palier de moteur , bronze ou regule ?

[moissan]

bonjour

il y a dans mes projet un moteur a essence pour cogeneration ... un peu la meme chose que les petit groupe electrogene , mais optimisé pour le meilleur rendement et la longue duré de vie en fonctionnement continu

il y a eu le choix entre roulement et palier : il me semble qu'avec palier on peut faire moins cher et plus longue duré de vie

reste a choisir le type de palier : les moteur de voiture sont tous sur cousinet mince , mais est ce vraiment la meilleure solution ? ne serait ce pas une economie pour les constructeur et un piege pour l'utilisateur ? piece de rechange chere et speciale ... impossible a fabriquer avec des moyen simple

ne peut t'on pas faire aussi bien avec des palier en bronze facile a fabriquer ?

tant que c'est bien lubrifié la matiere n'a pas d'importance : on voit bien des moteur de tondeuse a gazon tecumseh avec palier durectement usiné dans l'alu ... et ca tient tant que c'est bien lubrifié ...bien sur avec un bon aliage bronze ou regule ca sera mieux

mais quelle est la superiorité des palier mince de tous les moteur actuel ? n'est ce pas seulement d'etre mince , et donc de reduire les dimension et poid des piece , par rapport a un palier bronze forcement un peu plus epais pour tenir debout ?

des palier en bronze plus massif ne serait il pas la meilleure solution pour un moteur fixe ou le poid n'est pas un inconvenient ?

le regule a il un gros avantage sur le bronze ? pourquoi ne pas mettre une couche de regule sur du bronze , comme ca en cas de fusion du regule on ne bouzille pas le vilbrequin du premier coup comme c'est le cas avec les palier mince en acier sous la couche de regule

je suis interessé par toute information sur le sujet ... et aussi sur le choix de la matiere du vilbrequin , acier trempé , quelle dureté ... fonte gs galetage ?

merci

 

[JeanYves]

Bjr ,

" n'est ce pas seulement d'etre mince , et donc de reduire les dimension et poid des piece , par rapport a un palier bronze forcement un peu plus epais pour tenir debout ? "

T'as donné une partie de la reponse , ajoute le prix !
Les vilebrequins , ça depend de sa complexité , du nombre de cylindres ,
aujourd'hui sur les moteurs de voiture de tourisme , essence ou diesel , ils sont en fonte GS .

 

[Chevreuil]

Et des paliers en celoron ?

 

[Ambiorix]

Bonjour,

Pour une analyse objective des diverses solutions tu dois tenir compte du temps de fonctionnement des moteurs que tu compares,surtout si le moteur que tu désires construire doit tourner en continu.
Le moteur de ma voiture a 250 000 Km,(j'espère en faire le double) un tel kilométrage effraye beaucoup de monde pourtant en analysant froidement les données de l'ordi de bord,et tenant compte de ma réalité quotidienne ,pour aller au travail je fais 180km par jour sur autoroute, moyenne 8O Km/h , en ramenant les 250 000km en journée continue de fonctionnement cela représente moins de 150 jours.Donc sur 500 000 Km cela ne donne même pas 1an de fonctionnement.
Quand au moteur de tondeuse pour amateur de jardinage ,équipée d'un moteur Tecumseh a 2 heures d'utilisation par semaine sur la belle saison ,cela donne environ 25 jours de fonctionnement continu sur 10 ans.Difficile de se faire une idée de la longévité.
Pour les moteurs de tondeuses j'examinerai plutôt les solutions retenues sur les moteurs des machines des professionnels du jardinage.
Il faut évidemment relativiser ces temps de fonctionnement en fonction de la charge moyenne a la quelle ces différents moteurs sont ou seront soumis.

 

[MARECHE]

Bonjour,
Les paliers minces sont minces.. pour réduire la quantité de métal antifriction qui contient de l'indium, hors de prix. Un bon palier en bronze est facile à fabriquer, beaucoup plus qu'un régule qui demande des tours de main pour le couler et l'ajuster.
Salutations

 

[moissan]

c'est bien ce qui m'inquiete le bronze est moins cher que les alliage antifriction style regule qui sont sur les palier mince : si les voiture n'ont pas de palier en bronze il y a une raison que j'aimerais bien comprendre

je ne prend pas modele sur les tondeuse a gazon ... j'en ai simplement usée quelques une monté en groupe electrogene ... ca tient 2000 heure , et il faudrait faire beaucoup mieux

 

[Pousse Toc]

Bonjour,

Bronze ou régule, pour qu'un palier lisse jouisse d'une grande longévité, il faut un graissage sous pression afin de créer un film d'huile protecteur.
Notre camarade a-t-il prévu une pompe à huile dans son projet ?

