Mon nouveau Stirling (Alpha 32CC)

[Titou16]

Bonjour,

Je vous présente mon nouveau Stirling :

Il découle de celui ci que j'avais fabriqué il y a 2 ans :

Et qui avait évolué vers une version pressurisée et refroidit par eau :

Puis vers le même en 4 cylindres (29cc) :

L'idée c'était de rééditer ce moteur qui marchait super bien, mais en plus gros pour sortir plus de puissance. Pour l'instant je dois dire que c'est pas une totale réussite. Le Stirling n'est pas facile à domestiquer. Bien que très semblable au premier modèle, il est moins performant. Mais le premier n'avait pas été facile à mettre au poins non plus. Donc j'espère qu'au final donnera de bons résultat, que je puisse passer à l’échelle supérieure, échelle pour laquelle il faudra que je passe au moulage alu.

 

[MOTORIX]

Bonsoir Titou Bonsoir à tous
Quel plaisir de voir un nouveau stirling ,c est sur que l ALFA est complexe a mettre au point ,comme j aimerai voir davantage de photos des détails de réalisations
juste pour le plaisir je te montre celui que j ai en cours
*old link*
dont je montre l évolution sur le forum ami "bloooo"
Bonne soirée @+++.Henry.

 

[Titou16]

Superbe. Avec dephasage variable... Le régénérateur est constitué comme le bati. A quelle vitesse tourne t'il? As tu une vidéo?

 

[Jope004]

Bonjour,

Je suis intéressé par les moteurs stirling, mais je n'ai pas encore entrepris de fabrication personnelle.
Sur la deuxième vidéo, on voit des ailettes sur le tube de transfert entre les cylindres. Je pensais au contraire qu'il ne fallait pas d'échanges de chaleur à ce niveau pour préserver le rendement ?

 

[Régule]

Vraiment beau, dans 15 jours je suis en retraite, alors si le plan est dispo .........

Régule.

 

[Titou16]

Bonjour,

Je suis intéressé par les moteurs stirling, mais je n'ai pas encore entrepris de fabrication personnelle.
Sur la deuxième vidéo, on voit des ailettes sur le tube de transfert entre les cylindres. Je pensais au contraire qu'il ne fallait pas d'échanges de chaleur à ce niveau pour préserver le rendement ?

Oui c'était un essai. Après j'ai mis un tube lisse et ça n'a rien changé. J'ai essayé un genre de régénérateur aussi et ça n'a rien donné non plus. Il n'y a pas assez de gaz dans de si petits moteurs. La pressu par contre, on mesure tout de suite les effets. Le truc le plus important c'est de bien isoler le cylindre chaud du reste. Mais c'est plus facile a dire qu'à faire. Sur le 32cc il n'y a quasiment aucune isolation et du coup le moteur fini par chauffer puis ralentir jusqu'à l’arrêt. Je l’arrête avant car ça détruirait les joints. Il va donc falloir passer au refroidissement par eau. Quand j'ai conçu ce moteur, j'ai pensé à le pressuriser. Mais pour franchir cette étape il va falloir renforcer sérieusement l'embrayage. Pour finir, je pense que l'idéal serait un cylindre chaud en Titane. C'est le métal qui conduit le moins bien la chaleur à ma connaissance. Mais faut s'en procurer et il parait que ça s'usine super mal. Un essai avec de l'inox pourrait déjà peut être améliorer les choses.

 

[MOTORIX]

Superbe. Avec déphasage variable... Le régénérateur est constitué comme le bâti. A quelle vitesse tourne t'il? As tu une vidéo?

Je suis un peu a bourre en ce moment ,il n est pas terminé ,si le cylindre du déplaceur a changer de couleur c était lors d essai de brûleur,
@+++.Henry.

 

[gégé62]

Très chouette d'avoir lancé ce post sur le Stirling, que je suivrai avec intérêt.

As-tu mesuré la puissance et le rendement de ton moteur ?
C'est la question à 100 euros bien sûr, mais il faut bien reconnaitre que c'est essentiel.

Dans les présentations "grand public" de ce type de moteur, on évoque assez vite des rendements importants de l'ordre de 0.3 (soit plus qu'un bon moteur Diesel). Et on montre de petits moteurs Stirling "home made".

