Nouveaux transports: innovations, moteurs, pollution, technologies, politiques, organisation...Couplage moteur Stirling avec propulsion électrique

Les transports et nouveaux transports: énergies, pollution, innovations moteur, concept car, véhicules hybrides, prototypes, dépollution, normes antipollution, taxe. Modes de transport non individuels: transports en commun, organisation, carsharing ou covoiturage. Les transports sans ou avec moins de pétrole.
Avatar de l’utilisateur
Mathew
J'apprends l'éconologie
J'apprends l'éconologie
Messages : 40
Inscription : 05/05/11, 12:04
Localisation : Västeras, Suède

Couplage moteur Stirling avec propulsion électrique

Message non lupar Mathew » 21/11/12, 19:48

Bonsoir à tous.
J'ai pensé dans le cadre de mes études à un mode de propulsion pour les voitures. Etonnament, je n'ai rien trouvé à ce sujet sur le web. Pourtant je recherche en anglais, donc je devrais ratisser plus large.

L'idée de base est la suivante:
1/ Sous le capot, un moteur Stirling pouvant tourner à deux vitesses: normale et rapide.
2/ Toujours sous le capot, un moteur électrique.
3/ Dans le coffre et/ou sous le plancher: des batteries.

Ce n'est pas un hybride, mais une voiture à propulsion 100% électrique. Le moteur stirling n'est pas reliée aux roues, mais à un alternateur pour charger les batteries.

Au démarrage, batteries chargées à 100%, le moteur Stirling ne tourne pas. Les batteries se déchargent. Après quelques kilomètres, lorsque la charge des batteries atteint un certain seuil, le moteur Stirling se met en marche en vitesse normale, et fournit assez de puissance pour recharger les batteries tout en continuant à rouler.
Et si on veut rouler plus vite pour de longs trajets sur autoroute par exemple, le moteur passe en deuxième vitesse pour fournir assez de puissance.
Lorsqu'on coupe le contact, le Stirling s'arrête.

Rapide bilan thermique: moteur à explosion, n=35%

Ce système: moteur stirling, n1=40%
moteur électrique: n=90%
pertes dans les câbles et les batteries: 10% --> n3 = 90%

N = n1*n2*n3 = 32.4%

Pas forcément meilleur que le moteur thermique classique. Mais je ne vous apprends rien pour la propulsion électrique: puissance disponible dès le démarrage, silence d'utilisation.
Avantages du Stirling:
* combustion externe, donc bien plus facile à contrôler
* silencieux
* dans l'absolu, peut utiliser n'importe quelle source d'énergie
* A régime constant (uniquement deux vitesses) le rendement peut être optimisé.

Dans les années 70, 40 ans déjà, Ford avait mis un Stirling dans une Torino. L'erreur était de vouloir remplacer le moteur à essence directement, et de lutter contre les muscle cars de l'époque, qui faisaient 400cv sans souci. Seule la propulsion électrique peut faire mieux en termes de performances.

Cette voiture serait en théorie silencieuse, aurait une grande autonomie grâce au réservoir de carburant standard, et polluerait moins qu'un moteur classique grâce à sa combustion externe.

Voilà. C'est juste un principe. Je n'ai pas les détails de type de stirling, puissance, capacité des batteries, fonctionnement de la régulation pour l'allumage du moteur....

Qu'en pensez-vous?
Moi c'est le soir :mrgreen:
0 x

Avatar de l’utilisateur
chatelot16
Econologue expert
Econologue expert
Messages : 6960
Inscription : 11/11/07, 17:33
Localisation : angouleme
x 237

