Moteur bernard W112 modification distribution

Je veut faire un moteur à air comprimé.
fonctionnement en cycle 2 temps ;
- 1, descente piston = admission,
- 2 remontée piston = échappement

Si je laisse ouverte la soupape d'admission durant toute la descente, j'aurai bien un maximum de pression appliqué sur la surface du piston, mais vais perdre le travail que représente la pression de 2 ou 3 bars, je veux donc fermer la dite soupape au tier de la descente et laisser la pression décroitre jusqu'à 0 en position basse.

Ça me semble être une idée raisonnable pour ne pas trop dégrader le rendement qui promet déjà de ne pas être bien fameux.
Pas de soucis pour l’échappement, on peut ouvrir la soupape sur toute la remontée.
Est ce plus clair ?
Fred

On en avait un à l'école , c'est plutôt du genre minable comme rendement .
Un moteur à air chaud type stirling qui fonctionne en plein soleil et fournit une puissance faramineuse de l'ordre de quelques milliwatt est surement plus performant.
Le mien vient de passer sous les roues du tracteur

oui Stirling est plus performant, mais Ericson permet de faire de la cogénération, le faire rendement mécanique est moins gènant.

Si tu trouve une logo a vapeur ça ne marcherait pas ?

Je pense que tu devrais encore laisser mûrir le sujet et prévoir de l'électronique pour gérer le truc.

Salut Lolof240,
si, une machine à vapeur (un cycle de Rankine) fonctionnerait très bien, c'est comme ça que fonctionne toutes les centrales thermiques, à charbon, fuel, nucléaire ou autre.
Mais je cherche une solution simple en cogénération. simple à entretenir et construit avec des techniques maitrisées par le commun des bricoleurs.

Pour répondre à Benhurburg, c'est vrai que qu'une commande électronique de la soupape d'admission aurait des avantages, notamment l'adaptation du diagramme à la pression. Mais je veux déjà faire un démonstrateur pour me rendre compte de la viabilité du principe.

Le principe que tu prévois , en lui-même est un non-sens

Je ne suis pourtant pas le seul à m'y intéresser, tu peux lire l'excellente thèse de Sébastien Bonnet sur le sujet :
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00110117

Il existe des kit maquette de machines a vapeur parfois aussi grosse qu'un moteur Bernard

Coté engrenages, la mesure au pied à coulisse, avec le centreur avant de l'arbre à cames remonté, donne 72 mm, soit un rayon primitif de 24 pour le pignon de 17 dents (et 48 pour l'autre).
La relation "Diamètre = module  x Nombre de dents" n'est valable que pour les engrenages droits...

Dans notre cas d'engrenages hélicoïdaux, il faut utiliser :
module réel = module apparent x cos(20°)
Diamètre = module apparent x Nombre de dents
module réel = 48/17 = 2.83
module apparent = 2.83 / cos(20°) = 2.83 / 0.9397 = 3
on retombe donc sur un module standard, ouf !
Je ne me sens pas encore assez à l'aise avec ces formules pour envisager de sélectionner 2 engrenages hélicoïdaux identique de 72 mm de diamètre primitif.Les catalogues n'aident vraiment pas (exemple HPC SH2-40/LH, module 2, 40 dents, diamètre primitif 84 mm !)

En revanche un entraxe rond de 72 mm permet d'utiliser 2 pignons à denture droite de 72 dents en modules 1 ou de 36 dents en module 2, ou de 24 en module 3 :-)
Ca je sais faire.
Je vais revérifier ma mesure d'entraxe avant de faire une commande chez HPC.
Ca fera un peu de bruit au fonctionnement, mais ça ira bien pour un proto.

Fred

fbedon a écrit:Je ne suis pourtant pas le seul à m'y intéresser, tu peux lire l'excellente thèse de Sébastien Bonnet sur le sujet :
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00110117

Excellente , c'est toi qui le dit : sa thèse se résume a des relevés de pressions et de températures.
De la thèse d'écolo à 2 balles : même pas honnête dans ses conclusions .

A noter:
Stirling:
Les résultats expérimentaux montrent que les températures au sein du moteur ne sont pas constantes comme on en fait l'hypothèse dans le modèle de  Schmidt [29].
Il n'a cependant pas été possible d'expliquer et de reproduire leurs évolutions à partir des modèles simples utilisés.

