Moteur à détente prolongée:

Fonctionnement du mécanisme

>>Visualisez le fonctionnement de l'embiellage à détente prolongée<<

       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...