Moteur rotatif : principe de fonctionnement, caractéristiques

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Dernière modifié: 2024-02-19 15:55

Le moteur est la base de tout véhicule. Sans cela, le mouvement de la voiture est impossible. À l'heure actuelle, les moteurs à combustion interne à piston sont les plus courants. Si nous parlons de la plupart des voitures de cross-country, ce sont des moteurs à combustion interne à quatre cylindres en ligne. Cependant, il existe des voitures avec de tels moteurs, où le piston classique est en principe absent. Ces moteurs ont un dispositif et un principe de fonctionnement complètement différents. Ils sont appelés moteurs rotatifs à combustion interne. Quelles sont ces unités, quelles sont leurs caractéristiques, avantages et inconvénients ? Considérez dans notre article d'aujourd'hui.

Caractéristique

Un moteur rotatif est l'un des types de moteurs thermiques à combustion interne. Pour la première fois, un tel moteur a été développé au 19ème siècle. Aujourd'hui, un moteur rotatif est utilisé sur la Mazda RX-8 et sur certaines autres voitures de sport. Un tel moteur a une caractéristique clé - il n'a pas de mouvements alternatifs, comme dans un moteur à combustion interne conventionnel.

Ici la rotation est effectuéerotor triangulaire spécial. Il est dans un bâtiment spécial. Un schéma similaire a été pratiqué dans les années 50 du siècle dernier par la société allemande NSU. L'auteur d'un tel moteur à combustion interne était Felix Wankel. C'est selon son schéma que tous les moteurs rotatifs modernes sont produits (le Mazda RX ne fait pas exception).

Appareil

La conception de l'unité d'alimentation comprend:

• Case.
• Arbre de sortie.
• Rotor.

Le boîtier lui-même est la chambre de travail principale. Sur un moteur rotatif, il a une forme ovale. Une telle conception inhabituelle de la chambre de combustion est due à l'utilisation d'un rotor trièdre. Ainsi, lorsqu'il entre en contact avec les murs, des contours fermés isolés se forment. C'est en eux que s'effectuent les cycles de travail du moteur à combustion interne. C'est:

• Entrée.
• Compression.
• Allumage et course de travail.
• Release.

Parmi les caractéristiques d'un moteur rotatif à combustion interne, il convient de noter l'absence de soupapes d'admission et d'échappement classiques. Au lieu de cela, des trous spéciaux sont utilisés. Ils sont situés sur les côtés de la chambre de combustion. Ces trous sont directement connectés au système d'échappement et au système d'alimentation.

Rotor

La base de la conception de la centrale électrique de ce type est le rotor. Il remplit la fonction de pistons dans ce moteur. Cependant, le rotor est en un seul exemplaire, tandis que les pistons peuvent être de trois à douze voire plus. La forme de cet élément ressemble à un triangle aux bords arrondis.

De telles arêtes sont nécessairespour une meilleure étanchéité et une meilleure qualité d'étanchéité de la chambre de combustion. Cela garantit une bonne combustion du mélange de carburant. Des plaques spéciales sont situées dans la partie supérieure du visage et sur ses côtés. Ils agissent comme des anneaux de compression. Le rotor contient également des dents. Ils servent à faire tourner l'entraînement, qui entraîne également l'arbre de sortie. Nous parlerons de la nomination de ce dernier ci-dessous.

Val

En tant que tel, il n'y a pas de vilebrequin dans un moteur à piston rotatif. Au lieu de cela, un élément de sortie est utilisé. Par rapport à son centre, il y a des saillies spéciales (cames). Ils sont situés de manière asymétrique. Le couple du rotor, qui est transmis à la came, fait tourner l'arbre autour de son axe. Cela crée l'énergie nécessaire pour déplacer les entraînements et les roues de la voiture.