Ericsson:
En comparant la valeur de 0,15€ /kWh aux prix pratiqués par EDF (≈ 0,10 €/kWh d'énergie
électrique) (50% plus couteux)et par GDF (≈ 0,03 €/kWh d'énergie thermique) (5 fois plus cher ) , nous remarquons que ces valeurs sont proches et donc, le système étudié pourrait être  rentable.

Bonsoir , et remplacer les soupapes par des clapets ????

Bonsoir,

Oui, les compresseurs fonctionnent bien avec les clapets: plus simple pour ajuster le diagramme:
Je l'avais fait sur un moteur de 2 chevaux: j'avais adapté 2 culasses de compresseurs sur les cylindres, ça fonctionnait bien);
Prévoir un bon refroidissement des cylindres et de l'air qui sort! Le rendement diminue avec la chaleur;
De mémoire, sur le net il y a des constructeurs qui ont réalisé des moteur à air comprimé (Inde je crois);
voir aussi le sujet sur les mines:
https://vieilles-soupapes.1fr1.net/t59894-ma-passion-tout-sur-les-mines-de-charbon-et-les-mineurs-3eme-partie
JJR24

Il ne faut pas confondre compresseur et moteur à air comprimé !

Les moteurs à air comprimé qui servent en secours à démarrer les groupes électrogènes fonctionnent , pour certains sous 30 bars de pression , ils existent depuis très longtemps.
Les compresseurs associés ( petit débit et grande pression) rechargent des bombonnes pendant ?? pour assurer une réserve suffisante.

Oui, pour un compresseur des clapets conviennent tout à fait, pour un moteur, non. Il faut deux fonctions de distribution, soupapes, tiroirs ou autre.

Je tente de commander 2 pignons à denture droite sur Ebay, module 1, diametre primitif 72 mm, donc entraxe 72 mm.

Bon, je n'ai pas tout compris sur la finalité de la chose malgré la lecture d'un sujet sur les moteurs Sterling... Et surtout qu'elle serait l'utilité de la chose ?

Benhurburg, j'ai vu de gros moteur Baudoin (en 4 ou 6 cylindre avec 2,75l de cylindré par cylindre) démarrer à l'air comprimé. Ensuite i y avait un cylindre qui "regonflait" la bouteille de démarrage.
Parfois le club de plongé se dépannait avec une bouteille de plonger mais ce n'était pas la finalité de la manœuvre ;o))

Voici la finalité de mon bricolage :
Fabriquer une machine qui en plus de produire de l'eau chaude (elle comporte donc une chaudière disons à pellets) produit de l'électricité.

Cette machine est basée sur un cycle thermodynamique d'Ericson assez différent du Stirling.

Ce cycle comporte :
- une phase de compression d'un gaz (de l'air)
- une phase d'échauffement de ce gaz (passage de l'air dans la chaudière, production de produits de combustion)
- une phase de détente (on turbine ces gaz de combustion)

Du fait de l'élévation de température, le gaz occupe un volume supérieur lors de la phase de détente que lors de celle de compression.
Donc la détente produit d'avantage que ce qui est nécessaire pour la compression.
Donc on peut récupérer de l'énergie en plus de la puissance thermique.

C'est le principe des moteurs d'avion ou d'hélicoptères avec la compression et la détente assurées par des turbines.

Le cycle Stirling travaille sur une quantité de gaz constante qui tantôt est refroidie, et tantôt réchauffée, le tout dans un ou 2 cylindres très proches, avec des volumes morts gênants pour le rendement. On utilise des gaz légers (hélium ou hydrogène) à haute pression pour augmenter le rendement et la puissance massique. l'étanchéité de l'ensemble pose des soucis de maintenance. Certains constructeurs de chaudières commencent à intégrer des moteur Stirling dans leurs produits :
https://www.stroomop.be/fr/blog/2016-05-03-okofen-pellematic-e-max-primeur-mondial/

La technologie Stirling me semble trop délicate pour avoir de l'avenir chez Mr tout-le-monde, la recherche du rendement électrique ne doit pas primer dans la conception, aucune des chaudières actuelles ne produit d'électricité, en faire un peu serait un plus.