Si le graissage est fait uniquement par barbotage, les cages à aiguilles donneront les meilleurs résultats.
Cela complique uniquement la conception du vilebrequin qui devra être démontable ou avec maneton en porte à faux dans le cas d'un monocylindre.
On s'affranchit par contre du traitement thermique des tourillons et manetons qui seront bagués par la piste interne du roulement à aiguille

Cordialement

 

[moissan]

bien sur que pour la longevité la pompe a huile est prevue , et le filtrage aussi ... contrairement aux petit moteur habituel qui font tourner l'huile sale

les tonduse a gazon tecumseh (ou aspera plus ancien et presque pareil) avaient aussi une pompe a huile : ca leur permetait de durer aussi longtemps que des modele sur roulement mais avec bielle lubrifié par barbotage

les groupe electrogene chinois actuel durent bien plus que 2000 heure , je n'en ai pas encore fini d'user un : le vilbrequin est sur roulement et la bielle sur palier lubrifié par barbotage : je vais etre obligé d'en demonter un pour voir comment c'est fait avant d'attendre qu'il soit en panne

j'ai quand meme l'impression que les roulement sont une bonne solution pour tres petit moteur , et qu'au dessus d'une certaine dimension les palier sont meilleur

 

[Pousse Toc]

les groupe electrogene chinois actuel durent bien plus que 2000 heure , je n'en ai pas encore fini d'user un : le vilbrequin est sur roulement et la bielle sur palier lubrifié par barbotage : je vais etre obligé d'en demonter un pour voir comment c'est fait avant d'attendre qu'il soit en panne

Vous risquez d'en tomber à la renverse !
Dans bien des cas, la bielle en alliage léger tourne directement sur le maneton sans le moindre coussinet.....

j'ai quand meme l'impression que les roulement sont une bonne solution pour tres petit moteur , et qu'au dessus d'une certaine dimension les palier sont meilleur

Pour supporter les charges radiales d' un gros moteur, les roulements deviennent trop encombrants.
Et toujours dans le domaine de la résistance aux charges radiales, on ne sait pas faire mieux qu'un palier lisse graissé sous pression.

Si vous avez prévu une pompe de graissage, le bronze peut parfaitement fonctionner.
Il vous faudra toutefois des soies de manetons et de tourillons avec un état de surface poli miroir, l'idéal étant le chromage dur.
C'est ainsi que sont montés les pieds de bielle sur les Diesels industriels.
Bague bronze et axe de piston chromé.

Cordialement

 

[KildeRouge]

Si c'est un moteur fixe , tu n'en a pas grand chose à faire de l'encombrement ! Il existe des abaques pour calculer les durées de vie
d'un roulement , je n'ai jamais entendu parler d' abaque pour un palier lisse qui souffre énormément de la moindre petite
défaillance de lubrification ! Hors qui peut garantir que cela n'arrivera pas en 25 000 heures ? Soit 3 ans d'utilisation en continu !

 

[moissan]

au debut je voulais tout faire sur roulement a bille , meme les bielle avec des assez gros diametre , a mi chemin entre exentrique et vilbrequin ... mettre en place les roulement de bielle en passant sur les autres porté

solution pour mettre des roulement de diametre normal , vilbrequin en plusieur partie emanché a l'azote : ca marche bien pour les moto et les tronconneuse : mais on ne peut plus changer le roulement de bielle sans changer completement de vilbrequin ... je ne pretend pas faire un truc qui tombe jamais en panne , mais je veut faire un truc facile et economique a reparer

et finalement ces roulement coutent bien cher ... les palier en bronze sont plus economique

les roulement sont bien pour la simplicité dans un moteur electrique ou il n'y a pas d'huile : mais dans un moteur a explosion , a partir du moment ou il y a une pompe a huile autant tout mettre sur palier

je vois aussi les compresseur frigorifique , pratiquement eternel , avec des palier tout en fonte

 

[JASON]

Bonjour,

Si vous ne voulez pas utiliser de roulements à billes, vous pouvez utiliser des bagues en bronze autolubrifiées type "METAFRAM".

