Posté le: Ven 09 Mai 2008, 15:23 Sujet du message: Moteur à surdétente
Bonjour les éconologues motoristes,
Un grand nombre de discussions traitent du dopage à l'eau. L'utilisation de l'énergie résiduelle des gaz d'échappement semble occuper les esprits. Je me suis donc mis à cogiter sur la question.
Voilà une idée qui me parait toute bête.
Je propose, par l'installation suivante, de rallonger également la durée de la détente pour récupérer la chaleur de l'échappement et la pression résiduelle du cylindre.
L'installation ne change rien au fonctionnement mécanique habituel du reste du moteur.
Pour deux cylindres fonctionnant en 4 temps (C1, P1 et C2, P2), on place au milieu un cylindre spécialisé dans l'utilisation des échappements (C+, P+) et qui fonctionnera, lui, en deux temps « vapeur ».
A la fin de la détente du cylindre à combustion C1 , son échappement s'ouvre vers une entrée du cylindre vapeur C+.
Pour que ce transfert soit moteur, il faut soit que le piston P+ ait un diamètre supérieur aux autres, soit que la manivelle soit plus longue, soit les deux.
Ainsi le volume V+ est plus grand que celui des deux autres cylindres.
Au passage on va injecter de l'air frais et/ou de l'eau finement pulvérisée pour utiliser au mieux l'énergie contenue dans les gaz d'échappement et (ré)augmenter la pression.
On va alors obtenir une "surdétente" motrice.
Enfin le gaz est expulsé définitivement de C+.
Le cylindre C2 décalé de deux temps sur C1 va prendre le relais et effectuer à son tour l'échange avec C+.
La même came pilotant la soupape d'échappement d'un cylindre à combustion (C1 ou C2) peut simultanément piloter l'ouverture vers C+. La soupape d'échappement définitif de C+ s'ouvre deux fois plus souvent et il conviendra donc de lui adapter une came spécifique.
C+ et P+ peuvent avoir des caractéristiques différentes des deux cylindres à combustion interne. Ce n'est pas le lieu de la combustion principale et cela fonctionne en deux temps vapeur. Les matériaux (chemise, piston, segments…) peuvent alors être adaptés à l'injection d'eau…
On a l’impression qu’il faut alors utiliser un cylindre supplémentaire, ce qui induirait naturellement des frottements nouveaux et plus de pièces en mouvement. En réalité, le nouveau cylindre de surdétente, fonctionnant en deux temps, rend le couple plus linéaire quand il faudrait 4 cylindres (les moteurs les plus courants en automobile) pour obtenir cet effet. En fin de compte, on réduit donc le nombre de cylindres, de soupapes, de cames et, par suite, les frottements et le volant d’inertie. Il y a des deux injecteurs (air / eau ???) sur le cylindre central mais, finalement, il y en aurait aussi (essence / diesel) sur les troisième et quatrième cylindres d’un moteur « normal » à 4 cylindres..
Reste le problème des transferts de fluide d'un cylindre à l'autre...
Inscrit le: 15 Oct 2007 Messages: 1915 Localisation: Clermont Ferrand
Posté le: Ven 09 Mai 2008, 16:33 Sujet du message:
Salut Marcelou !
Ma foi c'est une piste que je ne connaissais pas dans la version que tu présentes.
IL faut savoir que les moteurs à sur-détente ont une longue histoire derrière eux. Ils exploitent le cycle de MILLER ou ATKINSON. De nombreux concepts ont été proposés, récemment le moteur SIAMOIS de Edouad BONNEFOUS.
http://www.chez.com/ebmoteur/siamois1.htm
qui a une cinématique très recherchée.
A moins que le système "multi piston" fût destiné à remplacer les soupapes.
En tout cas, des approches multipistons déphasés et communiquants, comme celle du moteur de KOUCHOUL, existent déjà pour différents objectif: réglage du taux de compression, combustion stratifiée et aussi détente plus longue que l'admission
Le plus simple pour éviter cette complexité mécanique, est tout simplement de ne pas remplir à fond le cylindre à l'admission. Pour cela, soit on ferme la soupape à l'avance (AFA avance de la fermeture à l'admission), soit au contraire, on laisse le piston remonter en chassant une partie des gaz frais (RFA; retard...)
D'où les industrialisations des systèmes de calage variables des soupapes.
Il s'en parle là
http://www.timupsinsa.com/article-4798331.html
Posté le: Sam 10 Mai 2008, 14:46 Sujet du message:
Merci de ta réponse remundo.
Oui j'avais déjà étudié le moteur siamois, étant un moment en lien avec un de ses analystes. Problème de vibration, je crois, dans ce machin.
Ce qui n'est pas le cas du MPRBC !!!
En fait, plus que la surcourse ou la compression variable, ce qui m'intéressait dans cette ébauche, c'est l'utilisation très directe de la chaleur des gaz d'échappement. Contrairement au pantone qui viserait à une amélioration de la combustion par adjonction d'eau (vapeur) en amont, ici on aurait à faire à une post injection.
