LE MOTEUR ROTATIF

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Présentation générale

• Le moteur rotatif reste assez simple de
  conception. Partant du cycle quatre temps, et du
  concept qu'un moteur classique transforme un
  mouvement linéaire alternatif en un mouvement
  rotatif. Felix Wankel eut l'idée de construire un
  moteur créant directement un mouvement de
  rotation de manière "naturelle".

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Historique

• 1902 Naissance de Felix Wankel à Lahr en
  Allemagne. Jeune il se passionne pour le dessin
  industriel, et le fonctionnement des machines.
• 1921 fin des études lycéennes.
• 1924 Wankel manifeste son intérêt pour le moteur
  rotatif plutôt que le moteur alternatif.
• 1929 Dépose de son premier brevet de moteur.
• 1934 BMW l'engage dans sa division de moteurs
  d'avions pour les soupapes rotatives

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• 1937 Il crée son laboratoire le WVW,
  subventionné par Goering.
• 1939 Travaille pour Daimler-Benz et BMW sur les
  soupapes d'avions militaires.
• 1945 Après la Guerre, il est arrêté par les
  autorités françaises et son laboratoire est
  démantelé. Tous ses documents sont saisis.
• 1952 NSU fabricant de motocyclettes, propose un
  contrat de consultant à Mr.Wankel.
• 1956 Un compresseur à rotor est monté sur
  l'engin de record NSU. Cette machine animée par
  un monocylindre de 50 cm3 couplé a ce compresseur
  atteint 196,3 km/h.

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• 1957 Chez NSU qu'il construisit le premier
  moteur rotatif. Un moteur de 125 cm3 de 29ch,
  tournant à 16000 tr/min.
• 1958 La firme Américaine Curtiss-Wright achète
  la licence Wankel pour les Etats-Unis. Elle sera
  revendue à Johnson-Evinrude, puis à American
  Motor Corp.
• 1959 Le moteur rotatif passe avec brio le test
  d'endurance de 100 au banc d'essai.
• 1960 Vente du brevet de fabrication à Mazda,
  Daimler-Benz, Sachs, Perkins, MAN.
• 1961 NSU équipe une voiture d'un moteur de 250
  cm3 et de 30 ch.
• 1969 obtient le doctorat de luniversité
  technique de Munich

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Principe du fonctionnement.

• Un piston triangulaire divise l'espace du stator
  en trois chambres tournantes. Chacune des trois
  chambres a un volume variable, où s'accomplissent
  trois cycles de 4 temps. On a une phase active
  pour chaque tour du rotor. A l'instar du moteur
  "2 temps", le moteur rotatif n'utilise pas de
  soupapes, mais des "lumières" .

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A La chambre A entre dans une phase
d'admission du mélange air/carburant. B La
chambre B comprime les gaz jusqu'à l'explosion.
Puis amorce sa rotation. C La chambre C
transforme l'explosion en énergie. Puis expulse
les gaz brûles.
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Le stator

• Le volume dans lequel se meut le rotor a un
  contour épitrochoïdal.
• La trajectoire décrite par un point, situé sur un
  disque qui roule sans glisser à lextérieur dune
  circonférence, est une épitrochoïde.
• Si ce point est situé sur la circonférence du
  disque, la trajectoire devient une épicycloïde

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Problèmes technologiques
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Cinématique du fonctionnement
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Le nouveau moteur rotatif Renesis de Mazda

• Le nouveau moteur rotatif Renesis qui équipe la
  Mazda RX-8 a été élu "moteur international de
  l'année 2003" par un jury composé de cinquante
  journalistes internationaux. Le moteur de la RX-8
  a été aussi qualifié de meilleur nouveau moteur
  de l'année 2003 devant le V8 4,2 l Audi qui
  équipe la RS6 et le V12 6,0 l de la BMW 760 i. Il
  remporte également le trophée dans la catégorie
  2,5 à 3,0 l devant deux blocs BMW (les 3.0
  essence et diesel). Les huit moteurs vainqueurs
  de leur catégorie s'affrontaient ensuite pour le
  prix du moteur international de l'année 2003,
  remporté par le moteur de la RX-8 devant le
  diesel V10 de Volkswagen et le 6 cylindres de la
  BMW M3. Une belle consécration pour la marque
  nippone qui a choisi cette solution technique
  depuis 1967.

