『Moteur rotatif』
2021-08-27
Le moteur que nous voyons souvent sous la forme d'un mouvement alternatif du piston, c'est-à-dire que le piston effectue un mouvement linéaire alternatif dans le cylindre, et le mouvement linéaire du piston est converti en rotation du vilebrequin à travers le vilebrequin, tandis que le mouvement rotatif le moteur n'a pas ce processus de conversion, c'est par le piston La rotation dans le cylindre entraîne l'arbre principal du moteur (c'est-à-dire le vilebrequin d'un moteur ordinaire, car il n'est pas courbé, on ne l'appelle plus vilebrequin) , donc il y a une grande différence entre les deux.
A. Course d'admission : Le processus de mouvement du piston du point mort haut au point mort bas est appelé course d'admission (angle de rotation du vilebrequin 0 ~ 180 °). Dans cette course, la soupape d'admission s'ouvre, la soupape d'échappement se ferme et la chambre à air communique avec l'atmosphère. La pression atmosphérique fait entrer le mélange de pétrole et de gaz et la pression dans le cylindre est d'environ 0,075 ~ 0,09 MPa à la fin de l'admission.
B. Course de compression : Le processus de mouvement du piston du point mort bas au point mort haut est appelé course de compression (l'angle de rotation du vilebrequin est de 180°~360°). Au cours de cette course, les soupapes d'admission et d'échappement sont complètement fermées et la pression du mélange d'huile et de gaz dans la chambre à air augmente progressivement. La pression dans la chambre à air à la fin de la course de compression est d'environ 0,6 à 1,2 MPa.
C. Course motrice : Le processus de mouvement du piston du point mort haut au point mort bas est appelé course motrice (angle de rotation du vilebrequin 360 ° ~ 540 °). Dans cette course, les soupapes d'admission et d'échappement sont complètement fermées et la bougie d'allumage saute lorsque le piston est au point mort haut. Le feu enflamme le mélange de pétrole et de gaz pour faire augmenter fortement la pression dans le cylindre (jusqu'à 3 ~ 5 MPa), pousser le piston pour se déplacer vers le vilebrequin, la pression chute progressivement et la pression dans la chambre à air est d'environ 0,3 ~ 0,5MPa en fin de course motrice.
D.Course d'échappement : Le processus de mouvement du piston du point mort bas au point mort haut est appelé course d'échappement (angle de rotation du vilebrequin 540°~720°). Dans cette course, la soupape d'admission est fermée, la soupape d'échappement est ouverte et le piston se déplace vers le haut pour pousser la combustion. Les gaz d'échappement sont évacués de la chambre à air et la pression de l'air dans la chambre à air est d'environ 0,105 ~ 0,115 MPa à la fin de la course. La fin de la course marque également la fin d'un cycle de travail du moteur.
La figure ci-dessous montre la comparaison de chaque course d'un moteur rotatif et d'un moteur alternatif (le côté gauche des deux trous d'aération sur la figure est l'admission et le côté droit est l'échappement). Le moteur rotatif est le même que le moteur alternatif à quatre temps. La compression, le travail et l'échappement sont composés de quatre temps. La cavité de travail (cavité de travail BC) formée entre une surface courbe BC du rotor triangulaire et le profil du cylindre est prise comme exemple pour illustrer le principe de fonctionnement à quatre temps d'un moteur rotatif.
Course d'admission : lorsque le coin C du rotor triangulaire tourne vers le bord droit du trou d'admission, la chambre de travail BC commence à aspirer de l'air. En position a, les trous d'admission et d'échappement sont connectés et les trous d'admission et d'échappement se chevauchent. Il s'agit du plus petit volume de la chambre de travail du BC, qui équivaut au point mort haut du moteur alternatif. À mesure que le rotor continue de tourner, le volume de la chambre de travail du BC augmente progressivement et le mélange combustible est continuellement aspiré dans le cylindre. Lorsque le rotor tourne de 90° (l'arbre principal tourne de 270°, le rapport entre la vitesse du rotor et la vitesse de l'arbre principal dans le moteur rotatif est de 1:3, qui est déterminé par les engrenages en prise) atteint la position b, le volume du BC la chambre de travail atteint le maximum, ce qui équivaut à la partie inférieure du moteur alternatif. Au point mort, la course d'admission se termine.
Course de compression : à mesure que le rotor triangulaire continue de tourner, le coin supérieur B traverse le bord gauche du trou d'entrée et la course de compression commence, le volume de la chambre de travail BC diminue progressivement et la pression devient de plus en plus grande. Lorsqu'il atteint la position c, le rotor tourne de 180° (l'arbre principal tourne de 540°), le volume de la chambre de travail BC atteint le minimum, ce qui équivaut à la position du point mort haut du moteur alternatif, et la course de compression se termine.
