Dopage à l'eau: conseils de fabrication par André

Un article de Wiki Moteur Pantone.

Conseils de montage pour réaliser un dopage a l’eau et plan de principe pour moteur diesel

Sommaire 1 Notes préliminaires 2 Le plan général 3 Le réacteur 4 Le bulleur ou « évaporateur » 5 Conduits et raccords 6 Raccordement au moteur 7 Mise en marche

Notes préliminaires

Par André P. et Christophe M. septembre 2007

Sur des véhicules routiers à faible inertie, il est fortement conseillé de remplacer le bulleur par un générateur de vapeur instantanné

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Le plan général

Voici le croquis de principe avec la légende des différents élements. Voir explication pièce par pièce plus bas.

Version haute résolution

Le réacteur

1) Le réacteur est placé le plus près possible du collecteur d'échappement. Pour récupérer le plus de chaleur possible, il est préférable sur les turbo diesel de placer un petit déflecteur, afin de canaliser les gaz d'échappement autour de la partie avant du réacteur (sortie vapeur).

Ce déflecteur est linéaire, c’est juste une bague qui canalise les gaz d'échappement autour du début du réacteur sur une distance de 1/4 à 1/3 de la longueur du réacteur, comme un tube évasé au début et évasé en sortie (venturi long) avec un passage réduit pour que tous les gaz d'échappement soient étranglés sur cette partie, pas trop long afin de créer le moins de restriction possible.

[i]Attention[/i] : pas de déflecteur en spirale, cela freine bien trop le passage des gaz d'échappement et ne donne aucun avantage à ce niveau : la baisse de température est tellement brutale et localisée quand le réacteur opère, qu’il n’y a aucun intérêt à laisser stagner les gaz d’échappement autour du réacteur.

2) Le tube du réacteur est en acier inoxydable. Il est soudé dans le tuyau d'échappement, les extrémités peuvent être filetées ou taraudées.

Le diamètre usuel du tube intérieur du réacteur est de 1/2 pouce, soit 15 a 16 mm intérieur, mais d’autres dimensions peuvent convenir. Il faut s’assurer que le jeu entre la tige et le tube soit de 1 à 1,5 mm maximum.

3) La tige est en acier inoxydable et son diamètre est normalement de 13 mm. Mais il peut être adapté au diamètre du tube interne du réacteur afin d’avoir un jeu de 1 a 1,5 mm. La longueur de la tige varie de 100 à 150 mm pour un dopage a l’eau. Plus le moteur est puissant plus la tige peut être courte.

4) A l'extrémité sortante du réacteur, un bouchon fileté de 3/8 ou 1/2 permet l’inspection et le changement éventuel de la tige.

5) Le diamètre du tube extérieur après la restriction, doit permettre de conserver la section d’origine du tube d’échappement autour du réacteur.

6) L’entrée de la tige est coupée à angle droit, et sa sortie est arrondie ou légèrement profilée. On soude ou visse une tige de 4 mm au bout : c’est une entretoise qui rejoint le bouchon (4).

7) L’entretoise a pour but de positionner la tige : elle finit toujours par prendre du jeu avec la dilatation et la vibration , et elle se comporte alors comme un piston dans le tube, attirée vers l’avant par succion. Sans l’entretoise, la tige finirait par boucher le trou de sortie des gaz du réacteur…

8) Centrage de la tige : on réalise 3 plots de soudure « en profondeur » à 120 degrés aux 2 extrémités de la tige. Puis à la lime (ou mieux au tour) on ajuste les points de soudure pour que la tige entre juste serrée et la mieux centrée possible dans le tube. [i]Attention à ne pas faire de mauvaises « boulettes » de soudure, qui pourraient se détacher et rejoindre le moteur ![/i]

9) Concernant l'isolation électrique, 2 tiges isolées ont été essayées : - L’une avec des buses céramique de bec de soudure au TIG .Cela a été compliqué a faire et n’a pas résisté longtemps a la vibration. - L’autre est une tige d'acier sur laquelle on a enroulé du ruban téflon de plomberie, pour ensuite l’enfoncer de force dans un tube inox. Ensuite j’ai soudé les tétons de centrage sur la tige acier, donc l’isolation du tube inox (mesurée au multimètre Fluke) était très bonne. Aux essais je n’ai pas remarqué une grosse différence dans la marche au mazout ou à la vieille huile de friture à 30%, comme je l’utilise habituellement.

