Développement d'un banc d'essai de mesure de consommation d'huile interne du moteur rotatif en fonction du mouvement secondaire

Le moteur rotatif possède une efficacité similaire au moteur à piston à 4 temps tout en ayant une densité de puissance s’approchant de celle d’une turbine à gaz. Malgré ces qualités remarquables, il n’est utilisé que dans très peu d’applications. L’une des raisons est la difficulté à assurer son étanchéité, qui se solde par une consommation d’huile élevée. Plus particulièrement, la consommation d’huile du moteur rotatif augmente de façon exponentielle si la vitesse de rotation et le chargement sont élevés. Cela dit, les segments racleurs qui servent à garder l’huile au centre du carter n’ont que très peu évolué depuis l’invention du moteur rotatif. Récemment, une partie du problème a été identifiée comme étant reliée au manque de conformité des segments racleurs lorsque le carter est déformé par les contraintes thermiques et mécaniques. Cependant, un problème d’ordre dynamique est toujours suspecté à haut régime. Ce projet vise à développer un banc d’essai dans le but d’établir s’il existe un lien entre la consommation d’huile interne du moteur rotatif et le mouvement secondaire, c’est-à-dire le désalignement et le déplacement du rotor sur son axe de rotation à l’intérieur du carter. La littérature montre que l’impédance des joints toriques en Viton varie selon la fréquence du déplacement axial auquel ils sont soumis. Or, le segment racleur du moteur rotatif contient un joint torique en Viton. Par un modèle numérique, il a été démontré que l’impédance du joint torique constituant le segment racleur pourrait générer une force d’amortissement importante à haut régime en raison du mouvement secondaire. Cette force pourrait entraîner le segment racleur et le faire décoller de la surface du carter, laissant l’huile passer ultimement vers la chambre de combustion. Un banc d’essai est conçu pour isoler expérimentalement l’effet du mouvement secondaire sur la consommation d’huile. Basé sur l’architecture d’un moteur rotatif, le banc d’essai est entraîné par un moteur électrique. L’huile ayant fui des segments racleurs peut donc être récupérée dans la chambre de combustion sans qu’elle soit brûlée. Par ailleurs, relocaliser les contrepoids à l’intérieur d’un rotor circulaire permet de minimiser le mouvement secondaire. Ainsi, le banc d’essai peut servir de référence pour reproduire des conditions optimales pour avoir une consommation d’huile minimale. Puis, une came rotative permet d’injecter un mouvement secondaire au choix sur les segments racleurs et ainsi valider le lien avec la consommation d’huile. Des essais expérimentaux ont permis de valider le fonctionnement du banc d’essai. Une réduction de jusqu’à 85% du mouvement secondaire a été observée. Tel qu’attendu, une quantité d’huile minimale a été récoltée. Vu son bon fonctionnement, le banc d’essai développé dans le cadre de ce projet pourra ensuite être utilisé pour analyser l’effet de différentes fréquences et amplitudes de mouvement secondaire.

Name thesis:degree_name

M. Sc. A.

Level thesis:degree_level

Maîtrise

Discipline thesis:degree_discipline

Génie mécanique

Grantor dc:publisher

Université de Sherbrooke

Year dc:date.issued

2023

Author dc:creator

• Nadeau, Simon

Advisor dc:contributor.advisor

• Picard, Mathieu

• Moteur rotatif
• Segment racleur
• Consommation d’huile
• Mouvement secondaire
• Joint torique

Language dc:language.iso

fr

DOI

https://doi.org/10.71892/11143/1409

OAI identifier oai:identifier

oai:usherbrooke.scholaris.ca:11143/23991