Or, sans nier le mérite des constructeurs de ces petites machines, je crains la triste réalité suivante:
- ou bien on a de petits moteurs de modélistes, qui montrent (et démontrent !) le principe de fonctionnement, mais sans espoir de puissance exploitable à l'échelle humaine
- ou il s'agit de moteurs Stirling performants, mais dont je crois la construction hors de portée du bricoleur: utilisation d'hydrogène, matériaux de construction "exotiques", haute pression de fonctionnement....

En d'autres termes, aussi ingénieuses soient les réalisations, elles se limitent (me semble t-il) souvent à des moteurs qui tournent à vide. Certes c'est déja une performance, que je serai fier peut-être de réaliser un jour.

d'où ma question sur puissance et rendement....

votre avis là-dessus ?

 

[Titou16]

Ce sont ces premiers tours alors non je n'ai pas mesuré la puissance et encore moins le rendement qui est plus dur à mesurer. Mais c'est prévu. Pas en l'état, ça ne servirait à rien. Il ne sort que très peu de puissance pour l'instant. Mais c'est déjà satisfaisant de voir que, en non préssurisé à l'air il tourne déjà à 1100 trs/mn et ce malgré des joints qui génèrent un frottement non négligeable. Après sa vocation n'est pas de rester en l'état. Il doit évoluer vers une pressurisation à l'helium. L'hydrogène, c'est mieux, bien sûr mais beaucoup trop dangereux et pas seulement pour les bricoleurs. L'helium me parait idéal car sans danger et déjà 4 fois plus performant que l'air. En plus on en trouve facilement.

Le but de ce moteur n'est pas d’entraîner quoi que ce soit. C'est juste un moteur d'essais qui doit permettre de tester et valider certaines pistes qui, lorsqu’elles le seront me permettront d'attaquer un moteur beaucoup plus gros, qui lui, sera utilisé pour la production d’électricité en cogénération au bois. Etant donné qu'un tel moteur coutera plus cher et surtout me prendra beaucoup de temps à réaliser, moi qui n'en ai pas beaucoup de libre, je préfère tester en petit d'abord.
Le rendement est souvent cité quand on parle de Stirling. Mais je pense que c'est une fausse piste. Le rendement dans l'optique de la cogénération n'est pas primordial vu que le chaleur est récupérée pour chauffer. Et heureusement car je pense que ceux qui pensent que le Stirling est supérieur aux moteurs à explosion tels que diesel ou essence se trompent lourdement. Le meilleur rendement d'un diesel à régime stabilisé se situe plutôt vers 38%. Et justement le Stirling ne peut s'utiliser qu'à régime stabilisé. Donc comme il est illusoire de penser approcher le rendement théorique de 50% du Stirling en restant à des coûts raisonnables, aucune firme ne s'est lancée dans la R & D à grande échelle depuis Philips, GM et la NASA.
A mon sens son principal et seul intérêt, c'est qu'il fonctionne avec n'importe quel carburant y compris le renouvelable et le solaire. Ça lui ouvre des perspectives inaccessibles au moteur à explosion qu'il ne concurrencera jamais. Il est complémentaire.

Pour finir, il est évident que la plupart, l'immense majorité des Stirling qui sont réalisés et exposés ici le sont pour l'amusement, la beauté du geste. Mais il n'y a rien là d’étonnant. Nous sommes dans la section modélisme du forum. Les petits moteurs thermiques que certains font ici et qui sont de véritables œuvres d'art n'ont pas vocation à entraîner quoi que ce soit d'utile non plus. Quand un Stirling délivrera une puissance suffisante pour avoir une vocation utilitaire, il ne sera plus dans la section modélisme et ce ne sera plus, de toute façon, un modèle réduit.

 

[MOTORIX]

Bonsoir Titou Bonsoir à tous
Quels plaisir de lire ton commentaire ,je partage entièrement ta philosophie sur les "Stirling",c est pour les même raisons que j ai eu envie de faire ce Stirling a déphasage réglable (en fonctionnement) afin de voir l évolution du comportement en modifiant l angle (+ ou - 20° par rapport au 90° au maxi) je ne suis ni un inventeur ni un technicien ,juste un passionné de Stirling
A bientôt pour la suite @+++.Henry.

 

[michelS]

Très jolies réalisations ! Bravo !!

