Moteur mange-flammes perso - Démarrera-t-il enfin ?

[roland88]

"Je vais distribuer des punitions... ....
"Roland88
"
Depuis quand il y a des punitions, et qui s'autorise à les donner ?
Rien de tel que ce genre de remarque pour tuer un fil de discussion, pourtant très vivant.

Bonjour Gédeon Spilett,

un peu d'humour ne fait de mal a personne...tout le monde l'aura compris....
si cela n'existe plus, il n'y a qu'a s'enterrer....

Bon dimanche
Roland88.

 

[gégé62]

300 millions de cycles sur un moteur automobile, que va subir la liaison guide et queue de soupape. Pour convertir en kilomètres parcourus sur cette liaison, cela donne avec une levée de soupape de 10mm, 6 millions de km parcourus

heu.....6000 km ce serait déjà pas mal mais ça ne modifie pas tes conclusions....

Je pense que pour les punitions en question, c'est de l'humour.

je l'ai aussi compris comme ça d'autant que j'ai écrit une ânerie sur mon post #71 et pourrais donc être visé par ces "corrections" d'un autre temps je viens de corriger avec "edit" car je ne veux embrouiller personne.

 

[philippe2]

Argh, je savais Gégé62 que je pouvais me perdre dans le nombre de zéro, surtout à l'aube... Mais comme tu l'as dit cela ne change pas la conclusion. Je me relis... 300 millions de cycles avec une course de 10+10mm = 0,02 mètres par cycles. 300 millions x 0,02, cela fait 6 millions de mètres. Donc 6000 km comme tu l'as dit, CQFD.

Edit : comme quoi personne n'est à l'abri d'écrire des sottises. Et en tout modestie.

Edit2 : Le moteur étant neuf, ou avec quelques cycles fait à la main, le nombre de rotations ne doit pas dépasser quelques centaines, même avec l'énergie de la rage sur le fait qu'il ne démarre pas. D'où la conclusion sur les matériaux qui reste valide. Il faut chercher ailleurs. Sachant que dans les premières interventions l'ajustement piston cylindre avait l'air au mieux possible, que l'ensemble tourne librement les pistes restantes seraient comme déjà suggéré :
- Une position de flamme pas adéquate, ou flamme pas assez puissante.
- Un système d'ouverture de la lumière d'admission trop rigide, et pas parfaitement étanche à la fermeture. Là tu as choisi de l'assouplir, c'est une bonne idée.
- Un clapet de décharge de la compression résiduelle vers le point mort haut taré trop fort. Bille trop lourde ou ressort s'il existe taré trop fort.

Et comme déjà dit, ce moteur "trop beau" devrait démarrer "nom de Zeus". Il manque quelque chose de subtile, qu'il faut trouver (mais pas dans les matériaux à mon modeste avis).

 

[Hagar]

Je suis passé à un piston en fonte. Pour éviter la friction laiton/laiton, justement.

J'y pense trop tard, mais il aurait mieux valu l'inverse : piston laiton et chemise fonte, à cause des coef de dilatation. Là, le piston fonte va moins gonfler que le cylindre laiton au pré-chauffage et ça ne fera pas l'affaire de l'étanchéité.

Pour être sûr de l'ajustement ce couple cylindre/piston, je viens même de refaire une fois de plus le piston. Exactement le même, mais on passe du diamètre 20,60 de celui de la vidéo à un poil plus de 20,61. Maintenant, on sent la forme "venturi" du cylindre (-1/100 au diamètre en milieu du cylindre) en y glissant le nouveau piston.
Ce n'est pas parfait, mais maintenant c'est sûr : je ne pourrai pas faire mieux. En tous cas, j'ai beaucoup appris en tournage.

Par hasard, je tombe sur un tract municipal : un collectionneur local de moteurs stirling, vapeur ou tout ce qui comporte un piston alternatif expose une dizaine de machines à 500 mètres de chez moi.
J'y suis allé. Entre autres moteurs (superbes), il y a un mange-flamme. Mais personne pour commenter. Une démonstration sera faite samedi prochain. Je ne serai pas loin.