Beats

Quel est le principe de fonctionnement d'un moteur rotatif ? L'algorithme d'action, malgré des cycles similaires avec un moteur à piston, est différent. Ainsi, le début du cycle se produit lorsque l'une des extrémités du rotor traverse le canal d'admission du carter du moteur à combustion interne. En ce moment, sous l'action du vide, un mélange combustible est aspiré dans la chambre. Avec une rotation supplémentaire du rotor, la course de compression du mélange se produit. Cela se produit lorsque l'autre extrémité passe l'entrée. La pression du mélange augmente progressivement. Il finit par s'enflammer. Mais il ne s'enflamme pas à cause de la force de compression, mais à partir de l'étincelle d'une bougie. Après cela, le cycle de travail de la course du rotor commence.

Étant donné que la chambre de combustion d'un tel moteur a une forme ovale, il est conseillé d'utiliser deux bougies dans la conception. Cela vous permet d'enflammer rapidement le mélange. Ainsi, le front de flamme se propage plus uniformément. Soit dit en passant, deux bougies par chambre de combustion peuvent également être utilisées dans un moteur à combustion interne à piston conventionnel (cette conception est extrêmement rare). Cependant, pour un moteur rotatif, c'est un must.

Après l'allumage, une haute pression de gaz se forme dans la chambre. La force est si grande qu'elle permet au rotor de tourner sur l'excentrique. Cela contribue à la génération de couple sur l'arbre de sortie. Lorsque le sommet du rotor se rapproche de la sortie, la force et la pression de l'énergie des gaz sont réduites. Ils se précipitent spontanément dans le canal de sortie. Une fois que la caméra en est complètement débarrassée, un nouveau processus commence. Le moteur rotatif redémarre avec la course d'admission, la compression, l'allumage, puis la course de puissance.

À propos du système de lubrification et de la nutrition

Cette unité n'a aucune différence dans le système d'alimentation en carburant. Il utilise également une pompe submersible qui délivre de l'essence sous pression depuis le réservoir. Mais le système de lubrification a ses propres caractéristiques. Ainsi, l'huile pour les pièces de frottement du moteur est introduite directement dans la chambre de combustion. Un trou spécial est prévu pour la lubrification. Mais la question se pose: où va alors l'huile si elle entre dans la chambre de combustion ? Ici, le principe de fonctionnement est similaire à un moteur à deux temps. La graisse pénètre dans la chambre et brûle avec de l'essence. Ce schéma de fonctionnement est utilisé sur tous les moteurs à palettes rotatives, y compris les moteurs à pistons. En raison de la conception spéciale du système de lubrification, ces moteurs ne peuvent pas répondre aux normes modernesRéglementations environementales. C'est l'une des nombreuses raisons pour lesquelles les moteurs rotatifs ne sont pas utilisés commercialement sur VAZ et d'autres modèles de voitures. Cependant, notons d'abord les avantages de RPD.

Pros

Les avantages de ce type de moteur sont nombreux. Premièrement, ce moteur a un poids et une taille réduits. Cela vous permet de gagner de la place dans le compartiment moteur et de placer le moteur à combustion interne dans n'importe quelle voiture. De plus, le faible poids contribue à une répartition plus correcte du poids de la voiture. Après tout, la majeure partie de la masse des voitures équipées de moteurs à combustion interne classiques est concentrée à l'avant de la carrosserie.

Deuxièmement, le moteur à piston rotatif a une densité de puissance élevée. Comparé aux moteurs classiques, ce chiffre est une fois et demie à deux fois plus élevé. De plus, le moteur rotatif a une plage de couple plus large. Il est disponible presque au ralenti, tandis que les moteurs à combustion interne conventionnels doivent tourner jusqu'à quatre à cinq mille. Soit dit en passant, un moteur rotatif est beaucoup plus facile à gagner en vitesse élevée. C'est un autre avantage.

