Le moteur rotatif de Wankel : espoirs et désillusions.

Dans une turbine à vapeur, n'y a-t-il as un bras de levier entre les aubes et le centre de l'arbre ? Bras de levier important si on considère l'extérieur d'une aube.

Dan42 a écrit:

Doucement quand même avec le pas de bras pas de chocolat ou pas de couple, une bonne palanquée de moteurs classiques à pistons et de très haut niveau : F1, Moto GP et autres S. sports 4T ont des courses de 41 à 45 mm pour des alésages de 80 mm et plus, soit des bras de levier de 0 à 23 mm (24 mm sur le mien et il n'est pas fainéant : 8,4 mdaN pour 781 cm3 de cylindrée).

Bien sûr.  
   1. À cylindrée égale et pour le même nombre de cylindres (sinon la comparaison n'a pas de sens) une course réduite – donc petit bras de levier – se traduit par un alésage plus grand.  
   2. La force exercée sur le piston est égale à la  pression de combustion multipliée par la surface de l'alésage.
   3. Le couple moteur est égal au produit de cette force par le bras de levier.

Si on fait le calcul – et si on ne le fait pas on en est réduit à une discussion de comptoir  – on arrive à la conclusion que le couple fourni est proportionnel à la surface de l'alésage multipliée par la course. Ce qui est très exactement la définition de la cylindrée unitaire.
Donc, à conditions comparables (même cylindrée, même nombre de cylindres, même pression de combustion) le bras de levier n'a aucune incidence sur le couple moteur.

Quant au nombre de rapports de boîte nécessaire il ne dépend pas du tout de la valeur du couple maxi mais de la plage d'utilisation, qu'on peut caractériser par la distance séparant la vitesse de rotation correspondant au couple maxi de celle correspondant à la puissance maxi (et, plus précisément, par le rapport entre ces deux vitesses de rotation).

Hum, Michel, 

Expliques moi donc pourquoi ma Harley laterale, 1954, 900cc, 2 cylindres en Ve, 117mm de course, 70mm d'alesage, 5500 t/mn max et 4 vitesses peut tirer un braquer qui ferait assoir n'importe quel moteur moderne de meme puissance, meme equipe d'un nombre superieur de rapports pour palier aux deficiences du dit moteur moderne...

Pour etre un peu plus dans la verite, j'aurais du mentionner "couple en bas" car "couple en haut" n'a aucun attrait a mes yeux vu qu'il faut rester dans les tours tres eleves pour aller quelque part... Donc couple en haut = couple presque inutilisable. Donc assimiler "moteur coupleux" avec "moteur qui tire en bas"

Patrick

Et quoi penser des moteurs électriques???

Moteur electrique = couple maxi quand le moteur est alimente et bloque...

A Gennevilliers mon prof, alias Mr Ruban (ex Japauto..) résumait le couple d'un moteur à "c'est la force de rotation", c'est toujours un peu confus (pour moi) de le distinguer de la puissance..

panerai a écrit:

A Gennevilliers mon prof, alias Mr Ruban (ex Japauto..) résumait le couple d'un moteur à "c'est la force de rotation", c'est toujours un peu confus (pour moi) de le distinguer de la puissance..  

Pour te donner un petit coup de main, à partir de la bonne parole de Mr Japauto: la puissance est la force multipliée par la vitesse P = F.V avec P en watt; F en newton; V en m par seconde. pour un déplacement linéaire.
Pour nos moteurs ( rotatifs) , P = C. Oméga; toujours P en W; C en m. Newton; oméga en radians par seconde ( Pi. n /30) avec n en trs/ mn . Soit à la louche: P = C x n/10.
Dan

En gros, le couple c'est l'effort instantané, la force qui est exercée sur le vilo.
La puissance, c'est la répétion du couple, d'où l'introduction du temps dans les formules de Dan. A couple d'un piston égal, tu as quatre fois plus de puissance avec un quatre cylindres ou en tournant plus vite.

jeannin a écrit:

Hum, Michel, 
Explique-moi donc pourquoi ma Harley latérale, 1954, 900cc, 2 cylindres en V, 117mm de course, 70mm d’alésage, 5500 t/mn max et 4 vitesses peut tirer un braquet qui ferait asseoir n'importe quel moteur moderne de même puissance, même équipe d'un nombre supérieur de rapports pour pallier aux efficiences du dit moteur moderne...