 

[philippe2]

Bien ça pour la démonstration. Tu pourras prendre ton petit moteur (superbe), et discuter avec quelqu'un d'expérience.

 

[Hagar]

J'ai fait les modifications suivantes :

-Nouveau piston fonte diamètre 20,61 au lieu de 20,60.
-Nouvel obturateur, toujours pivotant et actionné par le doigt du palonnier, mais exit la lame (pas étanche). A la place, une pastille laiton en appui central par une bille poussée par un ressort en corde à piano.
-Réduction du diamètre de l'orifice d'admission. 6mm au lieu de 8. C'est pour augmenter la vitesse du flux d'air et faciliter l'aspiration de la flamme.
-Ressort du galet encore plus faible (le nouvel obturateur glisse mieux et consomme moins d'énergie mécanique).
-Tube brûleur 4mm plus court, donc, flamme d'autant plus rabaissée devant l'orifice.
-Soupape de décharge réparée (un peu de pâte à joint avait presque obstrué le conduit), puis détarée par suppression du poids. Maintenant, la bille tient sur le siège juste par son propre poids et ça suffit.

Essai : ça ne démarre toujours pas !
MAIS on y est presque. le volant lancé à la main tourne nettement plus longtemps. J'ai obtenu jusqu'à une trentaine de secondes de fonctionnement. La mécanique en elle-même est saine. Très peu de résistance relative au système d'actionnement de l'obturateur, grande liberté du piston et étanchéité acceptable à défaut d'être parfaite.

Ca doit venir du pré-chauffage. Le moteur ne tourne que si la lampe à souder est braquée dessus. L'eau bout déjà dans le "ventre à eau" et il en faudrait encore plus. Je ne sais pas comment résoudre ça.
Si vous avez des suggestions...

 

[pinou29]

Bonjour.
Compliments pour le travail, belles pièces.
Bernard.

 

[Gedeon Spilett]

Si tu sens des progrès c'est que tu vas dans la bonne direction, bravo...
C'est quand même un super boulot de mécanique !
Il est possible que cette masse de métal très conducteur, empêche l'air de rester très chaud avant la fermeture de l'obturateur.
Ne met pas d'eau, avance la fermeture de l'obturateur à 60° avant le PMB ou même plus, 90°.

 

[gégé62]

Félicitations pour ta persévérance, et c'est de la belle ouvrage.....

Une remarque concernant la soupape de décharge: la bille, non guidée quand elle est soulevée, n'a t-elle pas tendance à tourner autour du trou au moment de la fermeture ?
Une autre chose, s'il y a eu un net progrès avec la suppression du ressort, peut-être y a t-il encore un peu à grapiller avec une bille moins lourde, en alu ou en matière synthétique ?

J'ai aussi une question sur le principe de ces moteurs. Je suis étonné qu'il faille préchauffer le cylindre, puisque le principe moteur réside dans le refroidissement de l'air emprisonné. Je comprends bien qu'on chauffe pour limiter le refroidissement trop précoce de l'air (avant le PMB) mais j'aurais quand même pensé que l'optimum serait d'avoir le cylindre le plus froid possible.....c'est intuitif, mais c'est ce qui donnerait le plus gros écart Temp(max) / Temp(min) qui représente le "potentiel thermodynamique exploitable".
Quelqu'un a t-il une explication, ou c'est seulement une chose que l'on constate dans la pratique ?

 

[roland88]

Bonjour Hagar,
le moteur étant froid, hors fonctionnement, lorsque vous tournez le volant dans le sens de la marche,
y-a -t'il un moment ou le piston a envie de revenir en sens inverse ??

Je crois aussi que votre bille du clapet de décharge est mal guidée, elle risque de ne pas retomber instantanément sur l'orifice...

Cordialement
Roland88.

 

[Hagar]

roland88 : A voir.

