Les moteurs à cycles divisés vont-ils envahir le marché ?

Les moteurs à cycles divisés ou cycles séparés (split cycle engine en anglais) reprennent les 4 temps de nos moteurs classiques et les répartissent sur 2 cylindres. Je m’explique : un moteur à combustion interne comme ceux qui équipent nos voitures, essence ou diesel, est généralement un quatre temps. Il est vrai qu’on trouve des moteurs 2 temps sur les 2 roues ou les petits engins motorisés comme les karts, tondeuses ou autres tronçonneuses ou bien on également peut trouver des moteurs rotatifs comme sur les Mazda RX, mais bref, la plupart des moteurs rencontrés, surtout en automobile, sont des 4 temps.

Un petit rappel sur le 4-temps :
Cela signifie qu’ils réalisent leur travail en 4 temps, le premier temps est l’admission, le second la compression/explosion, le troisième temps la fin de l’explosion dans certains cas et surtout détente pour finir par l’échappement dans le dernier temps. Dans un cylindre, on effectue donc ces 4 opérations tous les deux tours de villebrequin. Un moteur monocylindre tournant à 3000 tours/minute effectuera donc 1500 cycles complets, donc 1500 explosions, 1500 compressions etc.

Dans les moteurs à cycles divisés, on sépare ces quatres temps sur 2 cylindres. Le premier cylindre effectuera les deux premiers temps tandis que le second se chargera des deux autres. Enfin, pas tout à fait car on va faire l’admission et la compression dans le premier cylindre puis l’explosion, la détente et l’échappement dans le dernier.

Le second cylindre, s’il tourne à 3000 tours/minute effectuera 3000 explosions, deux fois plus qu’un moteur 4-temps, mais comme on a besoin d’un cylindre pour le premier cycle, on aura 3000 explosions pour un bicylindre soit exactement la même chose que dans le cas du 4-temps classique, jusque là vous suivez ?
C’est important de bien comprendre car certains mettent cela en avant en disant, pour chaque tour de villebrequin, une explosion alors qu’il faut 2 tours pour un moteur classique, l’argument tombe à l’eau quand on remarque qu’il faut comparer le « cycles divisés » à un bicylindre 😉

Quel est alors l’avantage me direz vous s’il y en a un ?
Et bien l’avantage, c’est qu’on peut séparer le design du moteur. En effet, lorsqu’on fait tout dans le même cylindre, on a la même géométrie pour la compression, l’explosion et la détente. Dans le cas d’un moteur à cycles divisés, on va pouvoir optimiser la forme du cylindre pour la compression et la forme du second pour l’explosion détente… Vous voyez l’avantage ?

Un exemple simple de ce que l’on peut facilement faire : certains moteurs actuels (comme celui de la Prius) utilisent un cycle d’Atkinson, c’est à dire qu’en laissant la valve d’admission ouverte au début de la compression, on refoule donc une partie de l’air vers l’admission et on ferme plus tard. Cela a pour effet d’avoir un taux de compression plus petit que le maximum possible dans le cylindre et ainsi d’offrir une détente plus grande pour récupérer plus d’énergie. Par exemple, on va comprimer suivant un rapport de 10 et détendre avec un rapport de 12 et donc récupérer plus d’énergie ! Qui dit récupération plus grand dit meilleur rendement, dit consommation plus basse ! Pourquoi ces moteurs ne sont pas plus répandus ? Pour une question de place ! En effet, prenins un moteur 2.0 L classique et un moteur avec cycle Atkinson. Ce dernier ayant un taux de compression plus faible, développera moins de puissance que le 2.0 L classique mais aura un meilleur rendement. Par contre, ce sont tous les 2 des 2.0 L et donc ils occupent le même volume, pour moins de puissance dans le cas du Atkinson !!!

Revenons-en à notre moteur à cycles divisés, on pourrait lui appliquer le principe Atkinson ou un principe équivalent, le principe du cycle Miller, consistant également à faire une détente plus grande que la compression, sans devoir avoir un aussi gros problème d’encombrement que dans le cas d’un 4-temps Atkinson étant donné qu’un seul des deux cylindres sera plus grand que l’autre.

Alors, vous avez tout suivi ? Vous en avez assez ou vous en voulez encore ?

Bon, pour les courageux, voici la dernière innovation en la matière apportées par le groupe Scuderi :

Tout le monde parle à l’heure actuelle d’un grand enjeu automobile qui est la récupération de l’énergie cinétique perdue lors du freinage. Scuderi a imaginé de placer un réservoir entre les 2 cylindres, pouvant contenir de l’air comprimé. Au freinage donc, en utilisant le frein moteur, on va continuer à faire fonctionner le premier cylindre, en compression donc, qui va remplir au fur et à mesure le réservoir d’air comprimé. Une fois cet air comprimé stocké, à la réaccélération, on utilisera cet air comprimé et on n’aura donc plus besoin de faire fonctionner le premier cylindre étant donné que l’air comprimé sera fourni par le réservoir, on gagne donc le coût énergétique de la compression !

Pas bête donc, mais il fallait y penser 😉

N’hésitez pas à donner vos retour sur ce genre d’article, ça vous a plu ? Vous en voulez d’autres ? 😉

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