Tech Tidbit: Les trois côtés du fonctionnement doux et soyeux du moteur rotatif
Le MX-30 électrique hybride à moteur rotatif à combustion de Mazda ramène ce moteur unique sur le marché.
Mazda a été le seul constructeur automobile à fabriquer en volume la conception du moteur rotatif de Felix Wankel, et la conception a cessé de produire lorsque le RX-8 a quitté le marché en 2012.
La Mazda MX-30 hybride électrique 2022 utilisera un moteur rotatif comme source d’alimentation de combustion pour son générateur embarqué. Cela fournira une alternative plus fluide aux moteurs à piston alternatifs habituels utilisés dans d’autres hybrides dont les vibrations sont une intrusion discordante dans l’expérience de conduite électrique.
Mazda a souligné cette douceur en faisant la promotion du moteur rotatif aux États-Unis avec des publicités dont le jingle chantait « Le moteur à piston va [“boing, boing, boing” sound effect], mais la Mazda fait « MMMMMM ».
Les rotors du moteur sont des pièces moulées de forme triangulaire conçues pour tourner sur un arbre excentrique qui est l’analogue du moteur rotatif au vilebrequin d’un moteur à piston. Tandis que les pistons pompent de haut en bas, inversant deux fois la direction à chaque rotation du vilebrequin, les moteurs rotatifs tournent doucement, leur légère oscillation traçant un chemin à travers le boîtier du rotor en forme de « 8 ».
Le rotor effectue une triple fonction, en allumant trois cycles de combustion à chaque fois qu’il tourne à 360 degrés, avec un événement de combustion se produisant lorsque chaque face du triangle passe devant les bougies d’allumage dans le boîtier du rotor. Le rotor est conçu pour tourner une fois pour trois rotations de l’arbre excentrique, de sorte que chaque rotor effectue un événement de combustion par rotation de l’arbre.
Chaque cylindre d’un moteur à piston a un événement de combustion toutes les deux rotations du vilebrequin s’il s’agit d’un moteur à quatre temps. Les outils électriques compacts comme les scies à chaîne utilisent des moteurs à deux temps qui produisent de la puissance à chaque rotation du vilebrequin.
Les moteurs de Mazda avaient deux rotors à l’intérieur, les rotors étant placés à des angles de 180 degrés l’un de l’autre afin qu’ils tirent à tour de rôle. Les rotors et l’arbre sont les trois pièces mobiles d’un moteur rotatif, ce qui contraste nettement avec la fonction Rube Goldberg de pièces mobiles et alternatives à l’intérieur d’un moteur à pistons. Cela comprend non seulement les pistons, les bielles et le vilebrequin, mais également la chaîne de distribution et les engrenages (ou courroie et poulies), l’arbre à cames, les poussoirs de soupape, les tiges de poussée, les culbuteurs et les soupapes.
Un moteur rotatif est simple, léger, compact, fluide et produit beaucoup de puissance pour sa taille. Ces attributs ont autrefois conduit les constructeurs automobiles du monde à le prévoir comme le moteur du futur. Au milieu des années 1970, le plan était que la Chevrolet Corvette et l’AMC Pacer déploient de nouveaux moteurs rotatifs de ces sociétés.
Hélas, le défi technique de construire de tels moteurs pour une durabilité satisfaisante a échappé à toutes les entreprises automobiles non nommées Mazda, et certains propriétaires mécontents pourraient même inclure cette entreprise dans la liste.
Le principal défi technique est la création de joints durables qui vont aux trois extrémités du triangle du rotor. Ces joints d’apex s’usent notoirement à un kilométrage inférieur à celui des pièces internes d’un moteur à pistons.
Les moteurs rotatifs ont d’autres défis, même lorsqu’ils sont en parfait état de fonctionnement. Ils consomment de l’huile dans le cadre de leur processus de combustion car ils utilisent l’injection d’huile pour maintenir les surfaces internes lubrifiées. Ils ont un énorme appétit pour le carburant en raison du processus de combustion quasi-continu. Ils produisent également une abondance de chaleur d’échappement et de bruit pour la même raison de combustion apparemment ininterrompue.
Ce sont les rotors de la voiture de course à quatre rotors 787B de Mazda en 1991.
Mazda a apparemment développé des silencieux efficaces pour contenir ce son afin que les conducteurs de MX-30 qui s’attendent à l’expérience EV ne rencontrent pas un bruit fort lorsque le générateur rotatif démarre. « Le générateur rotatif marquera le retour de notre groupe motopropulseur rotatif unique », a déclaré Jeff Guyton, président des opérations nord-américaines de Mazda. « Cette technologie est conçue pour un fonctionnement presque silencieux et rechargera la batterie plutôt que d’entraîner les roues. En conséquence, le MX-30 conduira toujours comme le VE engageant qu’il est, mais avec la liberté de recharger depuis le mur ou en déplacement.
En tant que générateur, le moteur rotatif pourra fonctionner à des régimes moteur plus constants que ceux d’un moteur qui fournit le seul moyen de propulsion de la voiture, c’est donc probablement la source du rendement énergétique, du bruit du moteur et de la durabilité adéquats du MX -30 moteur à combustion.
Les détails techniques expliquant tout cela seront disponibles à l’approche du lancement de la voiture sur le marché californien à l’automne 2021, selon Mazda.
Les moteurs rotatifs tolèrent une grande variété de carburants. Ce schéma est d’une conception rotative Mazda alimentée à l’hydrogène.