Gégé62 : je pensais pareil, moi aussi. Mais pour avoir fait beaucoup de tentatives avec ce petit diable, je constate qu'il n'est proche du démarrage que quand il est très chaud.
Pour ce qui est des explications thermodynamiques, je laisserai quelqu'un d'autre argumenter.

La bille se soupape se soulève au bon moment et retombe dans son siège (un joint torique qui tient plutôt bien la chaleur). Elle se montre étanche.

Quelques pistes à creuser :
1-Il se peut que, le ressort ayant été taré au minimum, le galet ne suive pas la came moteur lancé comme il le fait volant à basse vitesse. Il quitte son contact à la "retombée". Dans ce cas, ça signifierait que la fermeture de l'obturateur ne se fait pas instantanément quand le maneton arrive aux fameux 150° de la fermeture idéale. Donc, on manque la phase de mise en dépression indispensable au fonctionnement du moteur.
2-Sur les vidéos d'internet, les mange-flammes ont souvent deux volants dont les énergies s'additionnent. Et chacun semble plus massif que celui de mon moteur. Peut-être l'énergie cinétique est-elle trop juste. Cela remet en cause la structure du bâti car il est impossible de mettre un volant plus grand ou plus large. Pas si grave : j'en usine un autre, classique, avec 2 volants plus grands. C'est l'affaire de 2 semaines.
3-J'ai fait aussi un piston alu du même diamètre que celui en fonte qui est en place. A la chaleur, il devrait se dilater davantage que le cylindre. On peut toujours essayer.

 

[Charly 57]

Bonjour

As tu rodé le nouveau cylindre dans la chemise ???
La chauffe dilate la chemise et donne un peu plus de jeu .....

 

[Bruno26]

MAIS on y est presque. le volant lancé à la main tourne nettement plus longtemps. J'ai obtenu jusqu'à une trentaine de secondes de fonctionnement.

Ton moteur tourne pendant 30s sur un simple lancé, sans la flamme? Si c'est le cas, il me semble que des volants d'inertie plus grands n'y changeront rien.
J'avoue que j'ai du mal à imaginer que le peu de contact qu'il y a entre la bille et le ressort arrive à déplacer la pastille en laiton, qui paraît massive à côté, surtout si le ressort est faible.
Bravo pour ta persévérance!

 

[Hagar]

Merci. Là, j'arrive au bout de mes idées. Je ne comprends pas.
C'est vrai que c'est mon premier mange-flammes et je n'en ai jamais eu un sous la main. Il faut interpréter ce que je vois sur les vidéos et piquer des infos par-ci par-là. C'est l'aventure.

Il tient 30 secondes, tout au plus, quand le volant est lancé à la main, moteur bien pré-chauffé, avec la flamme devant l'admission. En fait, le volant tourne de moins en moins vite, jusqu'à l'arrêt. On voit qu'il y a bien le phénomène de dépression, mais ce n'est pas suffisant.

Et pourtant la pastille tient et se déplace vite, sans trop d'histoire. J'ai préparé des clips vidéos. Il faut faire le montage.

Le piston alu vient d'être testé. C'est plutôt moins bien. Le moteur semble moins proche du démarrage. Retour à celui en fonte.

Et puis tranquillement, je modélise un bâti plus classique, capable de tenir deux volants. Je vais y adapter le même cylindre, le même piston et le même système d'obturateur. Après ça, je serai à bout d'idées.

Ce qui se passera : j'en ferai un autre, plus simple, "copié" sur les autres.
Et ça marchera.

Non mais !

 

[gégé62]

Bonsoir,
encore une remarque, fondée ou pas je ne sais pas, je n'ai aucune expérience mais j'aime bien participer....
Je pensais ton moteur plus gros, mais quand je vois la "culasse" dans le creux de ta main, du coup il me semble très petit. Or je pense que ce serait plus facile d'en faire tourner un plus gros (surtout un premier). A vue de nez la puissance doit être au cube de la dimension, disons un peu moins si on considère une vitesse plus faible. Pour les frottements, qui semblent jouer un grand rôle, j'hésite entre un facteur simple proportionnel ou fonction du carré de la taille, mais sûrement pas au cube: ce qui voudrait dire que plus le moteur est petit, plus les frottements seront pénalisants.
Je ne suis pas sûr de ce raisonnement, mais il est évident qu'il y a une limite de taille en dessous de laquelle cela doit devenir très difficile, que l'explication soit dans les frottements ou ailleurs. Et je me demande si ce n'est pas déjà un peu limite....???