Message non lupar chatelot16 » 21/11/12, 20:31

avec le stirling le passage par l'electricité est presque obligatoire , car le stirling est trop lent a commander sa puissance

du dit rendement du stirling 40% ? le stirling n'a pas un rendement constant pour tout les stirling ... il a une rendement limité par carnot suivant les temperature chaude et froide de son cycle : et comme la chaleur doit passer a travers une paroi il faut que le materaix supporte la temperature du cycle

avec le moteur a explosion ou diesel la matiere du moteur n'ateind pas la temperature du cycle , c'est tout l'avantage du moteur alternatif : les materiaux du cylindre ne prennent que la tempperature moyenne

il y a deja des moteur diesel jusqu'a 50% de rendement ... pour les stirling j'ai du mal a y croire

pour faire un haut rendement en stirling il faut des materiaux très cher pour monter a haute temperature ... en diesel on fait le rendement qu'on veut avec de la fonte
0 x
Avatar de l’utilisateur
Gaston
Econologue expert
Econologue expert
Messages : 1896
Inscription : 04/10/10, 11:37
x 83

Message non lupar Gaston » 22/11/12, 10:30

D'accord avec chatelot16 (avec un petit bémol : les diesel à 50% de rendement sont des moteurs énormes réalisés pour propulser des porte conteneurs).

Je rajouterais qu'à puissance égale, un moteur Stirling est bien plus lourd qu'un moteur à combustion interne.
Or le poids est vraiment un ennemi pour une voiture.
Au final, on a une voiture qui consomme peu (grâce à un meilleur rendement) par rapport à un véhicule de poids équivalent, mais qui risque de consommer plus qu'un véhicule thermique équivalent qui sera plus léger :|

Par ailleurs, le calcul de rendement me semble faire l'impasse sur la génération de l'électricité ?
0 x
Avatar de l’utilisateur
chatelot16
Econologue expert
Econologue expert
Messages : 6960
Inscription : 11/11/07, 17:33
Localisation : angouleme
x 237

Message non lupar chatelot16 » 22/11/12, 13:02

il n'y a pas que les enormes moteur de bateau qui ateignent le 50% de rendement

on trouve plus petit , avec 47% ce qui est deja pas mal
http://international.schnellmotor.de/sm ... 1040kW.pdf
bien sur c'est 1000kW ... encore un peu trop gros ... c'est un V12 ... avec un seul cylindre on aurait le même rendement et donc 83kW

pour un bon rendement il faut une grosse cylindré unitaire pour qu'une faible proportion de la chaleur se perde par les paroi de la chambre de combustion : c'est ce qui fait l'avantage des gros moteurs

pour chercher le rendement maximum en petite puissance il faut un seul cylindre : helas ça rend le moteur 2 ou 3 fois plus lourd qu'un 4 cylindre car il faut au moins un gros volant , et en plus beaucoup de poid dans tout le moteur pour ne pas trop vibrer : c'est une bonne solution pour moteur fixe ... plus dificile mais pas impossible pour moteur de vehicule : il faut un volant a grand vitesse tournant en sens inversse du moteur ... des arbres d'équilibrage comme sur les moto monocylindre

autre probleme , pour atteindre ce rendement schnell utilise non seulement un turbo compresseur , mais une turbine supplementaire pour finir la detente : avec un monocylindre les turbine marchent mal , il faut fire ces compression et detente par des piston , bien synchronisé avec le cylindre principal ... c'est une bonne voie car les piston on des meilleur rendement que les turbine ... si schnell fait 47% avec turbo , un monocylindre avec des piston suplementaire pourait faire encore mieux en rendement , mais beaucoup moins bon en rapport puissance poid

cette augmentation du rendement par compression et detente separé du cylindre principal peu se faire aussi a l'essence , avec l'avantage de pouvoir tourner plus vite donc faire moins lourd

je vois beaucoup plus d'espoir d'augmenter le rendement par ces piston supplementaire que par le stirling

en plus ces moteur amelioré resteront utilisable avec transmission classique
0 x
Avatar de l’utilisateur
chatelot16
Econologue expert
Econologue expert
Messages : 6960
Inscription : 11/11/07, 17:33
Localisation : angouleme
x 237

Message non lupar chatelot16 » 22/11/12, 13:24

schnell obtient ce rendement de 47% avec un moteur plus petit
http://international.schnellmotor.de/sm ... _265kW.pdf
c'est un 6 cylindre ça laisse esperer le meme rendement sur un mono de 44kw

ou un bicylindre de 88kw mieux equilibré que le mono
0 x

Avatar de l’utilisateur
Bucheron
Econologue expert
Econologue expert
Messages : 4731
Inscription : 07/11/05, 10:45
Localisation : En montagne... (Trièves)
x 1

Message non lupar Bucheron » 22/11/12, 20:34

chatelot16 a écrit :il n'y a pas que les enormes moteur de bateau qui ateignent le 50% de rendement

on trouve plus petit , avec 47% ce qui est deja pas mal
http://international.schnellmotor.de/sm ... 1040kW.pdf
bien sur c'est 1000kW ... encore un peu trop gros ... c'est un V12 ... avec un seul cylindre on aurait le même rendement et donc 83kW[...]

