LE MOTEUR WANKEL (alias moteur rotatif)

Le moteur Wankel est un moteur à piston rotatif à quatre temps, donc dépourvu de pistons, ce qui supprime les mouvements alternatifs, réduit les transformations de mouvement et les frottements : l'ensemble, comportant un nombre de pièces réduit, est plus silencieux que le traditionnel moteur à soupapes.

HISTORIQUE

On peut faire remonter le principe du moteur Wankel à la pompe à palettes d'Agostino Ramelli. Le perfectionnement consistant à utiliser un triangle de Reuleaux à la place d'une roue à palettes a été imaginé, développé, et commercialisé dans l'Entre-deux guerres par l'ingénieur allemand Félix Wankel. Malgré des subventions massives du ministère de l'Air et de la Kriegsmarine sous le troisième Reich, ce moteur ne parvint pas à des résultats véritablement opérationnels avant les années 1950.

Le premier constructeur à mettre véritablement en pratique le concept de l'ingénieur Wankel fut, en 1957, le fabricant de motos NSU. Cette firme lui permit de développer ses moteurs.

La Mazda Cosmo Sports 110S, lancée en 1967, est considérée par son constructeur comme la première voiture de série au monde à être équipée d'un moteur à piston rotatif[1].

Peu de modèles de voitures seront équipées d'un moteur à piston rotatif. En France, seul Citroën commercialisera une voiture à moteur Wankel[2], d'abord la M35 expérimentale, petite voiture monorotor dérivée de l'AMI 8, qui sera proposé à des clients privilégiés grands rouleurs. Une usine sortira de terre en Sarre allemande, filiale de Citroën et de NSU nommée COMOTOR, pour fabriquer en commun le moteur Wankel Birotor qui équipera respectivement :

* la GS Birotor pour Citroën ;
* la luxueuse NSU RO 80.

Cette aventure aura raison des deux constructeurs, qui seront chacun absorbés peu après par des concurrents. Des motos seront encore équipées de ce moteur sarrois et l'usine sera liquidée vers 1977.

Ce moteur est arrivé trop tôt, mais son concept était très séduisant. Il comportait une vingtaine de composants principaux, alors qu'à l'époque, un moteur à quatre cylindres en comportait près de deux cents. Il aurait fallu pouvoir lui consacrer beaucoup plus de frais de recherche et surtout, il aurait fallu pouvoir lui adjoindre un turbocompresseur. Sa consommation était élevée, en raison en particulier de la très forte température des gaz d'échappement. Un turbocompresseur aurait pu permettre de récupérer une partie de l'énergie contenue dans ceux-ci. L'agrément que lui conférait l'absence de pièces en mouvement alternatif, le rendait très silencieux et exempt de vibrations. Il possédait le comportement d'un 8 cylindres. Ce moteur a également fait faire des progrès considérables aux pétroliers, qui ont mis au point des huiles spéciales pour la lubrification. Si à l'époque les vidanges étaient espacées de 2 500 kilomètres, ces avancées ont conduit aux lubrifiants qui permettent des espacements de 30 000 kilomètres aujourd'hui. Le bureau d'étude de Citroën continua à travailler sur le moteur à piston rotatif jusqu'au début des années 1980. L'objectif était d'en équiper un mini hélicoptère que la marque au double chevron comptait mettre sur le marché. Ainsi, même les dirigeants de Peugeot, qui était devenu l'actionnaire principal de Citroën en 1976, ont cautionné ces coûteuses recherches. Il fallait que la technologie fût crédible et que les progrès réalisés sur le moteur fussent notables.

Mazda, qui a commencé la production d'automobiles propulsées par un moteur à piston rotatif en même temps que Citroën[3], est désormais le seul constructeur au monde à équiper, en 2005, sa série RX8 avec le Wankel.

Ce dernier constructeur a même réussi à remporter les 24 heures du Mans en 1991 avec un prototype mû par un quadrirotor Wankel atmosphérique de 700 ch. Victoire éphémère, car elle a entraîné l'interdiction de ce type de motorisation par la Fédération Internationale de la discipline, sous la pression des autres constructeurs automobiles.

TECHNIQUE

Ce moteur à explosion improprement désigné par les non spécialistes comme un moteur rotatif (ceux-ci ne sont guère utilisés que dans l'aviation) est en fait un moteur à piston rotatif ou moteur volumétrique à engrenages équilibré. C'est le seul de ce type qui ait connu un développement industriel. Il fonctionne avec un mélange d'air et d'essence, et est un moteur à quatre temps.