 

[Hagar]

C'est pas faux. Le choix de la taille s'est fait par rapport à mes possibilités d'usinage du volant, la plus grosse pièce. Tout le reste s'est fait autour.
Cela donne un alésage de 20mm et une course de 22mm, soit ce qu'on appelle un moteur "carré". Ca doit peser 500 grammes environ. Pas gros...

Mais lui, il a réussi ça :

Alésage 14,5mm, course 15mm, un petit volant et en plus, un vario-bidule qui contrôle le régime par pré-contrainte du ressort de galet. Je me demande encore comment ça marche.
C'est clair : j'ai pas son niveau.

Le prochain sera plus gros. Pour le ou les volants, on verra. Des manivelles de machines-outils pourraient peut-être convenir.

 

[gégé89]

bonsoir
as tu dégraissé les roulements

 

[Hagar]

Ils sont aspergés de WD40.
Mais c'est vrai qu'ils devraient tourner mieux que ça.

 

[roland88]

Bonjour Hagar,
150° d'admission, n'est pas l'idéal, cela dépend du moteur...
Le mien tourne a 120° comme une horloge.
c'est pour cela qu'il est " impératif " d'avoir une came variable de façon a pouvoir faire varier l'angle d'admission,
sans cela vous risquez de fabriquer X cames avant de trouver la bonne...

Cordialement
Roland88.

 

[gégé62]

Mais lui, il a réussi ça :

Je suis sur le c..

 

[MARTIN]

Bonjour à tous,

Bien que ne connaissant pas ce type de moteur, je me permets d'intervenir.
Le remplacement du clapet à bille -assez lourde- par une version à faible inertie, permettrait peut-être de solutionner le problème ?
Ci-dessous, un cliché du type de clapet en acier à faible inertie utilisé couramment dans les unités de réfrigération pouvant tourner à 2800 trs minute ; son épaisseur est de 25/100 em.
Quand à la réalisation de ce moteur, c'est du grand art mécanique, de l'horlogerie +++

Bon courage, cordialement.

JCD.

 

[Hagar]

Merci.

Par manque de solution applicable, et aussi par manque de temps dispo, je passe à autre chose dans l'immédiat.
il faudra sans doute tester un obturateur en lame d'acier à ressort de 2/10. Peut-être aussi fabriquer une culasse dans un acier pas trop méchant à fraiser et surfacer à la pierre le passage du nouvel obturateur (le Nième, y'en a marre).

J'ai pu toucher un autre moteur mange-flamme en exposition la semaine dernière. C'est un très beau modèle qu'on pouvait acheter sur le site ministeam il y a quelques années. Plus disponible, aujourd'hui.
Voici une mini-vidéo de son cycle. Sur un tour, on peut visualiser les angles de vilebrequin qui correspondent aux ouverture et fermeture de son obturateur :

La fermeture intervient très tôt, loin du PMB. Pratiquement 1/4 de tour avant.
L'étanchéité de l'ensemble ne m'a pas paru meilleure que celle de mon moteur.

Et voici le même moteur dans la vidéo du site vendeur. On le voit en fonctionnement. Au tout début, on peut constater que la came est bien dans la même position que celle du moteur que j'ai vu :

 

[gégé62]

Intéressant, merci.
Effectivement, la fermeture a lieu très tôt, et cela me désarçonne un peu, surtout que ce moteur tourne comme une horloge.

Un raisonnement purement thermodynamique amène à dire qu'un refroidissement par la paroi est nécessaire pour récupérer globalement sur le cycle, après PMB, un certain travail utile si minime soit-il.