Je compte donc monter un démonstrateur avec une moteur Bernard de 500 cm3, l'idée serait naturellement d'utiliser un bloc moteur auto de 4 cylindres modifié.
Fred

Bonjour,

Je comprends mieux après avoir lu le principe d'Ericson, donc fonction compresseur avec 1 cylindre admission, plus un cylindre détente;
Sur les compresseurs 2 étages: 1 gros cylindre pour un gros volume d'air, puis un cylindre plus petit pour augmenter la pression; la fonction inverse est donc recherché chez Ericson;

On retrouve ce principe sur les machines à vapeur: moteur dit compound;
https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjLrOD8u8vyAhWyx4UKHW89BpoQFnoECAUQAQ&url=https%3A%2F%2Ffr.wikipedia.org%2Fwiki%2FLocomotive_compound&usg=AOvVaw0wzz0sC_VV73qbQuJZLWIu

"...Ce système permet d'exploiter au mieux l'énergie de la vapeur tout en limitant la phase de détente au niveau de chaque cylindre, ce qui est bénéfique au rendement de la machine. .."

Pour ton montage, je verrais plus un moteur 2/3 cylindres avec culasse par clapets, refroidi par eau (récupérer la chaleur?), afin d'obtenir un bon(?) rendement;
A minima un moteur

"...Rendement mécanique moyen : 0,87..." je ne sais pas si ce rendement concerne l'ensemble de la machine? Sur le moteur seul, ça m'étonnerait!?
(Un moteur thermique a un rendement moyen de 0.30/0.35)
JJR24

JJR24 a écrit:"...Rendement mécanique moyen : 0,87..." je ne sais pas si ce rendement concerne l'ensemble de la machine? Sur le moteur seul, ça m'étonnerait!?

Non , c'est le rendement de la partie mécanique uniquement.
Le moteur de 220kW  ( dans les 300cv ) avait un rendement global de 0.13.
le plus remarquable ce sont les dimensions
des pistons(3m50 pour l'un et 4m30 pour l'autre  et la course de 1m80:

Tu coupes la VMC et tu gagnes 100 fois plus et ça ne t'a couté que 150€ d'achat , que tu peux revendre sur legrancoin  

Réalise celui de la vidéo (même principe que celui que j'avais réalisé), tu verras que ça ne risque pas de t'arracher un bras:

Bonjour,

Que ce soit Stirling ou Ericson, quand tout est parfait réversible (pas de perte thermique, pas de perte mécanique, gaz parfait) le rendement maximum théorique est celui de Carnot.

Donc pour un gaz froid à 20°C et un gaz chaud à

300°C -> 48%
400°C -> 56%
500°C -> 62%
...

Pour un gaz froid à 60°C et un gaz chaud à

300°C -> 41%
400°C -> 50%
500°C -> 56%
...

En réel, en considérant les échanges non adiabatiques, toutes pertes mécaniques, et autres, on peut encore facilement diviser par 2 ou plus.

Cdlt

oui la formule exacte est r= 1-t1/t2  températures en Kelvin
cf : https://www.youphysics.education/fr/machines-thermiques/carnot/
pour 20°C / 500°C
(20+273)/(500+273) = 293/773 = 0.38
r= 1-0.38 = 0.62= 62%

Salut à tous,
2 pignons commandés, ca avance !

Oui, j'entends bien l’intérêt qu'il y a à étager les compressions et les détentes, mais j'ai déjà bien du mal à monter un proto mono étage...

Celui ci me permettra de valider le concept et de mettre en évidences les difficultés.
Dans tous les papiers sur le sujet les moteurs ne turbinent jamais directement les fumées, mais de l'air chaud issu d'un échangeur, il n'est pas impossible que je butte rapidement sur des soucis d'encrassement...

Fred

Pensez vous que je puisse trouver les fichiers CAO du moteur Bernard W112 ?
merci
Fred

Bon alors je vais dessiner...


on peut voir de coté les 2 engrenages identiques, l'axe de l'arbre à came, avec les cames, et le vilebrequin.

et là, les détails du montage de l'arbre à came, il est compatible avec l'original en guidage (diam 20mm).