Les différences fondamentales par rapport au moteur à pistons alternatifs sont :

- Le piston rotatif est une courbe de largeur constante, le « triangle de Reuleaux » (rotor), qui tourne dans une enceinte en forme de trochoïde (stator) délimitant trois chambres dont les volumes varient en fonction de la position angulaire du piston;

- Ce piston est solidaire d'un arbre excentré qui transmet le couple moteur : l'excentrement permet de régler le rapport volume de compression/volume de détente ;

- Il ne comporte pas de soupape, mais des lumières comme un moteur à deux temps, d'où un nombre réduit de pièces, et des causes de panne supprimées.


Quatre temps du Moteur Wankel
1 = Admission
2 = Compression
3 = Explosion
4 = Échappement
B = Bougie d'allumage
R = Piston
A = Conduit d'admission
E = Conduit d'échappement







Les avantages de fonctionnement procurés par le moteur à piston rotatif sont nombreux et variés :

- Le silence : Ce moteur n'ayant aucune pièce en mouvement alternatif, son équilibrage est excellent, ce qui lui assure un fonctionnement privé de vibrations, limitant par là même le niveau sonore à l'intérieur du véhicule, quel que soit le régime de rotation.

- L'écoulement des gaz : Le cycle à 4 temps se passe des organes de distribution du moteur 4 temps à mouvement alternatif. L'écoulement des gaz s'effectue alors selon un mouvement continu, sans retour sur lui-même ni changement de sens, car il n'est pas laminé par le travail d'une soupape.

- La combustion : En se faisant à faible pression et sur une durée importante, la combustion permet une véritable douceur de fonctionnement en éliminant les chocs existant sur un moteur classique. Dans ces derniers, les gaz sont entraînés par le piston qui descend, rendant difficile la combustion complète du mélange. Dans le moteur rotatif, le piston entraîne les gaz, à une vitesse qui croît avec le régime moteur.

INCONVENIENTS

Les inconvénients de fonctionnement procurés par le moteur à piston rotatif sont aussi nombreux et variés que ses avantages :

- L'étanchéité : L'éternel problème d'étanchéité au niveau des segments d'arrêt (sommets du rotor), qui rendit longtemps sa conception problématique, et sa production en série impossible, mais qui semble aujourd'hui surmonté.

- Frein moteur : Dans le cas d'un véhicule, si l'absence de pièces en mouvement alternatif permet d'avoir l'avantage du silence, elle entraîne en contrepartie une faiblesse du frein moteur (ce moteur ralentit moins vite qu'un moteur classique lorsqu'on baisse brusquement les gaz).

- La consommation : Ce type de moteur consomme environ 20% de carburant en plus qu'un moteur à pistons traditionnel.

AUTOMOBILES EQUIPEES AVEC UN MOTEUR WANKEL

* 64-67 NSU Spider.


*67 Citroën GS bi-rotor.


* 67-73 Mazda Cosmo Sport 110S L10A (343 unités).


* 68-77 NSU Ro80.


* 68-73 Mazda R100.


* 70 Citroën M35.



* 70-74 Mazda RX-2.


* 70-72 Mazda R130 Luce


* 70-73 Mazda Familia Rotary


* 71-76 Mazda RX-3.


* 72-78 Mazda RX-4.


* 74-76 Mazda pickup truck.


* 75-81 Mazda Cosmo RX-5.


* 75-78 Mazda Roadpacer 4dr sedan 13B.


* 77-78 Mazda RX-3SP.


* 77-86 Mazda Luce.


* 78-85 Mazda RX-7 FB.


* 81-83 Mazda P128 Cosmo.

* 83-86+ Mazda P144 Cosmo.

* 86-88 Mazda RX-7 FC.


* 89 Mazda Luce (929) FI 2-rotor 13B engine, turbo 177 hp


* Mazda Cosmo SX 2-rotor 13B 230/6500ps 30.0/3500 kg-m


* Mazda 787B (Gagnante des 24H du Mans et à cause de laquelle le moteur WANKEL à été interdt par la F.I.A. dans cette compétition).


* 91 Volzhskii AZ Lada, Togliatti, Russia 2-rtr ltd prodn voiture de police.
.

* 92-99 Mazda RX-7 FD 3e génération.(255ch).


* 2000 Mazda RX-8 (192/231ch).

et la notre bien entendu ... lol


* 2008 Mazda Furai Concept (450ch)