Voici les liens :

http://www.ed-tec.com/923-Bagues-Autolubrifiantes/Voir-tous-les-produits.html

http://www.bronze.ch/katalog/kat_pdf/kap_08/Reg_08-2.pdf

Et il y en a plein d'autres...

Vous pouvez aussi usiner ces bagues à votre convenance.

Sinon, vous pouvez aussi acheter du bronze autolubrifié en rondins et fabriquer vos bagues vous-même.

Voir ce lien chez RIDDINGS :
http://www.metaux.com/ridingsetdafrodis/default.php3

A propos, utiliser des bagues en bronze pour servir de palier n'est pas une tare. Il y a plein de machines et dispositifs ultra sophistiqués de part le monde qui fonctionnent avec des bagues en bronze !!!

JASON

 

[moissan]

A propos, utiliser des bagues en bronze pour servir de palier n'est pas une tare.

ca c'est sur !

il y a meme des cas ou il ne faut surtout pas mettre de roulement : exemple d'explication vue dans un vieux catalogue SKF : ne pas mettre de roulement dans un moteur de demareur : ca doit suporter en permanence les vibration du moteur : le roulement sera usé par vibration ... alors qu'un palier meme mal graissé ne s'usera pas vu le faible temps de fonctionnement du demareur

 

[JeanYves]

Bsr ,

Les roulements ont beaucoup d'avantages ! , dans les mêmes conditions de fonctionnement , un roulement à un meilleur rendement qu'un palier lisse ( resistance à la rotation ) , ensuite ils permettent des vitesses superieures .
Si les roulements classiques sont "emcombrants " , il y a aussi les roulements aiguilles qui le sont moins et bien adaptés aux moteurs rapides , comme les 2 temps .
Les paliers lisses ont quand même des avantages , la capacite de charge du palier est superieure à celle d'un roulement et la durée de vie peu etre tres longue , celle d'un roulement limitée dans le temp .

Donc faut voir selon ces generalités ce qui te convient le mieux , pour les paliers lissses , du bronze te permettra la mise à la cote que tu desires , tu n'es pas certain de trouver toutes les dimensions en coussinet minces , type moteur de voiture , et puis il faut faire des crantages .
Sinon en general ils sont constituées de matieres tendres , le regule (plusieurs alliages ) , les bronzes , les alliages d'alu dans le cas de ces petits moteurs de tondeuse .

 

[moissan]

dans cas de mes tondeuse ce n'est pas un aliage d'alu special , c'est l'alu moulé du carter ou de la bielle !

ca marche , mais sur un moteur qui a beaucoup d'heure il y a toujours des trace de gripage ... comme si il se passait des chose a certain demarage quand il n'y a plus assez d'huile

ma vraie question c'est quel est l'avantage d'un metal tendre comme le regule par rapport au bronze qui est suffisant pour eviter le gripage

est ce que le regule n'a pas des capacité a se tasser pour absorber les petit defaut geometrique ... alors qu'avec le bronze il faudrait que ca soit plus precis ?

 

[JeanYves]

Juste sur ce point bronze/regule :
Avec des coussinets en bronze sur acier , en cas de manque de graissage , il y a echauffement et grippage , ceci amenait au remplacement des coussinets et à la necessité de rectifier ou changer le vilebrequin .
Avec ces alliages - regule - en cas d'echauffement anormal le metal antifriction fond ( 350-550 °c enviro) , le moteur cogne aussitot et previent !!...
J'en ai connu qui s'arretait pas pour si peu !!