Ouh là là !
J'avais pourtant pris soin de préciser, dès la première ligne :
À cylindrée égale et pour le même nombre de cylindres (sinon la comparaison n'a pas de sens)...

Et là tu veux comparer un moteur de 900 cm3 (54 cu-in et 38 ch selon internet) avec un moteur moderne de même puissance, en faisant semblant d'ignorer le fait qu'un moteur moderne n'aura évidemment pas besoin d'une telle cylindrée pour fournir cette modeste puissance.
En revanche un moteur moderne de 900 cm3 – et dont la course sera 2,5 fois plus petite que les 117 mm de ton exemple – offrira un couple nettement supérieur à celui d'une Harley latérale grâce à la forme beaucoup plus efficace de sa chambre de combustion.

Mais, pour résumer, tout ceci ne change rien au fait que – comme le montrent les calculs* – le couple moteur n'est en rien tributaire du bras de levier du vilebrequin.

* Et comme l'a écrit un de tes célèbres compatriotes :    "However, one cannot really argue with a mathematical theorem".
J'espère que tu ne vas pas essayer de le contredire...

michel guichard a écrit:

Quant au nombre de rapports de boîte nécessaire il ne dépend pas du tout de la valeur du couple maxi mais de la plage d'utilisation...

Un bon exemple avec les boites des camions de 16 ou 18 vitesses. Les moteurs ne manquent pas de couple mais ont une plage d'utilisation très courte (env. 1500 t/mn).

jeannin a écrit:

j'aurais du mentionner "couple en bas" / "couple en haut"..

Oui, c'est la que se fait la différence de démul. Avec du couple en haut il faut tirer court pour décoller, mais la Vmax reste intéressante parce que le moteur tourne vite. Avec du couple en bas il faut tirer long pour aller vite, mais c'est pas un problème puisque le le moteur tracte à bas régime.

Course courte ou longue, même vitesse linéaire (21-22m/s commence à chanter chez tout le monde)

Un Manx dépasse 20 !

Les pistons de ma pauvre laterale KHK aussi, 21,75m/s a 5500t/mn...

Et les KR, course 100mm, 24m/s a 7200t/mn...

Patrick

La vitesse moyenne de piston n'est qu'un paramètre parmi bien d'autres, dont les accélérations (mètres par seconde-carré) et le jerk (la variation d'accélération, en mètres par seconde-cube). Isolément, elle n'est pas représentative si on l'isole de la longueur de bielle, du désaxage du cylindre, etc.

Il est souvent admis que des vitesses moyennes de piston de l'ordre de 26 , voir 30 ms maxi sont des limites de lubrification, la vitesse max des pistons dépasse les 40 ms. Pas simple de tenir la lub sur des mouvements alternatifs, et puis il faut considérer les efforts appliqués sur les bielles, coussinets, manetons par ces accélérations de masses. Sinon dans l'absolu des pièces "pistonantes" qui circulent beaucoup plus vite dans un cylindre, il faut regarder du côté des armes, à air, à feu: 120 à 1300 ms, bien au delà de nos pistons mais les problèmes sont bien différents.
Dan

panerai a écrit:

Juste une réflexion en passant, je le redis, j'ai adoré suivre ce sujet
Grand merci magma

Merci à toi aussi sur d'autres interventions !

jeannin a écrit:

Citation :

magma: Et là on ne peut plus nier le cycle 2 temps

Vu qu'il n'y a pas de pre-compression sous le piston dans ces 2 modes trochoides, ca ne peut pas etre un 2 temps. Ce sont des 4 temps sans soupapes avec piston a lumieres dans un cas mais aussi avec les 4 differents temps bien separes et bien distincts...


Patrick

Ce ne sont pas des 2 temps façon "mobylette", mais pas besoin d'une pré-compression dans un carter pour avoir un cycle à 2 temps.
Ce qui caractérise le 2 temps (2 courses, 2 stroke) C'est que le cycle se fait en 1 tour avec une référence au moteur à piston alternatif.
Alors qu'il faut 4 courses, four stroke donc 2 tours sur le même type de moteur en 4 temps.
Le "tour" étant défini par le retour à la position de départ de la surface active.