Dans ce cas, on pourrait alors penser injecter l'eau directement dans un cylindre normal, à mi-course par exemple, en calculant le taux de compression préalable. .. par les moyens que tu as indiqué
Peut-être pas si facile à faire qu'à dire.
Le système que j'ai imaginé permet surtout de différencier des zones à la thermodynamique et à l'environnement différent. Ainsi, le cylindre "vapeur" peut / doit avoir des caractéristiques à part, plus adaptées à l'injection d'eau. La zone d'injection est plus facile d'accès.
Inscrit le: 15 Oct 2007 Messages: 1915 Localisation: Clermont Ferrand
Posté le: Sam 10 Mai 2008, 20:22 Sujet du message:
Sur le principe, cela se généralise à n'importe quel moteur avec une distribution un peu évoluée et une chambre dédiée.
Mais ça me paraît un peu cher payé pour un gain que l'on peut avoir dans toutes les chambres simplement en jouant sur les soupapes.
C'est sûr Marcel, ta proposition possède ses spécificités, et donc avantages nouveaux. A réfléchir et approfondir _________________ http://sycomoreen.free.fr
Posté le: Dim 11 Mai 2008, 12:00 Sujet du message:
C'est marrant, j'en avais parlé très brièvement à une pointure de la motorisation au CNAM. Pressé, il s'en était tenu à une réponse laconique :
" ça serait cher payé, un piston et une chambre de plus..."
?????????????????
Certes en regardant l'apsect mécanique, mettre une chambre dédiée supplémentaire parait une hérésie. Mais si on s'attarde sur le couple, on voit bien que le cylindre vapeur compense des phases "résistantes" des deux autres cylindres. Pour faire la même chose sur un moteur normal, il faudrait des cylindres supplémentaires aussi (pas deux en tout cas)... et consommant du carburant quand le cylindre C+ , lui, ne consomme que de l'eau et de la chaleur d'échappement.
Inscrit le: 15 Oct 2007 Messages: 1915 Localisation: Clermont Ferrand
Posté le: Dim 11 Mai 2008, 12:43 Sujet du message:
Salut Marcel,
En fait, ta machine réalise ce que les thermodynamiciens appellent un cycle combiné.
Beaucoup de machines ont tendance à rejeter des gaz encore assez chauds pour être tout à fait exploitables.
Le premier cycle se passe dans les chambres de combustion, rien de spécial.
Le second cycle, sur ta machine, se passe dans le cylindre additionnel avec éventuelle injection d'eau pour faire du volume et de la pression sur le piston.
Cela permet des gains de 20% en général sur le rendement moteurs. Il existe des centrales électriques à cycle combinées qui montent jusqu'à 60% de rendement.
Pour un moteur essence, on peut envisager passer de 35 à 45%, pour un Diesel 45 à 55%
OK pour le couple plus régulé, c'est un bon point.
ton concept générique de dédier une chambre à la récupération de chaleur + injection d'eau n'est pas spécifique à la cinématique bielle/manivelle/piston et généralisable à d'autres types de moteur _________________ http://sycomoreen.free.fr
Dernière édition par Remundo le Dim 11 Mai 2008, 20:18; édité 1 fois
Posté le: Dim 11 Mai 2008, 20:06 Sujet du message:
Générique oui.
Et pourquoi pas sur un MRPBC ?
Quoique tes moteurs sont plutôt symétriques (équilibrage excellent!)
2 chambres à combustion et deux chambres vapeur peut-être?
A cogiturer longueusement .
Bon vais bosser moi, suis inspecté mardi et faut taquiner la préparation... je joue mon salaire là, alors les moteurs au placard pour quelques jours
Inscrit le: 15 Oct 2007 Messages: 1915 Localisation: Clermont Ferrand
Posté le: Dim 11 Mai 2008, 20:19 Sujet du message:
marcel a écrit:
Générique oui.
Et pourquoi pas sur un MRPBC ?
Quoique tes moteurs sont plutôt symétriques (équilibrage excellent!)
2 chambres à combustion et deux chambres vapeur peut-être?
J'ai déjà developpé d'une certaine manière cette idée sur le topic MPRBC.
A l'aide du système de calage variable entièrement pilotable en phase et en ouverture, on peut même bloquer une soupape alors même que le moteur tourne.
1ère application immédiate: désactivation de chambre -> puissance partielle à haut rendement car les chambres restantes tournent à pleine charge
2ème (celle qui nous intéresse ici): chambre n'étant plus de combustion. A quoi sert-elle alors ?
A faire des trucs originaux,
Des propositions comme la tienne, c'est à dire faire un cycle combiné à injection d'eau, s'inscrivent dans cet flexibilité proposée par le MPRBC
Je propose à plus court terme d'explorer la voie du compresseur/moteur pneumatique (pour une seule chambre dédiée) pour le freinage récupératif à stockage pneumatique (ou simplement du frein moteur en cas de rupture des freins mécaniques et électriques, utiles pour les poids lourds !!).
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