Troisièmement, un tel moteur a une conception plus simple. Il n'y a pas de soupapes, pas de ressorts, pas de mécanisme à manivelle dans son ensemble. Dans le même temps, il n'y a pas de système de distribution de gaz habituel avec une courroie et un arbre à cames. C'est l'absence de KShM qui contribue à un ensemble de révolutions plus facile par un moteur à combustion interne rotatif. Un tel moteur tourne jusqu'à huit à dix mille en une fraction de seconde. Eh bien, un autre avantage est moins de propension à exploser.

Inconvénients

Parlons maintenant des inconvénients en raison desquels l'utilisation du rotatifles moteurs sont devenus limités. Le premier inconvénient est les exigences élevées en matière de qualité de l'huile. Bien que le moteur fonctionne comme un deux temps, vous ne pouvez pas remplir d'« eau minérale » bon marché ici. Les pièces et les mécanismes de l'unité de puissance sont soumis à des charges importantes, par conséquent, pour économiser la ressource, un film d'huile dense est nécessaire entre les paires de frottement. Soit dit en passant, le calendrier de vidange d'huile est de six mille kilomètres.

L'inconvénient suivant concerne l'usure rapide des éléments d'étanchéité du rotor. Cela est dû à la petite zone de contact. En raison de l'usure des éléments d'étanchéité, une pression différentielle élevée se forme. Cela a un impact négatif sur les performances des moteurs rotatifs et la consommation d'huile (et par conséquent sur les performances environnementales).

Énumérant les défauts, il convient de mentionner la consommation de carburant. Comparé à un moteur à cylindre-piston, un moteur rotatif n'a pas de rendement énergétique, en particulier à moyen et bas régime. Un exemple frappant de cela est la Mazda RX-8. D'un volume de 1,3 litre, ce moteur consomme au minimum 15 litres d'essence au cent. Remarquablement, à des vitesses de rotor élevées, le meilleur rendement énergétique est atteint.

De plus, les moteurs rotatifs sont sujets à la surchauffe. Cela est dû à la forme lenticulaire particulière de la chambre de combustion. Il n'évacue pas bien la chaleur par rapport à un sphérique (comme sur les moteurs à combustion interne conventionnels), par conséquent, pendant le fonctionnement, vous devez toujours surveiller le capteur de température. En cas de surchauffe, le rotor se déforme. Lors du travail, il formera des éraflures importantes. En conséquence, la ressource motrice approchera de la fin.

Malgré sa conception simple et l'absence de mécanisme à manivelle, ce moteur est difficile à réparer. De tels moteurs sont très rares et peu d'artisans en ont l'expérience. Par conséquent, de nombreux services automobiles refusent de "capitaliser" ces moteurs. Et ceux qui sont engagés dans les rotors demandent des sommes fabuleuses pour cela. Vous devez payer ou installer un nouveau moteur. Mais ce n'est pas une garantie d'une ressource élevée. Ces moteurs prennent en charge un maximum de 100 000 kilomètres (même avec un fonctionnement modéré et un entretien rapide). Et les moteurs Mazda RX-8 n'ont pas fait exception.

Moteur rotatif VAZ

Tout le monde sait que de tels moteurs ont été utilisés par le constructeur japonais Mazda dans leurs années. Cependant, peu de gens savent que le RPD a également été utilisé en Union soviétique sur le VAZ Classic. Un tel moteur a été développé sur ordre du ministère des services spéciaux. Le VAZ-21079, équipé d'un tel moteur, était un analogue du célèbre "Volga-catch-up" noir avec un moteur à huit cylindres.

Le développement d'un moteur à piston rotatif pour le VAZ a commencé au milieu des années 70. La tâche n'était pas facile - créer un moteur rotatif qui surpasserait le moteur à combustion interne à piston traditionnel à tous égards. Le développement d'une nouvelle unité de puissance a été réalisé par des spécialistes des entreprises aéronautiques de Samara. Le chef du bureau d'assemblage et de conception était Boris Sidorovich Pospelov.

