibilité du tuyau d'admission ou sa disposition élimine le besoin d'un joint coulissant. Dans tous les cas, le système d'induction du moteur doit être agencé de manière à ne pas laisser fuir d'air et modifier le rapport carburant/air souhaité. 

Section des accessoires 

La section accessoire (arrière) est généralement de construction moulée et le matériau peut être soit un alliage d'aluminium, qui est le plus largement utilisé, soit du magnésium, qui a été utilisé dans une certaine mesure. Sur certains moteurs, il est coulé en une seule pièce et muni de moyens de montage des accessoires, tels que magnétos, carburateurs, carburant, huile, pompes à vide, démarreur, générateur, variateur de tachymètre, etc., aux différents endroits nécessaires pour faciliter l'accessibilité . D'autres adaptations consistent en une pièce moulée en alliage d'aluminium et une plaque de couverture séparée en magnésium coulé sur laquelle les supports d'accessoires sont disposés. Les arbres d'entraînement d'accessoires sont montés dans des agencements d'entraînement appropriés qui sont réalisés sur les patins de montage d'accessoires. De cette manière, les différents rapports de démultiplication peuvent être agencés pour donner la vitesse d'entraînement appropriée aux magnétos, pompes, 

Trains d'engrenages accessoires 

Des trains d'engrenages, contenant à la fois des engrenages droits et coniques, sont utilisés dans les différents types de moteurs pour entraîner les composants et accessoires du moteur. Les engrenages à denture droite sont généralement utilisés pour entraîner les accessoires les plus chargés ou ceux nécessitant le moins de jeu ou de jeu dans le train d'engrenages. Les engrenages coniques permettent un positionnement angulaire des arbres courts menant aux divers patins de montage d'accessoires. Sur les moteurs alternatifs opposés, les trains d'engrenages accessoires sont généralement des agencements simples. Beaucoup de ces moteurs utilisent des trains d'engrenages simples pour entraîner les accessoires du moteur aux vitesses appropriées.