 

[MOTORIX]

Bonjour à tous
Connaissez vous ce bouquin qui vient de sortir?
http://www.decoopman.com/component/flippingbook/book/57-fabriquer-des-moteurs-stirling/7-stirling?Itemid=94
J ai très envie de l acheter ,qu en pensez vous?
@+++.Henry.

 

[Titou16]

Il a l'air bien sympa. Le gars à l'air de relater ses succès et ses échecs. Je l’achèterais bien aussi.

 

[gégé62]

merci pour ta réponse Titou16,

en ces quelques lignes tu fais bien le tour de la question.
J'espère pouvoir m'y mettre aussi, dans quelque temps car trop de choses en chantier actuellement à la maison...

qui a dit "vive la retraite".....

 

[jwcnc1911]

Bonsoir Titou Bonsoir à tous
Quel plaisir de voir un nouveau stirling ,c est sur que l ALFA est complexe a mettre au point ,comme j aimerai voir davantage de photos des détails de réalisations
juste pour le plaisir je te montre celui que j ai en cours
*old link*
dont je montre l évolution sur le forum ami "bloooo"
Bonne soirée @+++.Henry.

C'est magnifique! Avez-vous vidéo? Pouvez-vous régler alors qu'il est en mouvement?

 

[MOTORIX]

Bonsoir Titou Bonsoir à tous
La réalisation de ton dernier Stirling ALFA m a donné envie de reprendre celui qui prenait la poussière et qui n a jamais voulu fonctionner ( c est un ALFA dont la cylindré est 2 fois 20 cc) que j aimerai (en + )pressuriser .Après beaucoup d améliorations(mécaniques) je me trouve toujours confronter au même problème :la compression qui se produit lorsque les 2 pistons se trouvent en quasi position point mort haut autant à froid qu à chaud ai je loupé une étape ? si quelqu un peut m expliquer un peu et ou se trouve la solution
Bonne soirée @+++.Henry.

 

[Titou16]

Bonjour,

Si tu as de la compression c'est bon signe. Mais c'est loin d'être le seul critère. 2x 20cc, c'est déjà un beau Stirling. As tu bien dimensionné tes echangeurs de chaleur? Partie chaude et partie froide? C'est surtout ça la plus compliqué. Aurais tu des photos?

 

[MOTORIX]

Bonsoir Titou Bonsoir à tous
Un peu plus de détails sur ce moteur ,chaque piston a un diamètre de 32 mm et un course de 30 mm ce que j appellerai un déplaceur (fixé à extrémité du piston horizontal) fait 60 mm
le détail
*old link*
Et le moteur sans son brûleur "céramique"
*old link*
Au plaisir de vous lire
Bonne soirée tout le monde @+++.Henry.

 

[Titou16]

Et donc il ne démarre pas du tout? En le chauffant sens tu qu'il demanderais un peu à partir ou cela ne change rien du tout?

Pourquoi il ne fonctionne pas, c'est difficile à dire. Mais l'ennemi c'est la perte de chaleur par conduction. Sur mon 32cc, j'ai essayé 3 types de zones chaudes. Une tubulaire qui présentait une surface de chauffe supérieure au simple cylindre. A priori ça devait marcher. Mais non, il ne tournait même pas. Là j'ai été mal récompensé de mes efforts car c'était une galère à fabriquer.

Ensuite un cylindre de chauffe "double peau", là aussi qui devait permettre de maximiser la surface de chauffe et une sortie du gaz chaud par l'avant (pour éviter de chauffer inutilement le carter moteur. Rien donné non plus. Enfin il tournait quand même, mais mal.

Finalement le mieux ça a été le cylindre tout bête. Déroutant. On croit mettre les chances de son coté, isoler au mieux, et puis non en fait, ça se passe pas comme on l'imagine. Sans outils d'analyse performants comme une caméra thermique c'est dur de voir ce qui va pas. Ne reste que l'empirisme, essayer ceci ou cela et des fois ça marche.

Mais pour le tiens, je trouve que le deplaceur est beaucoup trop mastock. Les miens sont les plus fins possible. Sur le 32 cc il fait 0.8mm d’épaisseur. Sur mon précédent alpha, le 14.5cc j'étais descendu à 0.3mm. Deux avantages à mon avis. 1 : le poids. Moins d'inertie. 2 : la faible épaisseur conduit beaucoup moins la chaleur par conduction.

