Quel est le delta d'efficacité entre les moteurs rotatifs et modernes à quatre temps

Contexte

Il y a beaucoup d'opinion sur 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. Quelle quantité de déchets, quelle efficacité, quelle puissance.

Quelles sont les lacunes réelles d'un moteur rotatif?

Quel est le delta d'efficacité entre un moteur rotatif et un moteur quatre temps moderne?

Quelle est la cause profonde de la configuration d'un moteur rotatif qui le rend si inutile?

REMARQUE: Les moteurs Wankel sont toujours des moteurs à cycle Otto (re: admission, compression, allumage, échappement), ils exécutent simplement les courses différemment d'un moteur alternatif commandé par soupape.

• Taux de compression plus faible - Il est connu qu'un taux de compression plus élevé fournit plus de puissance sans aucune autre modification. Cette différence de taux de compression représenterait une augmentation d'environ 3% du rendement pour 1 point de compression. Ce manuel (page 14 sur 21 [ou page 274 du texte]) montre que le taux de compression est de 6,98: 1. Cela donne généralement entre 3 et 4 points de compression par rapport à ce qu'un moteur à piston d'origine peut fournir, avec très peu de recours pour augmenter ce nombre. ( REMARQUE: Bien que ces chiffres montrent le taux de compression inférieur, Mazda a montré que les chiffres pouvaient atteindre 10: 1.)

• Forme de la chambre de combustion - Dans l'image suivante, vous pouvez voir le cycle de base d'Otto dans le moteur Wankel. En raison de la forme inhérente, lorsque l'air / le carburant est allumé (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 par l'orifice d'échappement lorsque cet orifice est découvert. C'est pourquoi vous pouvez parfois voir des flammes provenant 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 en échec: joints au sommet, joints frontaux et joints latéraux. (Ci-dessous, une image montrant leurs emplacements.) Garder tous les gaz dans leurs emplacements respectifs est une corvée pour les phoques et les phoques perdront généralement une partie de cette intégrité. Cela s'explique notamment par le fait que les joints doivent garder le chaud et le froid non mélangés en même temps.

  

• 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 les voies d'admission. Cela assure une étanchéité appropriée et une usure réduite, mais introduit des inefficacités dans la combustion du mélange air / carburant, ainsi que la création de plus de polluants dans les gaz d'échappement.

• Puissance de sortie - Le tableau ci-dessous est une comparaison entre trois véhicules différents avec leur poids / puissance / déplacement. En regardant les chiffres, il devient clairement évident de comparer le poids du véhicule, la puissance en chevaux et le nombre de kilomètres, le moteur rotatif ne fonctionne pas. Tout comme les autres moteurs, vous pouvez turbocompresser le moteur rotatif (le MB GLA45 est turbo 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 ne pas pouvoir contrôler les événements d'admission / d'échappement comme vous le pouvez avec un moteur à piston. Vous expulserez des hydrocarbures non brûlés des orifices d'échappement, ce qui est inefficace. Je ne dis pas qu'aucun des véhicules à moteur à piston ne fait exploser les hydrocarbures par l'échappement, Je dis que pour la quantité de carburant que vous versez dans le moteur, le moteur rotatif se vide beaucoup plus que les moteurs à piston.

    Taille du véhicule Puissance Couple Poids Ville HWY
    2011 RX-8 1,3 L 232 ch à 8500 159 lb-pi à 5500 3064 lb 16 mpg 22 mg   
    2015 GLA45 2.0L 355ch @ 6000 332lb-ft @ 2250 3457lbs 23mpg 29mpg
    2105 Stingray 6.2L 455hp @ 6000 460lb-ft @ 4600 3300lbs 17mpg 29mpg 

Je ne pouvais pas m'empêcher de remarquer, la surface beaucoup plus grande du "piston" rotatif / par quantité de carburant, était quelque peu négligée dans ces autres considérations de réponses. Il pourrait s'agir dans une certaine mesure d'un facteur compensatoire d'efficacité. 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 une considération pour les moteurs Mazda RENISIS qui utilisent de l'hydrogène supplémentaire, et Mazda prétend que le 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 des soupapes d'échappement espacées différemment autour du rayon du moteur pourrait atténuer certains des problèmes décrits, car la partie d'échappement du cycle Otto pourrait être modifiée avec le calage de la combustion.