Mais l'importance manifeste de cet avance à la fermeture me semble être en contradiction avec cette analyse. Non pas qu'elle empêcherait le fonctionnement, mais elle ne serait ni utile ni nécessaire. Or en pratique elle l'est....De même l'histoire du préchauffage, indispensable avec certains moteurs, alors que cela devrait aller dans le mauvais sens.

Alors je pose une autre question qui concerne la combustion du gaz. Il semble important que la flamme soit pile-poil à l'entrée du cylindre. La combustion à cet endroit est-elle terminée ???? ou se terminerait plus ou moins dans le cylindre, avec une température interne qui augmenterait encore, et pourquoi pas jusque après la fermeture du clapet d'entrée.....Si les conditions sont réunies (lesquelles.... ?) il pourrait donc exister un temps moteur par surpression avant le PMB.

Remarquons que comme le volume à ce moment augmente aussi, donc encore faut-il que l'élévation de température soit prépondérante....

ce qui fait beaucoup de suppositions.....mais par intuition je mettrais bien un petit euro de ce coté-là....

Peut-être un élément de réponse est possible avec un moteur qui fonctionne bien; cela consisterait à le faire marcher avec un décapeur thermique. On doit pouvoir obtenir une température de gaz élevée, mais là, pas de combustion, il s'agit d'un gaz "neutre" qui respecte les lois de Mariotte et des gaz parfaits. Et s'il refuse de fonctionner, ce pourrait être une indication.

En y repensant autrement, l'idée se rapproche d'un classique moteur à combustion interne, en fonctionnement archi-dégradé, mais conservant quand même un semblant de combustion interne.....et effectivement comme dit plus haut par Gedeon le refroidissement par la paroi n'est plus requis, et à la limite il ne s'agit plus d'un moteur "à dépression".....

Pour le bien, il faudrait pouvoir retarder volontairement la combustion, pour qu'elle soit le plus possible dans le cylindre et après fermeture du clapet. Mais je ne vois pas comment.
Notons aussi que la soupape de surpression risque de jouer un rôle négatif si elle s'ouvre pendant cette phase motrice (toujours dans cette hypothèse).

OUF ! ça bout là-dedans

 

[gégé62]

Bonjour,
je viens de revoir le post #13 de ce fil. La video (origine Gedeon ?) montre le bon fonctionnement du moteur avec un décapeur thermique....
Donc le moteur, enfin celui-là, fonctionne avec de l'air chaud, qu'il provienne d'une flamme nue ou d'une résistance électrique. Mon hypothèse ci-dessus à propos d'une combustion qui continue de s'opérer dans le cylindre prend un sérieux coup ! même si je suis content de l'avoir émise....

Alors je ne sais plus, mes questions restent pour l'instant sans réponses, mais je pense et j'espère que ce fil a encore de belles pages à venir .

 

[ZAPJACK]

Alors je pose une autre question qui concerne la combustion du gaz. Il semble important que la flamme soit pile-poil à l'entrée du cylindre. La combustion à cet endroit est-elle terminée ???? ou se terminerait plus ou moins dans le cylindre, avec une température interne qui augmenterait encore, et pourquoi pas jusque après la fermeture du clapet d'entrée.....Si les conditions sont réunies (lesquelles.... ?) il pourrait donc exister un temps moteur par surpression avant le PMB

Oui la combustion est complète et à l'extérieur du cylindre.
Sur un moteur à "air chaud" ou encore appelé "Vacuum Motor" (de son inventeur Ernest VACUUM**) c'est l'air chaud (avec la flamme) qui entre dans le cylindre puis se contracte en se refroidissant.
Il n'y a donc plus aucune combustion a l'intérieur du cylindre et c'est bien normal car dans ce cas, le gaz combustible serait toujours en phase "détente"
Ce qui va à l'encontre du principe même du moteur Vacuum.
Dans les réglages soupape doit se fermer au PMB, pour permettre au gaz de se contracter.
Personnelement, j'estime que le moteur à air chaud constitue "le chainon manquant" entre le moteur à vapeur et le moteur à combustion interne.
A cette époque les ingénieurs cherchaient le moyen de faire pénétrer la combustion DANS le cylindre, cela pour augmenter les rendements
Cordialement
(PS ** c'est une blague)
LeZap