Les 4 phases présentes dans tout moteur thermique, bien séparées ou pas n'ont rien à voir dans l'affaire.
Et ne correspondent pas aux 4 courses sur un 4 temps avec les retards et avances à l'ouverture/fermeture des soupapes (quand il y en a !).

Donc cycle en une révolution pour revenir au départ = 2 temps
Si il en faut 2 = 4 temps.
Le français est trompeur, ce "temps" n'est pas une phase du cycle, mais une course de piston alternatif.
Ca nous ramène au cycle de ces moteurs sans bielle, où une face de rotor revient à son point de départ sur un tour de celui ci sur lui même pour accomplir un cycle complet.
1 cycle en 1 tour... (ah?)  par face.
Ensuite on choisit de prendre en compte ou pas la curiosité de sa transmission à son vilebrequin ( à faible excentricité qui réclame donc une cylindrée importante pour fournir un couple équivalent à un moteur à la course classique /carrée) qui tourne 3 fois plus vite que le rotor et donc divise le couple fourni par 3. (puisque P = C . ω).

Hum... Magma... 

4 temps = 1, admission... 2, compression... 3, detente... 4, echappement... sans compter le nombre de tours ou les divers stratagemes genre AOE ou RFA pour que ca marche bien...

Comme decrit par Alphonse Beau de Rochas en 1862...

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Les throchoides ont bien ces 4 phases separees pour chaque lobe, donc ils sont bien des 4 temps... 

Tres polluants par ailleurs... 

Si c'etaient vraiment des 2 temps, ca serait encore pire!!!!!!!

Patrick

Le pauvre Rochas, il avait de l'intuition mais ça n'allait pas beaucoup plus loin.
Ce moteur avec les 4 phases qui correspondent aux 4 temps est extrêmement mauvais.

Et les 4 phases ne sont pas séparées sur le Wankel puisqu'il y a un court circuit détente admission,
(n'oublions pas que les faces sont creusées) tient encore comme un 2 temps à piston.

(Mazda corrigera le tir avec les lumières sur les flancs.)

Dans un 2 T, il y a bien les 4 phases de notre bon Beau de Rochas, mais comme elles se font à 2 en même temps, on n'a pas un 4T mais un 4/2 T = 2T.
Dans le Wankel et si je compte bien, il se fait 3 phases en même temps, mais c'est un peu comme si un cylindre était à l'admission pendant qu'un autre était en détente.
Sur un tour du trochoïde mais 1/3 de tour de l'arbre de prise de force, on a 3 admissions, 3 compressions, 3 détentes et 3 échappements, soit 12 en tout. Ca nous fait un combien de T du coup ?

Il faut raisonner sur une seule chambre, comme on le fait avec un multicylindre à piston.
Le Wankel est l'équivalent d'un 3 cylindres avec ses 3 chambres par rotor.
Une chambre fait un cycle en 1 tour de rotor soit 3 tours de vilebrequin.
ça ne correspond à rien sinon un cycle "wankel".
C'est pourquoi je préfère considérer le rotor seul.

... J'aimerais bien etre de ton avis, Magma, mais si je le faisais, on serait tous les deux dans l'erreur!!!!!

C'est sur qu'avec le temps qui passe, on peut, avec tres peu de savoir, faire passer tout le monde ancien pour des idiots, y compris Einstein...

Patrick

Vous n'êtes pas d'accord et vous n'êtes pas les premiers : qu'il s'agisse du fisc (en chevaux fiscaux) ou des réglementations sportives, personne n'a jamais réussi à trouver une équivalence de cylindrée pour le Wankel par rapport au piston alternatif, entre volume de chambre, triple du volume de chambre, 1,5 fois le volume de chambre, etc. Ce n'est pas la moindre des raisons pour lesquelles il a quasiment disparu.

For what it's worth, I would compare a single-rotor Wankel engine to a three-cylinder four-stroke piston engine.
So yes, for me a Wankel is a four-stroke. But I like Wankels anyway

Frits, ton amour du Wankel prouve que ce n'est pas un 4 temps !

Et un turbopropulseur c'est un moteur à combien de temps ?

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Il me semble que un temps serait approprié….mais ce type de dénomination n’a d’intérêt que quand c’est supérieur à un.