10) Antichambre : on positionne la tige de façon à avoir une antichambre de 80 à 100 mm, cela met en condition la vapeur avant d’arriver sur la tige. Cette antichambre peut être plus courte avec un bulleur, elle doit être plus longue pour un carburateur ou un injecteur à eau, car l'eau est moins bien pulvérisée qu'avec un bulleur.

L’antichambre est très grande sur mon montage expérimental, cela me permet de marcher avec du mazout sans réchauffage du liquide ni de l'air admission. Cela absorbe presque toute la température de l’échappement, qui devient froid : on peut le tenir à main nue pendant que le moteur marche. C’est grâce à cette antichambre démesurée que j’ai réussi a fonctionner avec un ratio élevé de mazout et d’huile moteur.

11) La chambre de détente doit se trouver dans la partie la plus chaude de l’échappement, si possible dans un coude. Normalement une longueur égale au diamètre du conduit d’échappement suffit.

La chambre de détente est importante. Elle a pour but d'augmenter la température du mélange dans le réacteur. C'est le point qui chauffe le plus dans le réacteur, plus encore que sur le gros diamètre de la tige. J’ai quelques interrogations à ce propos… - Comment la petite tige entretoise peut-elle chauffer plus, que la grosse qui est a 1 mm de la paroi ? - Comment se fait-il que le thermocouple soudé sur le tube d’échappement à cet endroit, soit plus chaud au bout de la grosse tige ? En effet; si on déplace la tige, ce point chaud, mesuré coté échappement, semble suivre le bout de la tige !

Ce qui donne à penser qu'il se produit de la chaleur au moment où les gaz quittent la tige et arrivent dans une chambre moins restreinte. Cela se passe sur une courte distance. En faisant marcher le moteur sans isolation du réacteur, cette partie chaude est bien visible : pas besoin de thermocouple.

L’utilité de cette chambre n’est pas encore bien comprise actuellement, mais ces faits sont aisément reproductibles...

Le bulleur ou « évaporateur »

Solution alternative au bulleur développée depuis 2005: le générateur de vapeur.

1) Le bulleur est une boite en métal résistant a la corrosion , d'un capacité de quelques litres. On le construit généralement en métal parce que c’est plus facile a souder des tuyaux et des bouchons, mais en plastique c’est bon aussi, du moment que cela supporte une certaine depression et légère chaleur sans se déformer.

2) Le niveau de l’eau doit se situer entre 150 et 200mm, un niveau constant étant l'idéal, la hauteur au dessus du niveau devrait être de 100mm et plus suivant la place disponible. Ceci pour éviter que les éclaboussures d'eau liquide qui pourrait remonter dans le réacteur. Si l'espace est trop petit prévoir un bon systéme de déflecteur et même un fin grillage dans le conduit qui va au réacteur.

3) Le bulleur doit etre au plus proche du réacteur pour avoir un conduit court et il est recommandé de l’isoler thermiquement pour éviter les condensations.

4) La section de ce conduit et approximativement la même section que le tube interne du réacteur.

5) Le tube plongeur du bulleur est percé de petits trous ou de rainures de scie.

6) La section de ce tube est la méme que celui qui relie le réacteur. La section totale des trou devant etre égale ou supérieure à la section du tube plongeur. On peut mettre un filtre a air sur l’entrée de ce tube afin d'éviter que des saletés entrent dans le bulleur (qui n'est pas forcément nettoyable si non démontable).