 

[gégé62]

oui, tu confirmes donc que mon élucubration précédente n'est pas fondée. Mais je voulais trouver une explication à mes questionnements....
Est-ce que je fais une erreur en disant que pour espérer récupérer un travail utile, sous forme d'un (léger) vide après le PMB, il faut absolument un refroidissement du gaz, donc une prise de calories par la surface du cylindre ?
Mon étonnement réside aussi dans le fait qu'il faille préchauffer le cylindre, ou alors c'est fonction des divers paramètres, qui ne sont pas les mêmes d'un moteur à l'autre. C'est clair que si le gaz se refroidit trop vite, peut-être qu'on n'arrivera pas au PMB. Mais dans ce cas je verrais plutot comme remède de raccourcir la course, ou d'augmenter l'inertie du volant....
D'un autre coté, le fait de devoir fonctionner avec cylindre chaud fait que son refroidissement naturel est suffisant....C'est peut-être ça la réponse....?

 

[mvt]

@Hagar pas de réponse ici, mais la seconde partie du chaînon manquant du Zap est une bien jolie réalisation aussi, le Vtwin à solénoïdes.
Une question peut-être un peu idiote, puisque le fonctionnement se fait par écart de pression et de température, est-ce que la chaleur dégagée par un briquet comme celui utilisé vers 3.50 dans la vidéo, étant plus importante ne serait-elle pas plus efficace.
Au vu de la cinématique générale, il y a peut-être pas assez de différence de pression pour faire tourner le tout ?
J'ai aussi l'impression que le clapet se ferme un peu trop trop (avant le PMB) et s'ouvre un peu trop tard. Pas assez d'aspiration ? (3'12 de la vidéo)

 

[Charly 57]

Merci.

Bonjour
Pensez à regarder la "danse" de la soupape . C'est bien visible sur cette vidéo.
La soupape modifie l'échappement qui débute plus tôt et qui se fait plus rapidement car sous pression lors de l'ouverture du clapet d'admission de flamme. .
Elle prouve que le cylindre monte en pression et que donc le clapet d'admission de flamme doit être "fortement" appuyé et trés étanche pour permettre à cette pression d'exister sans laisser échapper les gaz.

 

[gégé62]

Bonjour,
Belle video, je ne l'avais pas visionnée (?) . Joli moteur, et qui fonctionne bien.

On ne voit même pas la flamme.....
Je note la double mêche, on voit bien le souci d'empêcher toute entrée d'air moins chaud qui "contournerait" la flamme. Ces mèches semblent être en fibre synthétique, peut-être de la corde en polypro ?
Comme souvent on ne voit pas de préchauffage, je suppose qu'il est fait.
J'aime bien le principe de fixation du clapet, qui semble être en graphite, assez épais, avec un logement fraisé pour la pièce de contact qui fait un bon appui bien à plat. Simple et efficace. Fortement appuyé, non, on ne lui demande d'être étanche qu'en dépression. S'il laisse échapper un peu en fin de retour piston, ça aide la soupape....Cela dit il semble être bien étanche dans les deux sens, de toutes façons la pression reste très faible puisque la soupape s'ouvre.

En observant les phases longues de fonctionnement continu, il semble qu'on ait un petit ralentissement au bout d'un moment : cylindre devenu trop chaud sans doute. On ne peut pas voir si c'est la flamme qui diminue.

Petite remarque, le vilebrequin est long en porte-à-faux....apparemment ce n'est pas un problème.

Dans la même série de videos que celle-là, il y a celle-ci


un avaleur de flamme entraînant pompe à huile et générateur....

 

[Charly 57]

Magnifique