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Quel est le delta d'efficacité entre les moteurs à quatre temps rotatifs et modernes
Question
Contexte
Il existe de nombreuses opinions concernant le delta d'efficacité entre les moteurs rotatifs wankel et les moteurs à quatre temps de différentes configurations (induction forcée, etc.).
Ce delta, quel qu'il soit, semble être un débat de combien. Combien de déchets, combien d'efficacité, combien de puissance.
Quelles sont les lacunes réelles d'un moteur rotatif ?
Quel est le delta d'efficacité entre un moteur rotatif et un moteur à quatre temps moderne ?
Quelle est la cause première de la configuration d'un moteur rotatif qui le rend si inutile ?
Réponse acceptée
REMARQUE : Les moteurs Wankel sont toujours des moteurs à cycle Otto (re : admission, compression, allumage, échappement), ils effectuent simplement les courses différemment d'un moteur alternatif commandé par soupape .
- Taux de compression inférieur - Il est connu qu'un taux de compression plus élevé fournit plus de puissance sans aucune autre modification. Cette différence de taux de compression est d'environ 3% d'augmentation de la sortie pour 1 point de compression. Ce manuel (page 14 de 21 [ou page 274 de le texte]) montre que le taux de compression est de 6,98:1. Cela revient généralement à abandonner entre 3 et 4 points de compression par rapport à ce qu'un moteur à pistons d'origine peut fournir, avec très peu de recours pour augmenter ce nombre. (REMARQUE : bien que ces chiffres montrent un taux de compression inférieur, Mazda a montré des nombres aussi élevés que 10:1.)
Forme de la chambre de combustion - Dans l'image suivante, vous pouvez voir le cycle Otto de base dans le moteur Wankel. En raison de la forme inhérente, lorsque l'air/carburant est enflammé (entre les cycles #3 et #4), le front de flamme poursuit le bord d'attaque du rotor autour de la chambre de combustion, mais ne le rattrape jamais complètement. Cela permet à une partie du mélange air-carburant de s'échapper de l'orifice d'échappement lorsque cet orifice est découvert. C'est pourquoi on peut parfois voir des flammes sortir de l'échappement d'un véhicule à moteur rotatif.
Étanchéité du rotor - Sur le rotor lui-même, il y a trois joints principaux qui gardent tout sous contrôle : joints d'apex, joints faciaux, & joints latéraux. (Vous trouverez ci-dessous une image montrant leurs emplacements.) Garder tous les gaz dans leurs emplacements respectifs est une corvée pour les sceaux et les sceaux perdront généralement une partie de cette intégrité. L'une des raisons en est que les joints doivent rester chauds et froids sans mélange en même temps.
< li>- Puissance de sortie - Le tableau ci-dessous est une comparaison entre trois véhicules différents avec leur poids/puissance/cylindrée. En regardant les chiffres, il devient clairement évident que si l'on compare le poids du véhicule, la puissance en chevaux et le kilométrage, le moteur rotatif est insuffisant. Tout comme les autres moteurs, vous pouvez suralimenter le moteur rotatif (le MB GLA45 est turbocompressé de l'usine). Cela augmentera le rendement, mais n'augmentera pas l'efficacité proportionnellement en raison de la façon dont le flux d'échappement se produit et de l'impossibilité de contrôler les événements d'admission/échappement comme vous le pouvez avec un moteur à pistons. Vous soufflerez des hydrocarbures non brûlés hors des orifices d'échappement, ce qui est inefficace. Je ne dis pas non plus que les véhicules à moteur à pistons ne soufflent pas d'hydrocarbures dans les gaz d'échappement, je dis pour la quantité d'air carburant que vous versez dans le moteur, le moteur rotatif vide beaucoup plus car un rapport que les moteurs à pistons.
Injection d'huile moteur - Afin d'aider à maintenir une bonne étanchéité, l'huile moteur est injectée directement pendant le cycle d'admission et dans le conduit d'admission. Cela permet une bonne étanchéité et une diminution de l'usure, mais introduit des inefficacités dans la combustion du mélange air/carburant, ainsi que la création de plus de polluants dans l'échappement.
Vehicle Size Power Torque Weight City HWY 2011 RX-8 1.3L 232hp@8500 159lb-ft@5500 3064lbs 16mpg 22mgp 2015 GLA45 2.0L 355hp@6000 332lb-ft@2250 3457lbs 23mpg 29mpg 2105 Stingray 6.2L 455hp@6000 460lb-ft@4600 3300lbs 17mpg 29mpg
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Je n'ai pas pu m'empêcher de remarquer que la surface de "piston" rotatif beaucoup plus grande/par quantité de carburant était quelque peu négligée dans ces autres considérations de réponses. Cela pourrait être un facteur de compensation de l'efficacité dans une certaine mesure. Les moteurs rotatifs sont censés utiliser de l'hydrogène et probablement des gaz d'hydrocarbures tels que le méthane, plus efficacement qu'une configuration à piston car la plus grande surface peut extraire plus d'énergie motrice du carburant. Cela semble avoir été pris en compte pour les moteurs Mazda RENISIS qui utilisent de l'hydrogène supplémentaire, et Mazda affirme que le moteur rotatif Wankel a de meilleures caractéristiques thermiques qu'un moteur à piston permettant une combustion plus pauvre. http://www.mazda.com/en/innovation/technology/env /hre/ En théorie, la commutation entre les soupapes d'échappement espacées différemment autour du rayon des moteurs pourrait atténuer certains des problèmes décrits car la partie échappement du cycle Otto pourrait être modifiée en même temps que le calage de la combustion.