Pourquoi les moteurs rotatifs sont-ils interdits ? | Kit Stirling

D'où viennent les moteurs rotatifs ?

Quand il s'agit de moteurs rotatifs, Mazda viendra dans l'esprit des gens. Beaucoup de gens disent que le moteur rotatif est équivalent à la Mazda. En fait, ce n'est pas vrai. L'inventeur du moteur rotatif est un ingénieur de la société allemande NSU, Felix Wankel, né le 13 août 1902 à Lahr, en Allemagne. Et Mazda vient de reprendre le moteur rotatif. Dans l'histoire du moteur rotatif, Mazda a apporté une plus grande contribution au moteur rotatif que celle de toute autre entreprise, tout comme le moteur rotatif de Mazda. Le premier moteur rotatif s'appelait le "moteur Wankel". En 1954, le premier moteur rotatif a été développé avec succès et utilisé dans les voitures de course. Plus tard, Mazda a acheté le brevet du moteur rotatif, a commencé à améliorer et à suivre la recherche et le développement du moteur rotatif et a assemblé le moteur rotatif sur la voiture produite en série.

Kenichi Yamamoto, père du moteur rotatif Mazda

Fondée par Jujiro Matsuda à Hiroshima au Japon en 1920, une société appelée « Toyo Cork Kogyo Co. Ltd. » fabriquait principalement des produits en liège. En 1923, les Japonais ont subi le pire tremblement de terre, le grand tremblement de terre de Kanto. En 1927, la société a changé son nom en « Toyo Kogyo Co., Ltd ». en raison de problèmes de reconstruction urbaine et a commencé à développer des machines industrielles. Le premier modèle de Mazda a vu le jour à cette époque, appelé Mazda Go, qui était un tricycle motorisé.

"Mazda" vient d'Ahura Mazda, le dieu de l'harmonie, de l'intelligence et de la sagesse de la plus ancienne civilisation d'Asie occidentale. Mazda" était également un moyen idéal de rendre hommage à l'important fondateur Jujiro Matsuda , dont le nom de famille se prononce très proche de « Mazda ».

Il y a trente ans jour pour jour, le 23 juin 1991, Mazda était le seul constructeur de moteurs rotatifs et le premier constructeur japonais à remporter la victoire au général aux 24 Heures du Mans.

Les avantages d'un moteur rotatif

Lorsqu'un moteur conventionnel fonctionne, le piston effectue un mouvement alternatif linéaire dans le cylindre. Afin de convertir le mouvement linéaire du piston en un mouvement rotatif, un mécanisme à manivelle-curseur doit être utilisé, ce qui augmente sans aucun doute la complexité du moteur. Le moteur rotatif est différent, l'arbre de sortie relié au rotor tournera avec la rotation du rotor lui-même. Il existe de nombreux avantages apportés par l'annulation du mouvement linéaire inutile. Prenons l'exemple d'un moteur rotatif à essence à deux cylindres. Comparé à un moteur à essence 6 cylindres traditionnel de même puissance, son nombre total de pièces est inférieur d'environ 20 %, son volume est inférieur d'environ 30 % et son poids mort est réduit. près de la moitié.

Le rotor étant si important, son design attire naturellement l'attention, alors pourquoi le triangle Lelo a-t-il finalement été choisi ? Tout commence par les caractéristiques du triangle de Lelo.

Le triangle de Leroy est le polygone de Leroy le plus simple et le plus facile à comprendre autre que le cercle, une courbe de largeur constante. La largeur fixe est plus directement expliquée par la figure suivante. Nous constaterons qu'après avoir tourné le cercle d'un certain angle, il peut toujours être tangent aux lignes supérieure et inférieure, c'est-à-dire que sa largeur ne changera pas.

Bien que le moteur rotatif ait un poids inférieur et une efficacité thermique supérieure, aux 24 Heures du Mans 1991, l'équipe Mazda équipée du moteur rotatif a remporté le championnat en menant la deuxième place de 2 tours. Debut est le summum, maîtrisant le chant, la danse, le rap et le basket... (mais les bons moments n'ont pas duré longtemps, probablement parce que l'ombre de la deuxième place était trop grande, et le moteur rotatif a été suspendu en deuxième année)

Bien qu'il soit si puissant, la consommation de carburant, la durée de vie du rotor et le coût des moteurs rotatifs n'ont pas été largement utilisés. Les modèles de rotor bien connus sont RX-7 et RX-8 ( Projet D , Keisuke Takahashi)

Quelle est la caractéristique d'un moteur rotatif ?

Les caractéristiques de mouvement du moteur rotatif sont les suivantes : tandis que le centre du rotor triangulaire tourne autour du centre de l'arbre de sortie, le rotor triangulaire lui-même tourne autour de son centre. Lorsque le rotor triangulaire tourne, la couronne dentée centrée sur le centre du rotor triangulaire s'engrène avec l'engrenage centré sur le centre de l'arbre de sortie, l'engrenage est fixé sur le bloc-cylindres et ne tourne pas, et le rapport du nombre de dents entre la couronne et l'engrenage est de 3:2. La relation de mouvement ci-dessus fait que la trajectoire de mouvement du sommet du rotor triangulaire (c'est-à-dire la forme de la paroi du cylindre) ressemble à une forme en "8".

Le rotor triangulaire divise le cylindre en trois espaces indépendants, et chacun des trois espaces complète successivement l'admission, la compression, le travail et l'échappement. En raison de la relation de mouvement ci-dessus, la vitesse de rotation de l'arbre de sortie est trois fois la vitesse de rotation du rotor, ce qui est complètement différent de la relation de mouvement 1:1 entre le piston et le vilebrequin d'un moteur alternatif.