7) En fonctionnement, le bulleur est en dépression au moins de la valeur du niveau de l’eau suivant la loi: p= 1000*9.18*h. Avec h = hauteur d'eau du bulleur en metre et p la dépression en pascal.

8) Le bulleur est completement étanche il n’y pas de prise d’air comme un resevoir. Le seul air qui pénetre dans le bulleur c’est celui qui est aspiré par le tube plongeur.

9) Un circuit de réchauffage du bulleur est necessaire à cause du refroidissement occassioné par l’évaporation forcée, ce chauffage doit être compris entre 85°C et 90°C. Il est réalisable par une déviation du circuit de liquide de refroidissement moteur, ou d'huile (ou éventuellement mais moins efficace: par les gaz d'échappement).

Conduits et raccords

1) La sortie du réacteur doit se faire avec un conduit résitant à la chaleur cela peut atteindre 300°C mais normalement cela se situe au alentour de 100°C.

2) La longueur de ce conduit est moins critique que celui entre le bulleur et le réacteur qui doit etre le plus court possible. Ce conduit doit avoir le même diametre que celui entrée pour éviter les restrictions.

3) Les conduits peuvent être en n’importe quel matériaux, même le conduit de sortie pourrait etre isolé du moins d’un côté il peut etre aussi en tuyau hydraulique pourvu qu'il résiste à la chaleur et que la dépression ne l’écrase pas. Beaucoup de montage utilisent du cuivre parce que cela se plie bien et cela ne coute pas (trop) chère et disponible partout.

4) Evidement, tout la ligne du système : bulleur-réacteur-conduit doit être parfaitement étanche, et ceci particulieremt à la sortie du réacteur. Ce conduit débouche dans un venturi placé sur l'admission du moteur.

Raccordement au moteur

Discussion sur le venturi

1) Un venturi d'aspiration est placé dans le conduit d'admission afin de favoriser l'aspiration des gaz. Le venturi doit avoir un diamètre assez gros pour ne pas brider l’admission. Sa conception n’a pas besoin d’être d’une grande précision, il suffit de faire un convergent court angle de 30° et un divergent plus long de 7°.

La tolerence est large un bon venturi surtout faire moins de restriction, mais pour la succion, un construction rustique ne perdrera pas beaucoup d’efficacité. Plus de précisions sur cette page: construire un venturi idéal

2) Il est très facile avec un tube plongeur dans un récipent d’eau en contrbas de voir quelle hauteur il est capable de siphoner

Ce venturi permet d’avoir une bonne régulation sur le réacteur : sa dépression est presque proportionel à l’air que le moteur aval pour une plage de régime étendue. Cela permet d’avoir de 2 à 3 fois plus de dépression dans le réacteur que sans venturi.

3) Sur les conduit entrée et sortie du réacteur, il est possible de mettre des prises de pression (petit tuyau de 3mm soudé ) afin de faire des mesures.

La dépression à l’entrée du réacteur devrait être de 200mm d’eau et plus (pour une hauteur de 200 mm d'eau dans le bulleur évidemment). La dépression à la sortie du réacteur devrait être de 700mm d’eau et plus suivant le régime du moteur.

Mise en marche

1) Pour la premiere mise en marche il est recommandé de placer un fin grillage dans le tube qui entre dans le venturi , afin d’arreter les débris de soudure ou pieces qui pourrait se détacher et se faire avaler par le moteur.

2) Pour une efficacité plus rapide rapide, on utilise de l’eau non potable calcaire si possible, on utilise le moteur sous forte charge pour faire chauffer le réacteur, le niveau d’eau dans le bulleur doit être à sa hauteur maximum, pour buller seulement à haut régime.

3) Normalement après une heure de marche en charge, la tige devient blanchatre. Ces dépots calcaire permette d'isoler électriquement "naturellement" en partie la tige.