Le développement des unités de puissance est allé simultanément avec l'étude des moteurs rotatifs de modèles étrangers. Les premiers exemplaires ne différaient pas par leurs hautes performances et ils ne sont pas entrés dans la série. Quelques années plus tard, plusieurs variantes du RPD pour le VAZ classique ont été créées. Le moteur VAZ-311 a été reconnu comme le meilleur d'entre eux. Ce moteur avait les mêmes paramètres géométriques que le moteur japonais 1ZV. La puissance maximale de l'unité était de 70 chevaux. Malgré l'imperfection de la conception, la direction a décidé de publier le premier lot industriel de RPD, qui ont été installés sur les véhicules officiels VAZ-2101. Cependant, de nombreuses lacunes ont rapidement été découvertes: le moteur a généré une vague de plaintes, un scandale a éclaté et le nombre d'employés du bureau d'études a été considérablement réduit. En raison de pannes fréquentes, le premier moteur rotatif VAZ-311 a été abandonné.

Mais l'histoire du RPD soviétique ne s'est pas arrêtée là. Dans les années 80, les ingénieurs ont tout de même réussi à créer un moteur rotatif qui dépassait largement les caractéristiques d'un moteur à combustion interne à piston. C'était donc un moteur rotatif VAZ-4132. L'unité développait une puissance de 120 chevaux. Cela a donné au VAZ-2105 d'excellentes performances dynamiques. Avec ce moteur, la voiture a accéléré à des centaines en 9 secondes. Et la vitesse maximale du "rattrapage" était de 180 kilomètres à l'heure. Parmi les principaux avantages, il convient de noter le couple élevé du moteur, disponible sur toute la plage de régime et la puissance élevée du litre, qui a été obtenue sans aucun boost.

Dans les années 90, AvtoVAZ a commencé à développer un nouveau moteur rotatif, qui devait être installé sur le "neuf". Ainsi, en 1994m année, une nouvelle unité de puissance VAZ-415 est née. Le moteur avait un volume de travail de 1300 centimètres cubes et deux chambres de combustion. le taux de compression de chacun était de 9, 4. Cette centrale est capable de tourner jusqu'à dix mille tours. Dans le même temps, le moteur se distinguait par une faible consommation de carburant. En moyenne, l'unité a consommé 13 à 14 litres au cent dans le cycle combiné (c'est un bon indicateur pour un ancien moteur à combustion interne rotatif selon les normes actuelles). Dans le même temps, le moteur se distinguait par un faible poids à vide. Sans pièces jointes, il ne pesait que 113 kilogrammes.

La consommation d'huile du moteur VAZ-415 est de 0,6 % de la consommation de carburant spécifique. La ressource du moteur à combustion interne avant révision est de 125 000 kilomètres. Le moteur, installé sur le "neuf", a montré de bonnes caractéristiques dynamiques. Ainsi, l'accélération à des centaines n'a pris que neuf secondes. Et la vitesse maximale est de 190 kilomètres par heure. Il y avait aussi des échantillons expérimentaux du VAZ-2108 avec un moteur rotatif. Grâce à son poids plus léger, le "huit" rotatif s'est accéléré à des centaines en seulement huit secondes. Et la vitesse maximale lors des tests était de 200 kilomètres par heure. Cependant, ces moteurs ne sont jamais entrés dans la série. Vous ne pouvez pas les trouver sur le marché secondaire et sur les démontages non plus.

Résumer

Donc, nous avons découvert ce qu'est un moteur rotatif. Comme vous pouvez le constater, il s'agit d'un développement très intéressant visant à obtenir un maximum d'efficacité et de puissance. Cependant, en raison de leur conception, les mécanismes du rotor s'usaient rapidement. Cela a affecté la ressource du moteur. MêmeRPD japonais ce n'est pas plus de cent mille kilomètres. De plus, ces moteurs ont des exigences élevées en matière de lubrifiants et ne peuvent pas répondre aux normes environnementales modernes. Par conséquent, les moteurs à combustion interne à piston rotatif ne sont pas devenus particulièrement populaires dans l'industrie automobile.