Qu'est-ce qui différencie un moteur rotatif ?

Les moteurs rotatifs montrent un transfert d'énergie plus simple et plus efficace de la combustion de l'essence à la rotation des roues car tous les principaux composants internes du moteur rotatif tournent dans un mouvement largement circulaire. Dans ce cas, le moteur rotatif a moins de pièces mobiles, est plus petit, plus léger et plus puissant pour sa capacité.

Un Youtuber a utilisé une plaque acrylique transparente pour remplacer le "cylindre latéral" du moteur, ce qui a bien démontré l'état de fonctionnement du moteur rotatif.

Ce moteur rotatif est dédié aux modèles réduits d'avions. Bien qu'il ait disparu de l'industrie automobile civile, ses excellentes performances font briller le moteur rotatif dans le monde de l'aéromodélisme et des courses de karting.

Sur la figure ci-dessus, nous pouvons voir que le cylindre du moteur rotatif est ovale, ou en forme de huit ou en forme de cacahuète. Le rotor triangulaire se déplace à l'intérieur du cylindre.

La paroi latérale du cylindre, c'est-à-dire qu'il y a deux ouvertures sur le plan, une pour l'admission et une pour l'échappement, et la fosse sur le rotor est la chambre de combustion.

Grâce à une brève introduction, vous constaterez qu'il n'y a pas de place pour stocker l'huile. Alors comment le lubrifier ? C'est très simple, c'est-à-dire que l'essence et l'huile sont mélangées et brûlées.

Seule la combustion mixte peut assurer la lubrification, et il n'y a pas d'autre moyen, ce qui signifie que le moteur rotatif a brûlé de l'huile, pas étonnant que la protection de l'environnement échoue.

Nous savons tous que le cylindre doit être scellé pour que le gaz après combustion puisse pousser le piston, donc l'étanchéité dépend du segment de piston, et le rotor a également un segment de piston, appelé racleur.

Le rotor a un essuie-glace à chaque coin, ainsi que sur le côté du rotor. À ce stade, vous direz certainement : Dieu ! Un moteur rotatif n'est-il pas un seul anneau de gaz !

C'est vrai, les pistons du moteur à pistons sont tous, deux segments de gaz plus un segment d'huile, qui sont correctement scellés, et le rotor est entièrement actionné par un seul segment, pas étonnant que la durée de vie soit faible.

L'anneau unique s'usera très rapidement, de sorte que le moteur rotatif doit être révisé une fois tous les 100 000 kilomètres. Même si le racleur est remplacé, c'est une goutte d'eau dans le seau. Après tout, le cylindre est également usé.

Le cylindre rond traditionnel peut être remis à neuf en alésant le cylindre. Le cylindre est légèrement agrandi et restauré dans son état d'origine. Pouvez-vous me dire comment rectifier le cylindre de forme spéciale du rotor ? dur, non ?

De plus, le rotor ne comporte pas de soupape, et l'admission et l'échappement sont entièrement entraînés par le rotor, ou "balayage", pour ne pas dire de soupapes variables et calage variable.

Vous constaterez qu'un moteur rotatif est très similaire à un moteur à deux temps. Vous pouvez considérer le rotor comme : un moteur à quatre temps avec une structure d'admission et d'échappement à deux temps.

Étant donné que le moteur rotatif n'a pas de soupape ni de structure de soupape mécanique, l'admission et l'échappement sont tous aléatoires et personne ne s'en soucie.

Le moteur à piston a une structure de distribution d'air mécanique, donc quand et combien d'air est aspiré, c'est prévu.

Ensuite, j'imiterai le bruit d'échappement des deux moteurs. A noter qu'il s'agit du bruit d'échappement au ralenti.

Moteur à pistons:
brap... brap... brap... brap... brap... brap...
Moteur rotatif :
brap brap... brap... brap brap... brap... brap... brap...

Le bruit d'échappement du rotor est irrégulier à basse vitesse. Si le régime moteur augmente, le bruit des deux moteurs se rapprochera progressivement, et le bruit d'échappement du rotor deviendra de plus en plus régulier.

Au revoir! Moteur rotatif

Le moteur rotatif ressemble à un rêve. Les avantages inhérents au moteur rotatif ont profondément attiré les constructeurs automobiles du monde entier, mais ses problèmes sont également envoûtés par les chercheurs. Aucune entreprise ne gagne ce jeu qui étudie le moteur rotatif.

Le moteur rotatif a un défaut congénital - une forte consommation d'huile. Parce que Mazda a réussi à mettre le moteur rotatif en pratique après 1973. Mais après trois crises pétrolières, alors que les prix du pétrole continuent d'augmenter, ce problème est fatal pour Mazda. Ainsi, Mazda a progressivement réduit le champ d'application du moteur rotatif et, au final, il n'a été vu que dans les voitures de sport qui recherchaient des performances élevées. Enfin, des réglementations de plus en plus strictes sur les émissions ont conduit à l'arrêt de la production du RX-8 en 2012 et au retrait officiel du moteur rotatif de la gamme de produits Mazda.

Le problème de durabilité du moteur rotatif n'est toujours pas bien résolu. NSU n'est pas autorisé à améliorer le matériau d'étanchéité du rotor et à fournir une politique de garantie prolongée. Cette politique exacerbe également la crise financière de NSU. En 1969, NSU a été rachetée par Volkswagen et fusionnée avec l'Auto Union.

Maintenant que les véhicules à énergie nouvelle ont tendance à remplacer les véhicules à carburant traditionnels. Cela signifie qu'il y aura moins de possibilité pour les moteurs rotatifs de revenir au stade de l'histoire.