Autre question, comment obtient tu ton étanchéité? As tu mis des joints? Pas de joints toriques j'espère?

 

[MOTORIX]

Re-bonsoir (bonjour!!)
Effectivement l ors de la chauffe on dirait qu il voudrait démarrer mais il n arrive pas a passer le cap de la compression
voila à quoi ressemble le déplaceur une fois assemblé avec un vide de 0.5 mm entre l acier et l alu (type de déplaceur qui fonctionne pas mal en "gama") les épaisseurs moyennes des parois sont de 0.5 mm

Quant au piston c est le modèle que j utilise pour toutes mes réalisations

Je pourrai peut être faire le déplaceur tout alu mais j ai peur qu il se déforme a l extrémité car le bout du cylindre devient rouge (il est en inox)
à bientot, bonne nuit .@+++.Henry

 

[Titou16]

Bonjour

Je me demande si tes joints n'occasionnent pas trop de frottements... En tout cas félicitations, tes pistons qui bien que d'une grande complexité sont super bien réalisés. Et faire avec du joint en cuir, c'est pas choisir la voie de la simplicité. Il doit falloir pas mal tatonner pour trouver le compromis (frottements/étanchéité).

Néanmoins, je pense que ton plus gros soucis vient de tes joints. Personnelement, j'utilise des joints quadring, qui, par rapport aux joints toriques, présentent des frottements beaucoup moindre et une bien meilleure efficacité (uniquement pour l'utilisation en dynamique). D'experience, le sujet des joints est galère sur les petits moteurs car ceux ci sortent tellement peu de puissance qu'il en faut peu pour les arreter. De plus si tu veux préssuriser, ça ne marchera pas avec des joints cuir. Il faut une étanchéité parfaite entre volume de travail et le volume de compensation (là ou on met la contrepression pour équilibrer le moteur). A la moindre fuit le moteur s'arrete très vite.

Autre point, ton volume de gaz n'est il pas trop important par rapport à la surface de chauffe? Car le problème d'augmenter la cylindrée, c'est qu'il faut pouvoir faire passer les calories. Sur mon 32cc, j'ai voulu faire l'essai d'augmenter la course par rapport à mon 14,5cc. Apparement c'était une mauvaise idée. C'est pourquoi la prochaine version verra sa course (et donc sa cylindrée) réduite tout en conservant la même surface de chauffe. Mais d'une manière générale, j'ai l'impression qu'il faut privilégier des courses plus faible que le Ø des alesages.

 

[MOTORIX]

Bonsoir à tous Bonsoir Titou
Tous moteurs Stirling que j ai réalisés ont ce principe de joint mon analyse perso est la suivante :à vide effort de frottement nul, en fonctionnement +la pression augmente + plus la lèvre se plaque au cylindre +l étanchéité est bonne et dans le même temps la puissance augmente aussi le seul compromis c est la hauteur de la lèvre qui doit être de 5 mm
Pour la pressurisation on verra plus tard il faut qu il fonctionne sans avant tout
Par contre je crois que tu m as éclairé concernant le rapport alésage-course ,quel est celui de tes moteurs?? j ai vu sur bouquin d Andy Ross (celui dont j avais parlé plus haut) que dans ses réalisations ça allait de 2 à 1 jusqu’à 6 à 1 ça me laisse rêveur
Bonne soirée @+++.Henry.

 

[Titou16]

Sur mon 14,5cc j'ai un alesage de 24mm et une course de 16mm soit un rapport alesage/course de 1,5.

Sur mon 32cc, alesage 29mm, course 24mm, soit un rapport de 1,21.

 

[MOTORIX]

Bonsoir Titou bonsoir à tous
Après toutes ses indications et mon analyse perso je crois que je vais remettre sur l étagère des "presse-papier " ce moteur qui je pense ne fonctionnera jamais correctement dans sa configuration .Mais comme je suis toujours un peu "fada"de moteur a air chaud je vais essayer de réaliser un Alfa avec un embiellage "triangle de Ross"comme je l avais fais ici sur ce Gamma
*old link*
mais avec un diamètre de pistons de 30 à 40 pour une course de 12 à 18 un refroidissement liquide mais je ne manquerai d en parler sur un nouveau post le moment venu
En attendant je suivrai l évolution de ton Alfa 32 cc
Bonne soirée @+++.Henry.