Course de travail : à la fin de la course de compression, la bougie d'allumage clignote, le gaz à haute température et haute pression pousse le piston triangulaire à continuer à tourner et le volume de la chambre de travail BC augmente progressivement. Lorsque le coin C atteint le bord droit du trou d'échappement, en position d, le rotor tourne de 270° (rotation de la broche 810°), le volume de la chambre de travail BC atteint le maximum, ce qui équivaut à la position du point mort bas de le moteur alternatif et la course motrice se termine.
Course d'échappement : lorsque l'angle C du rotor triangulaire tourne vers le côté droit du trou d'échappement, la course d'échappement commence, et enfin le rotor triangulaire revient à la position a, la course d'échappement se termine, le rotor tourne à 360 ° (l'arbre principal tourne trois fois), et un travail Le cycle se termine. Dans le même temps, la cavité de travail CA et la cavité de travail AB effectuent également respectivement un cycle de travail.
● Comparaison de la composition du moteur :
Moteur rotatif : groupe de carrosserie, commande de soupapes, système d'alimentation, système d'allumage, système de refroidissement, système de lubrification, système de démarrage
Moteur à pistons alternatifs : ensemble de carrosserie, mécanisme de bielle à manivelle, commande de soupapes, système d'alimentation, système d'allumage, système de refroidissement, système de lubrification, système de démarrage
● Les avantages et inconvénients des deux moteurs :
◆ Moteur alternatif :
avantage:
1. La technologie de fabrication est mature. Il est né depuis plus de 120 ans. Diverses technologies ont été continuellement améliorées. Il s’agit du moteur à combustion interne le plus utilisé au monde et ses coûts d’entretien et de réparation sont faibles.
2. Travail fiable, bonne étanchéité à l'air et fiabilité de la transmission de puissance.
3. Bonne économie de carburant.
défaut:
1. Structure complexe, grand volume et poids lourd.
2. La force d'inertie alternative et le moment d'inertie provoqués par le mouvement alternatif du piston dans le mécanisme de bielle à manivelle ne peuvent pas être complètement équilibrés. L'ampleur de cette force d'inertie est proportionnelle au carré de la vitesse, ce qui réduit la douceur de fonctionnement du moteur et limite le développement de moteurs à grande vitesse.
3. Comme le mode de fonctionnement du moteur à pistons alternatifs à quatre temps est que trois des quatre temps dépendent entièrement de la rotation d'inertie du volant, la puissance et le couple du moteur sont très inégaux, bien que les moteurs modernes utilisent des moteurs multicylindres et V. -arrangements en forme. Réduisez cette lacune, mais il est impossible de l'éliminer complètement.
◆ Moteur rotatif :
avantage:
1. Petite taille et poids léger, facile à abaisser le centre de gravité du véhicule. Étant donné que le moteur rotatif n'a pas de mécanisme de bielle à manivelle, la hauteur du moteur est considérablement réduite et le centre de gravité du véhicule est abaissé en même temps.
2. Structure simple. Comparé au moteur à pistons alternatifs, le moteur rotatif réduit le mécanisme de bielle à manivelle, ce qui conduit à un mécanisme de moteur considérablement simplifié et à moins de pièces.
3. Caractéristiques de couple uniformes. Étant donné qu'un cylindre d'un moteur rotatif possède trois chambres de travail en même temps, le couple de sortie est plus uniforme que celui d'un moteur à pistons alternatifs.
4. Propice au développement de moteurs à grande vitesse, étant donné que le rapport de vitesse du rotor à piston et de l'arbre principal est de 1:3, des vitesses de piston élevées ne sont pas nécessaires pour atteindre des régimes moteur élevés.
défaut:
1. La consommation de carburant est élevée et les émissions d’échappement sont difficiles à respecter la norme. Étant donné que chaque cylindre possède trois chambres de travail, chaque tour du rotor du piston équivaut à trois courses motrices. Comparé à un moteur à piston alternatif de 3 000 tr/min, le moteur à piston alternatif pulvérise 750 fois/min, et le moteur rotatif équivaut à une vitesse de 1 000 tr/min, mais il a besoin de 3 000 fois/min. On constate que la consommation de carburant du moteur rotatif est nettement supérieure à celle du moteur à pistons alternatifs. Dans le même temps, la forme de la chambre de combustion du moteur rotatif n'est pas propice à la combustion complète du mélange combustible, le chemin de propagation de la flamme est long et la consommation de fioul est importante. Dans le même temps, la teneur en polluants des gaz d’échappement est plus élevée.
2. En raison de la structure du moteur, seul le type d'allumage peut être utilisé au lieu du type d'allumage par compression, c'est-à-dire que seule l'essence peut être utilisée comme carburant au lieu du diesel.
3. Étant donné que le moteur rotatif utilise un arbre excentrique, le moteur vibre beaucoup.
4. La position haute de l'arbre de sortie de puissance (broche) n'est pas propice à la disposition de l'ensemble du véhicule.
5. La technologie de traitement et de fabrication du moteur rotatif est élevée et le coût est relativement élevé.