 

[wallys]

bonjour ,les moteurs anciens mono on des vilebrequins complétement démontables (tout est assemblé par cones claveté), les soies les masses le maneton et la bielle ,il peut etre monté complétement sur roulements .la bielle est montée sur des rouleaux ,mais il serait possible de mettre un roulement s il y a de la place .avec le montage tout roulement il faut quant meme une pompe ou un graissage par barbotage suffit car il n y a pas besoin de pression avec les roulements .a+

 

[moissan]

j'ai vu une huskvarna comme ca : vilbrequin demontable avec cones et clavette : c'est une solution qui a ses avantage ... une certaine facilité de realisation a condition de faire suffisament precis

mais je pense obtenir une plus longue durée de vie avec palier ... et plus silencieux : les roulement deviennent souvent bruyant bien avant la fin ... et on ne sait jamais a partir de quel niveau de bruit il faut changer

autre avantage des palier c'est moins cher , pour moi plus facile de faire plusieur prototype sans me ruiner ... pour l'utilisateur facile a reparer

j'ai l'impression que les palier s'usent surtout au demarage quand il n'y a plus d'huile dans le circuit de graissage : je suis partit pour une pompe a huile electrique qui tournera tres fort avant le demarage , et qui gaspillera moins de puissance en marche normale en evitant le principe habituel d'une pompe a gros debit qui perd tout dans un clapet de decharge

la regulation electrique de la pression de pompe a huile , non seulement economise de la puissance mais permet de se rendre compte du debit d'huile : si le debit d'huile augmente , c'est qu'un palier a trop de jeu , ou que l'huile est trop fluide

 

[wallys]

bonjour,faire un moteur n est pas simple et cher aussi avant de ce lancer dans cette tache il faudrais etre sur que ton proget est viable .au départ démarrer avec un moteur existant est peut etre plus résonnable par la suite tu peut envisager la conception de ton moteur. mais tu pourrais nous en dire plus sur ton proget ?.a+

 

[moissan]

bien sur qu'il est utile de faire avec des moteur existant pas trop cher

probleme les moteur de voiture simple sont en voie de disparition ... les piece detaché d'origine sont de plus en plus chere ... et de plus en plus bicornue

pour faire plus petit , il y a les moteur de groupe electrogene chinois ... interessant pour faire toute sorte d'experience : un groupe electrogene entier coute moins cher que 2 piece de rechange pour moteur de voiture ... mais ce n'est pas des refroidissement a eau , ce qui est indispensable pour recuperer toute la chaleur , et bien insonoriser

les moteur de voiture actuel ne me conviennent pas : je ne veux pas d'arbre a came en tete , inutilement performant a grande vitesse , mais qui implique une courroie cranté a changer periodiquement , et pouvant casser completement le moteur si on en fait l'economie : l'arbre a came lateral avec culbuteur reste la conception la plus pratique pour moteur fixe

autre detail jamais correctement resolu : joint de sortie d'arbre trop petit : fuite d'huile partout quand c'est vieux ... joint de dimension speciales couteux a remplacer : pour moteur fixe il faut prevoir plus serieux , double joint et circuit de recuperation des fuites

autre point justifiant une conception nouvelle : colecteur d'echapement jamais assez solide : il me faut un colecteur d'echapement refroidi a eau pour ne pas perdre de chaleur ... pour ne pas avoir le moindre risque de fuite : plus simple a integrer dans un bloc concu pour qu'a ajouter sur un bloc biscornu et trop leger

c'est un projet a long termes ... il y a encore tellement de renseignement a acumuler pour faire le tour du sujet et ne pas faire n'importe quoi

ne me parlez pas de rentabilité du projet ... de toute facon aujourd'hui rien n'est rentable en france , mais il faudra bien que ca change

quand je vois les super moteur modele reduit presenté sur ce forum , mon projet n'est pas pire , meme si il a un but un peu plus utilitaire que modelisme

 

[JeanYves]

Bsr ,

Tu n'as pas que de bonnes informations !!

Quelle puissance de moteur recherches tu ??

 

[duredetrouverunpseudo]

vilbrequin en plusieur partie emanché a l'azote : ca marche bien pour les moto et les tronconneuse

Se n'est pas monté a l'azote, juste emmanché en force a la presse.

