Moteur à combustion contrôlée

Un moteur à combustion contrôlée (en anglais :Controlled Combustion Engine -CCE-) est un terme utilisé par la société Revetec pour caractériser un type de moteur à explosion conçu par Brad Howell-Smith. Il utilise deux cames contrarotatives à la place d'un vilebrequin. Les paires de cylindres sont opposées dans une disposition à plat ou en'X'.

Histoire

L'idée est venue à Howell-Smith, ingénieur automobile australien, lors d'un rêve en 1995. Il a conçu cinq versions différentes et fondé la société'Revolution Engine Technologies Pty Ltd'-Revetec- en 1996 avec un budget de 2000 dollars australiens. Le premier prototype opérationnel a été construit par son beau-père Peter Koch dans le garage de Howell-Smith. Il a installé ensuite sa société à Sydney. Le public a découvert le prototype lors du'Sydney Mondial Motor Show'de 1996. Le travail a débuté sur un second prototype prévu pour les groupes électrogènes et les pompes, cependant l'intérêt montré par les marchés automobiles du moyen-orient a réorienté les objectifs vers les applications automobiles.

Description

Le moteur REVETEC [1] est construit avec deux cames trilobées contrarotatives, chacune contribuant au mouvement. Deux roulements roulent le long de chaque came (quatre roulements au total) et restent continuellement en contact avec les cames. Les roulements sont montés sous deux pistons interconnectés, de façon à maintenir un jeu suffisant tout au long de la course.

Les deux cames tournent et poussent le piston par effet de ciseaux sur les roulements. Une fois en haut de la course le mélange combustible est allumé. C'est la course motrice pendant laquelle le plus grand effort est obtenu après que le piston ait parcouru à peu près 5% de sa course depuis le point mort haut (PMH) (approximativement 10° après le PMH), ce qui fait le meilleur usage des hautes pressions en début de cycle. A titre de comparaison un moteur classique développe son plus grand effort après que le piston se soit déplacé d'environ 40% de sa course depuis le PMH (approximativement 60° après le PMH). Un effet secondaire est que ce type de moteur peut avoir un régime de ralenti bien plus faible.

Comme les efforts sur le piston sont idéalement linéaires dans son axe, les efforts latéraux sur les cylindres sont minimisés, ce qui diminue l'usure et les besoins de lubrification. Les cames créent moins de chocs sur les pistons, ce qui favorise l'usage de pistons en céramiques. Le moteur peut fonctionner dans les deux sens si les cames sont symétriques.

La distance au vilebrequin est déterminée par la longueur entre le point de contact et le centre de l'axe (et non par la course du piston).

Les deux roulements appuient sur les deux cames en sens contraire ce qui annule les efforts latéraux. Un ensemble composé de cinq pièces mobiles produit six courses motrice par tour d'arbre. Passer de 3 à 5 lobes par came sert à produire dix courses motrices par tour sans augmenter le nombre de composants.

Avantages

Revetec revendique les avantages suivants dans la page Internet [2].

• Puissance spécifique de 0.88 cv/kg^[1]. A titre de comparaison un moteur d'avion Continental 100 cv completement équipé a une puissance spécifique de 1.025 cv/kg, ^[2]
• Rendement - Des test récents ont donnés de bon résultats pour un moteur à essence à mélange pauvre. ^[3]
• Moins de pièces mobiles et moins de composants ce qui simplifie la fabrication comparé aux moteurs classiques.
• Haut moteurs semblables à ceux des moteurs classiques, ce qui permet la réutilisation des technologies existantes.
• Conception adaptable - permet une construction en deux ou quatre temps, à allumage ou diesel, à aspiration ou compressé.
• Élimine certaines irrégularités des mouvements alternatifs. Il n'est pas indispensable de prévoir un équilibrage de second ordre.
• L'arbre moteur peut tourner dans les deux sens si les cames sont symétriques. ^{[citation nécessaire]}
• Ce type de moteur peut être conçu pour tourner particulièrement lentement en produisant un couple élevé. ^[4]
• Une réduction des courses diminue les pertes thermiques du cylindre.
• Une course de piston augmentée est envisageable car la conception du moteur permet un taux de compression plus faible que la normale ce qui diminué les pertes de compression (NDT ???) ^{[citation nécessaire]}.
• Capable d'utiliser un mélange plus pauvre que les moteurs classiques. ^{[citation nécessaire]}
• L'effort mécanique maximum peut être transmis à l'arbre de sortie à 20° du PMH utilisant mieux la haute pression régnant dans la chambre au début de la combustion, à comparer avec les 60° après le PMH des moteurs classiques.
• Des émissions plus faibles peuvent être obtenues du fait d'un contrôle perfectionné de la combustion.
• Bas régime de ralenti. ^{[citation nécessaire]}
• Peu ou pas d'effort latéral sur le piston, ce qui diminué l'usure de la chemise du cylindre.
• Permet une course différente sur la compression et la détente, perfectionnant le contrôle de la combustion.
• Bas centre de gravité sur les modèles à plat. ^{[citation nécessaire]}
• Du fait du contrôle des accélérations (en jouant sur les formes de came), les vibrations sont réduites. ^{[citation nécessaire]}
• Un arbre creux est parfois utilisé pour des applications spéciales, telles que les pompes péristaltiques.

Inconvénients

Les éléments suivant doivent être vérifiés de manière indépendante.

• Vibrations
• Fiabilité, surtout lors de l'usage de mélange pauvres pour diminuer les consommations.
• Émissions ^{[citation nécessaire]}

Brevets

Brevet U. S. 5, 992, 356 "Opposed piston combustion engine "; November 30, 1999; Howell-Smith; Bradely David (Worongary, AU).

Revetec a déposé une demande de brevet pour le moteur en "X" fin 2006.

Performance

Une courbe dynamométrique du moteur Revetec 1.38 litres affichée sur leur page de développement montre une courbe de couple particulièrement plate. [3]

Les résultats de test du moteur X4V2 (11th November 2007) montrent les courbes de couple et de puissance mais aussi la cartographie d'injection. ^[5]

En Avril 2008, Revetec a fini son premier test certifié par un organisme indépendant (Orbital Australia), montrant un consommation spécifique de 212g/kW-h (rendement de 38.6%) avec une performance maximale de 207g/kW-h (rendement de 39.5%). ^[3]

Références

Liens externes (en anglais)

• Site officiel Revetec
• Cams Replace Crank in new Engine Design from Automotive Design & Production.
• Revolutionary engine was designed and built in less than six months a Siemens/UGS Customer Case Study of CAD Design
• Pure Energy Systems listing showing the Revetec engine as a New Energy Congress Top 100 from Peswiki

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