Moteur rotatif : Pourquoi le moteur rotatif Wankel est-il le meilleur pour l'hydrogène ?
Le moteur rotatif Wankel n'est probablement pas introduit, mais en bref, c'est un type de moteur à combustion avec un piston rotatif qui convertit la pression en mouvement rotatif. Le cycle à quatre temps s'effectue entre la coque intérieure de forme ovale et le piston rotatif, qui est triangulaire.
La conception de ce moteur a ses avantages - la machine est compacte, plus simple à construire (moins de pièces mobiles), et peut développer une grande puissance pour son poids. Malgré cela, contrairement à Mazda, aucun autre constructeur automobile ne se consacre au développement de moteurs.
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En effet, malgré les avantages mentionnés, le moteur a ses défauts, qui sont assez importants dans le cas des voitures particulières. Cependant, ces inconvénients pourraient être éliminés dans le cas du carburant hydrogène.
Inconvénients d'un moteur rotatif
Le moteur rotatif Wankel n'est actuellement pas utilisé en production de masse en raison de ses principaux inconvénients, et bien que beaucoup aient enterré ce moteur depuis longtemps, Mazda ne veut pas l'abandonner.
Cependant, en ce qui concerne les inconvénients, le plus fondamental est la combustion inefficace du carburant par rapport à un moteur à pistons classique et la combustion de l'huile moteur, entraînant des émissions élevées.
RX-8 alimenté à la fois à l'essence et à l'hydrogène
Bien que Mazda ne fabrique pas actuellement de voitures équipées d'un moteur rotatif, l'hydrogène pourrait changer cela. Mazda a commencé à expérimenter la combinaison d'un moteur rotatif et d'hydrogène dans les années 90. En 2003, il a même réussi à produire le soi-disant bicarburant RX-8.
Cette édition spéciale RX-8 a pu changer de carburant de l'essence à l'hydrogène et vice versa pendant son fonctionnement. Qui sait, peut-être roule-t-elle encore sur les routes japonaises, car elle a été vendue au Japon en 2006.
Pourquoi de l'hydrogène et un moteur rotatif ?
Jason Fenske de Engineering Explained (une chaîne YouTube bien connue) a récemment publié une vidéo dans laquelle il explique en détail ce qui se passe dans un moteur Wankel à hydrogène. Pour illustrer, il a utilisé un moteur rotatif imprimé par une imprimante 3D. Vous pouvez regarder toute la vidéo ici :
Quant au moteur rotatif Wankel, qui fonctionne à la fois à l'essence et à l'hydrogène, sa construction est sensiblement la même, avec l'ajout d'un injecteur qui injecte l'hydrogène directement dans la chambre de combustion et également un injecteur dans le collecteur d'admission pour un pré- mélange préparé.
Wankel Engine : Comment ça marche, et quels sont ses avantages ?
L'avantage d'un moteur rotatif par rapport à un moteur à pistons classique est le fait qu'un moteur rotatif a plus de temps pour préparer le mélange (cycle d'admission). Quant au mélange lui-même, en utilisant du carburant hydrogène, il est beaucoup plus facile de préparer un mélange de carburant et d'air, car l'hydrogène a une bien meilleure dispersion que l'essence. L'hydrogène est également plus inflammable - il est beaucoup plus facile à enflammer que l'essence.
Un allumage plus facile du mélange est un énorme avantage
Cependant, l'avantage d'un allumage plus facile de l'hydrogène pourrait devenir un inconvénient dans le cas des moteurs thermiques à pistons classiques en raison d'un allumage prématuré du mélange.
Le cycle de combustion des moteurs rotatifs se déroule dans 3 chambres, et la chambre dans laquelle s'effectue l'admission d'air et de carburant est séparée de la chambre dans laquelle se produisent la compression et l'allumage du mélange. Grâce à cela, la chambre d'admission du mélange est plus froide et il y a moins de risque que le mélange s'enflamme prématurément.
L'utilisation d'hydrogène dans un moteur rotatif résout également le problème de la combustion inefficace du mélange, grâce aux propriétés de l'hydrogène lui-même. L'hydrogène peut brûler même dans un espace plus restreint que l'essence, grâce à quoi le moteur rotatif brûle plus de mélange que l'essence et émet moins d'émissions simultanément.
En ce qui concerne les émissions, une voiture fonctionnant uniquement à l'hydrogène ne produit aucune émission de carbone. En revanche, il produit des oxydes d'azote en raison de la température élevée générée lors de la combustion du mélange. Cependant, Mazda peut influencer ces émissions en ajustant le mélange - le mélange contiendra moins d'hydrogène, réduisant la température et, en même temps, les émissions d'oxydes d'azote.
Conclusion
Le moteur rotatif s'entend relativement bien avec l'hydrogène, mais l'inconvénient certain est la courte autonomie. C'est pourquoi une combinaison avec de l'essence. Mazda pourrait envisager d'utiliser le moteur rotatif dans les modèles hybrides, principalement pour étendre l'autonomie des voitures électriques.