 

[Charly 57]

Bonjour

Pour répondre à une question que tu as posée, le régule présente l'avantage de piéger les impuretés ( micro copeaux) qui seraient présentes dans l'huile, sans abimer l'arbre.
Les gros problèmes du régule sont: un huilage sous pression en permanence et surtout avant de démarrer le moteur, et une température qui doit rester sous les 90°C. Au dessus de 90°C, le régule se ramollie , reflue coince et fond.
Sur les paliers en régule, on a l'habitude de dire que le régule ne touche pas l'arbre, l'arbre porte sur le film d'huile à haute pression qui existe entre arbre et palier. L'huile lubrifie et refroidit l'ensemble. Elle s'échauffe, et il faut la refroidir avant de la réinjecter.
Tout ceci est à relativiser en fonction de la masse de l'arbre et de la vitesse circonférentielle.
Exemple: un arbre de 1000 tonnes , de diamètre 0,8 mètre, qui tourne à 1500 tr/mn est supporté par 6 paliers à patins de régule (répartis sur la longueur). Avant de faire tourner l'arbre et pendant sa montée en vitesse, on injecte de l'huile de "soulèvement" à 150 bars, puis à vitesse stabilisée nominale, on se satisfait d'une pression de graissage d'environ 50 à 80 bars. L'arbre ne vibre pas ( inférieur à 100 microns) et est conçu pour tourner 24h/24, 365 j/ 365.
Les 3 patins en régule ont chacun, par palier une surface d'environ 50 cm x 50 cm et sont positionnés angulairement à peu de chose prêt comme les touches d'une lunette fixe de tour.

Attention: au moindre manque d'huile c'est la fonte du régule assurée.

Pour ton application, ton arbre subira des sollicitations alternées sous l'effet du ou des pistons ( et donc des vibrations ) et je pense que le bronze serait un excellent compromis car il se contentera de pressions d'huile plus faible, et ce sera beaucoup plus facile à mettre en œuvre tout en ayant une durée de vie plus longue que des roulements.

A toi de voir.

 

[cantause]

Bonjour,

Puisque les régules (c'est une famille d'alliages au fond) sont présent depuis plus d'un siècle dans l'industrie des moteurs et les "recettes" ont du évoluer au fil des années et des fabricants, idem pour les bronzes.
Dès lors est-ce qu'on peut encore faire une comparaison fiable régule/bronze sans spécifier les nuances, qui peuvent avoir des caractéristiques probablement très différentes.
Idem pour les paliers de moteur actuels, je doute fort que ce que l'on appelle "régule" soit encore un simple alliage Pb/Sn-Sb...
J'aurais tendance à croire que l'utilisation d'un "enrobage" antifriction (je préfère l'appeler comme ça) dans les moteurs actuels à deux buts:

1) Assurer un faible coefficient de frottement entre le palier et le tourillon.
2) Avoir une rigidité élevé (l'âme en acier) pour éviter les déformations inévitables aux conditions très chaotiques que subissent ce genre d'organe.

Le tout en économisant la matière anti-friction qui, comme dit plus haut, peut être fort coûteuse.

Il y a certainement des raisons très subtiles à l'emploi d'une matière particulière pour le revêtement et les motoristes disposent de bureau d'études avec des gens très calés qui ne s'occupent que des problèmes de tribologie. Comme souvent dans le cadre d'un hobby, il est impossible de rivaliser avec de tels ressources et il faut se contenter de ce qui est accessible en admettant que de meilleurs solutions existent mais que leur mise en oeuvre est hors de portée.

Si je devais construire un moteur, je me renseignerais sur les moteurs qui ont bonne réputation à ce niveau et utiliserait les mêmes matériaux, notamment en adaptant mon vilebrequin à des paliers existant actuels (ou les modifier) et de bonne qualité, afin de profiter d'un traitement de surface dernier cri. Evidement il faut que ça soit compatible avec les dimensions du moteur envisagé.

Sinon par rapport aux roulement, c'est comme pour les tours, la vitesse maximum admissible et le mode détérioration, l'usure pour les paliers et la fatigue pour les roulements...
Il existe une tonne de documentation sur les paliers et la tribologie disponibles sur internet, commencer par la courbe de Stribeck serait un bon début

 