Je ne suis pas du tout sûr qu'on puisse faire une interpolation linéaire aussi simpliste !

Sinon, c'est intéressant ces moteurs SCHNELL, mais leur particularité, c'est surtout d'être des moteurs à cycle Diesel, mais A GAZ !
0 x
"Je suis une grosse brute, mais je me trompe rarement..."
Avatar de l’utilisateur
chatelot16
Econologue expert
Econologue expert
Messages : 6960
Inscription : 11/11/07, 17:33
Localisation : angouleme
x 237

Message non lupar chatelot16 » 22/11/12, 20:48

ce n'est pas une interpolation : un cylindre tout seul marche exactement pareil que 12 cylindre ensemble dans le même moteur

oui les moteur schnell sont construit comme des diesel , mais n'injectent qu'une petite proportion de fioul pour faire l'allumage et avallent du methane par l'admission d'air ... ça ne change pas grand chose au rendement ... c'est juste une bonne adresse qui affiche mieux ses performance que d'autre fabricants
0 x
Avatar de l’utilisateur
Remundo
Modérateur
Modérateur
Messages : 8710
Inscription : 15/10/07, 16:05
Localisation : Clermont Ferrand
x 178

Message non lupar Remundo » 22/11/12, 21:15

Les Diesel de haut rendement doivent idéalement avoir une très grosse PME (pression moyenne effective), tourner lentement et un haut taux de compression. Il faut en général les suralimenter.

Il faut également monter la bielle/vilebrequin sur roulement plutôt que sur palier lubrifié.

Idéalement, la bielle doit être longue pour limiter les efforts transversaux piston/chemise. Limiter aussi les puissances des auxiliaires (notamment monter les soupapes sur rouleaux/linguet)

Ces caractéristiques se trouvent plutôt sur les monstrueux Diesel Marins.
0 x
ImageImageImage
Avatar de l’utilisateur
Bucheron
Econologue expert
Econologue expert
Messages : 4731
Inscription : 07/11/05, 10:45
Localisation : En montagne... (Trièves)
x 1

Message non lupar Bucheron » 22/11/12, 21:25

chatelot16 a écrit :ce n'est pas une interpolation : un cylindre tout seul marche exactement pareil que 12 cylindre ensemble dans le même moteur[...]
Ben sauf que certaines choses qui mangent de la puissance sont réparties sur un seul cylindre au lieu de 12 et que d'autre part, comme tu l'as esquissé, les suralimentation ne fonctionnent pas sur un seul cylindre... Donc non, ce n'est pas aussi simple que ça.
0 x
"Je suis une grosse brute, mais je me trompe rarement..."
Avatar de l’utilisateur
chatelot16
Econologue expert
Econologue expert
Messages : 6960
Inscription : 11/11/07, 17:33
Localisation : angouleme
x 237

Message non lupar chatelot16 » 22/11/12, 21:45

la suralimentation par turbo marche mal sur monocylindre , mais il n'y a pas que les turbine , on peut faire la même chose avec des piston , et si on fait 47% avec turbo et turboconpound , ça laisse esperer faire mieux avec des piston

je vais le faire pour petit moteur fixe , la ou il n'y a pas de probleme de poids , mais je pense que ça poura ensuite etre utile pour vehicule
0 x


Revenir vers « Nouveaux transports: innovations, moteurs, pollution, technologies, politiques, organisation... »

Qui est en ligne ?

Utilisateurs parcourant ce forum : Aucun utilisateur inscrit et 4 invités