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Ouverture sur dautres moteurs à cycle rotatif.

• HIER
• 1588
• L'ingénieur italien Ramelli décrit et illustre
  les pompes à eau de son invention. C'est la
  première réalisation de la pompe à palettes qui
  est couramment employée de nos jours, pour les
  pompes à huile et également pour certains
  compresseurs.

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• 1636
• L'allemand Pappenheim, constructeur de machines,
  invente la pompe à engrenages qui assure à
  l'heure actuelle encore, le graissage des
  moteurs. Cette pompe à engrenages permet de
  supprimer les tiroirs à mouvements alternatifs
  prévus par Ramelli.

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• 1650
• Otto von Guericke réalise une machine à faire le
  vide. L'étanchéité entre cylindre et piston est
  obtenue par des joints en cuir.

1782 James Watt, inventeur sur la machine à
vapeur du système bielle-manivelle qui permet de
transformer le mouvement alternatif du piston en
mouvement rotatif, crée une machine à piston
oscillant, dans laquelle une pale rotative en
forme d'aile (1) accomplissait un mouvement de
rotation presque complet en découvrant les
lumières d'admission (2) dans une chambre que
séparait une paroi radiale cintrée (3).
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• 1799
• Un collaborateur de Watt, Murdock, se sert de la
  pompe à engrenages de Pappenheim pour réaliser
  une machine à vapeur à piston tournant. Il garnit
  l'extrémité des dents des engrenages d'une "
  lisse " en bois. Cette machine avait un rendement
  très faible par manque d'étanchéité.

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• 1901
• L'américain Cooley dépose un brevet pour une
  machine à piston tournant avec épicycloïde
  intérieure et enveloppante extérieure. Cooley a
  recours à l'engrènement.

1943 Le constructeur suisse Bernard Maillard
réalise un compresseur dair pour une machine à
piston giratoire L'étanchéité insuffisante ne
permettait pas de transformer ce compresseur en
moteur thermique.
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DEMAIN LE MOTEUR TORNADE Admission Les deux rotors s'éloignent l'un de l'autre. L'air est aspiré via l'orifice d'admission. Le carburant est injecté.
Compression Les deux rotors se rapprochent. Le mélange est comprimé.
Détente L'étincelle enflamme le mélange. A noter que le moteur est symétrique deux allumages ont lieu en même temps. Les rotors s'écartent et entraînent l'arbre de sortie via le mécanisme de pignons au centre du moteur.
Échappement Les deux rotors se rapprochent et les gaz sont évacués par l'orifice d'échappement.
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LES QUASITURBINES

• Chaque dispositif Quasiturbine se situe au
  carrefour des 3 moteurs modernes Il s'inspire
  de la turbine, perfectionne le piston, et
  améliore le Wankel.

La Quasiturbine est un moteur à
écoulement continue à l'entrée
et à la sortie. Le piston fait 4 temps en
2 tours, la Quasiturbine en complète 32 !
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• La Quasiturbine est universelle par rapport aux
  sources d'énergie Carburants liquides et
  gazeux, hydrogène, vapeur, pneumatique,
  hydraulique...

Puissance sur l'arbre Diamètre du rotor Épaisseur du rotor
50 kW (70 CV) 0,4 MW (530 CV) 3 MW (4 000 CV) 25 MW (33 000 CV) 200 MW (260 000 CV) 13 cm (5 pouces) 25 cm (10 pouces) 53 cm (21 pouces) 1 m (3,5 pieds) 2 m (7 pieds) 5 cm (2 pouces) 10 cm (4 pouces) 20 cm (8 pouces) 41 cm (16 pouces) 82 cm (32 pouces)
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