[moissan]

copier les grand constructeur n'est pas focement la bonne solution : il n'ont pas le meme but que moi : il cherchent la meilleure performance pour la duré de vie prevue et tanpis pour le client si ensuite les piece sont trop chere

pour mes construction je prefere me limiter a des piece facile a realiser par n'importe qui

si les palier mince en tole avec une couche d'antifriction etaient normalisé comme les roulement , donc disponible a prix raisonnable ca me conviendrait tres bien ... helas si je me contente de choisir un palier de moteur de voiture actuel , peu etre que dans 10 ans ce palier sera introuvable ... hors de prix pour voiture de collection

si je reussi a obtenir des performance honorable avec un bout de UE9P , le moteur sera facile a entretenir pour l'eternité ... meme si on doit rectifier le vilbrequin on peut usiner des bagues en bronze du diametre qu'on veut

 

[cantause]

Je comprends l'idée d'autonomie, mais c'est juste qu'à ce moment là l'optimisation recherchée va être bridée par les matériaux disponibles "dans le commerce" et donc utiliser une technologie de palier des années 50.
Ceci dit, rien n'oblige de se fournir chez un constructeur automobile, qui ne pratiquent d'ailleurs pas tous l'esprit du "tout consommable", je suppose qu'il existe aussi des fabricants de moteurs stationnaires qui utilisent des paliers? Il faudrait voir en fonction de la taille de votre moteur.
Ca fait longtemps que je n'ai pas remplacé de paliers mais je ne me souviens pas que ceux de ma moto aient coûtés fort cher.
Evidement, ça dépend de l'usage que vous comptez faire de votre moteur, si c'est pour vous et que vous ne comptez pas vos heures, des paliers maisons seront peu coûteux, si maintenant c'est une personne n'ayant pas forcément le matériel pour en faire, la refabrication de quelques pièces pour un petit seraient probablement plus coûteuse que des paliers tout faits.
Pour en revenir aux paliers normalisés, j'ai vu dans le Chevalier que les paliers frittés en bronze sont normalisés, il en existent peut-être d'autres types, qui conviendraient à votre application.

Bon courage dans votre projet!

 

[phil916]

bonjour,

de mémoire un membre dont l'installation de paliers régule était le métier était intervenu dans le forum fonderie je crois ?,
une recherche permettrait probablement de le retrouver pour avoir son avis ?!

Phil

 

[cantause]

Ou dans le sujet grattage?
Il me semble me souvenir que quelqu'un parlait de la manière dont on grattait des paliers en régule sur un gros tour ou une grosse rectifieuse sur laquelle il travaillait, pour accueillir de grosses pièces.

 

[moissan]

oui j'ai vu a different endroit de ce forum des histoire de gratage de regule

le gratage en fonction de la porté du tourillon m'inquiète beaucoup ... si c'est mal fait ca peut etre pire que de se contenter de piece non ajusté

j'espere pouvoir faire avec des piece usiné avec assez de precision pour eviter d'ajuster ... juste choisir le diametre de bague en fonction du diametre du tourillon

 

[LHM]

Bonsoir à tous, et à Moissan . j'ai lu avec interêts tes interventions pertinentes sur le forum,
je ne veux pas brouiller les cartes, mais je ne comprends pas ton hostilité à utiliser les coussinets
minces qui font référence aujourd'hui dans la construction des moteurs thermiques.
Les cotes sont pratiquements std , on trouve aisément des Ø 48, 54, 58 etc et ensuite avec des tolérances
pour affiner l'ajustage.
A moins d'avoir du bronze du bon alliage, c'est un métal qui coûte cher surtout quand on a pesé les copeaux.
Cette mise en place ne devrait pas t'ôter le plaisir d'usiner les paliers.
J'ai cotoyé les gratteurs de régul à la feuille de sauge ( c'est le nom du grattoir qui à la forme de la feuille
de sauge ) ajustant des attelages mobiles ( vilebrequins et bielles ) durant des heures. C'était en 1950.
Les paliers bronze sont encore plus anciens et abandonnés et j'ai le souvenir de ces phases de rodage
des moteurs ainsi rénovés qui tournaient au ralenti; tous les mécanos étaient attentif à la moindre baisse de régime,
car ce qui était le plus à craindre c'était la peste du grippage, et particilièrement avec le bronze.
Je ne suis pas métallurgiste mais le coef de dilatation du bronze est élévé et un moteur thermique n'a
pas de température de fonctionnement fixe, et dans ce cas tout peut arrivé brutalement.
Et quand le bronze grippe , ca arrache !!!.
Ceci n'est que mon point de vue que je soumets à votre contradiction.
Amicalement.
DP