Moteur à détente prolongée:

Fonctionnement du mécanisme

       Il s'agit d'un mécanisme à train épicycloïdal: le vilebrequin (orange) joue le rôle de porte-satellite, ce dernier étant en rouge. Il n'y a q'un seul planétaire: la roue dentée verte.
       Lors de la rotation du vilebrequin, le satellite engrène sur la planétaire avec un rapport de réduction 1:2. Ainsi, le satellite réalise une rotation sur lui-même tous les deux tours de villebrequin.

       Le pied de bielle est articulé sur un excentrique lié au satellite. Il décrit alors une trajectoire en concoïde de cercle: le moteur possède ainsi deux points morts bas différents sur un cycle moteur complet:

                -Point mort bas 1 du vilebrequin: l'excentrique est à son point mort haut.
                -Point mort haut 1 du vilebrequin: l'excentrique a parcouru un quart de tour et est donc à mi-course entre son propre point mort bas et point mort haut.
                -Point mort bas 2 du vilebrequin: l'excentrique a parcouru un demi-tour et est donc à son point mort bas: le pied de bielle est donc plus bas que lors du point mort bas 1 du vilebrequin.
                -Point mort haut 2 du vilebrequin: l'excentrique a parcouru trois quarts de tour et est donc à mi-course entre point mort bas et point mort haut. le pied de bielle est à la même hauteur que lors du point mort haut 1 du vilebrequin.
Détente prolongée

               
       Ainsi, on obtient deux courses différentes du piston. La petite course est utilisée lors des temps d'admission-compression, la grande course lors des temps de détente-échappement, d'où l'appelation "détente prolongée".
Bénéfices thermodynamiques
 
       Dans un cycle classique (cycle Beau de Rochas), les gaz sont comprimés et détendus sur la même course. En gros, si on admet 22cm3 de mélange, ils sont comprimés puis détendus sur 22cm3. Or, avec ce rapport de détente, l'on ne parvient pas à profiter de toute l'énergie contenue dans les gaz de combustion: la soupape d'échappement s'ouvre alors qu'ils sont encore chauds et sous pressions, ce qui représente de l'énergie perdue.
       Dans un cycle à détente prolongée, on détend les gaz sur une plus grande course que l'admission: 22 cm3 de mélange sont aspirés, comprimés puis détendus sur 30 cm3. Ainsi, on transforme une plus grande partie de l'énergie  thermique en énergie mécanique.
       Effet secondaire: à l'ouverture de la soupape d'échappement, les gaz étant mieux détendus, le bruit à l'échappement est moindre.
 
On en parle
 
       Le moteur à détente prolongée a été le sujet du concours de l'Agrégation de Mécanique en 2004 (attention l'auteur a fait quelques erreurs dans le corrigé).
 
       Un autre exemple sur le web...
 
 
     

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