moteur à air chaud jacky

Bien l'bonjour ;

Jacky , Il me semble que tu a les mêmes résonnements pour ta chaudière à charbon; Et l'ont à bien vu l'excellent résultat qu'il en est ressorti .
Avec l'expérience de JPA et ta persévérance ...
Il y a fort à parier que nous aurons quelque chose de pas mal

bonjour pif,  la grosse différence est que j'avais déjà quelques chaudières à mon actif et que je n'ai fait que développer ce que je connaissais un peu.
pour ce type de moteur c'est l'inconnu total et donc je peux me planter complètement.
pour revenir sur le problème d'étanchéité piston cylindre j'aimerai comprendre comment la pression peut avoir un impact sur le segment téflon ?
quel est la forme de ce segment et son épaisseur ?
il existe bien le piston à coupelles téflon qui  marche très bien sur un moteur à vapeur car sa forme incurvée et la surface en contacte avec la pression est importante mais la friction est conséquente et je doute que cela soit compatible avec le stirling.
sur un moteur à double effet il peut être intéressant de percer l'intérieur de la gorge du segment pour avoir une pression sous le segment qui tend à le plaquer contre les parois du cylindre mais sur le cas présent dans la partie interne du piston il n'y a que la pression atmosphérique et je ne vois pas comment cette pression pourrait jouer un rôle sur l'étanchéité.
éclairez moi !
merci à tous
cordialement
jacky

Bonjour,
Bravo pour les séquences d'usinage,!
Pour les axes de diamètres 3 nous les tronvons dans les guides des têtes  de lecture des DVD Ou CDROM en principe l'acier est en inox ou acier traité à 60 Hrc
L'axe est d'une regosite excellente  RA super à 0,8
Pour couper un axe il faut tranconner à la Dremel ! Assez difficile à usiner....
A+

bon à savoir , merci Vap38
cordialement
jacky

Bonjour à tous,
Je vous envoie un petit croquis pour expliquer comment l'étanchéité se fait sur un segment de piston

Sur mon moteur Stirling équipé d'un clapet renifleur la pression interne ne descend jamais en dessous de la pression atmosphérique, par conséquent les segments sont en appui permanent sur la face inférieure de la gorge. Sur un moteur non équipé de clapet renifleur, une partie du cycle se fait en dessous de la pression atmosphérique, le segment se met alors en appui, alternativement, sur la face inférieure et sur la face supérieure de la gorge. Un film d'huile est indispensable pour assurer l'étanchéité.
cordialement

Voici une méthode pour usiner un piston en Téflon. Les cotes sont en pouces mais la conversion n'est pas compliquée. Ce piston comporte un noyau en aluminium qui reçoit l'axe du piston. Ce noyau est fixé à la partie en Téflon par une vis centrale à tête fraisée. Ce piston est muni d'une lèvre souple dont le diamètre extérieur est légèrement supérieur à l'alésage de la chemise. Le fait d'avoir un piston en Téflon permet de se dispenser de lubrification. Ce système doit être très efficace car il a permis à m. Collins d'être en tête d'une compétition de moteurs Stirling avec son moteur le "whippet".

bonjour à tous
merci JPA voilà une méthode originale qui demande certainement une grande maitrise de l'usinage des matériaux tendres car il n'est pas simple de côtoyer les centièmes  dans une matière molle.
l'important c'est le résultat et il semble que le procédé soit efficace , je tenterai bien l'expérience mais ou trouver du rond téflon de diamètre 30mm ?
si je comprends bien toute la partie noyau (alu) du piston est recouverte par une douille en téflon avec une lèvre souple par contre je ne vois pas ce que signifie le dernier dessin en bas à droite avec le ressort ?
cordialement
jacky

La figure n°8 correspond à une méthode de fabrication pour faire un guide de tige de piston déplaceur en Téflon. La méthode consiste à enrouler la tige avec des copeaux de Téflon, provenant d'usinages précédents, sur une longueur double du guide à fabriquer. Ensuite il faut chauffer le moule en acier jusqu'à ce qu'il bleuisse puis presser la tige à fond. Il faut faire attention car si l'on chauffe de trop, le Téflon émet des vapeurs qui peuvent être toxiques. Cette opération doit donc être menée uniquement en extérieur. En refroidissant les dimensions du guide correspondent exactement aux dimensions voulues. L'avantage du Téflon c'est que l'on peut se passer de lubrification.

Hello.
Le téflon n'est-il pas réputé pour gonfler à la chaleur et augmenter le frottement?
Cordialement.

Le Téflon a un fort coefficient de dilatation, il suffit d'en tenir compte pour l'usage que l'on veut en faire. La jeu à la coupe de mes segments étaient un peu juste et occasionnait des coincements à forte puissance. Il a suffit d'augmenter un peu le jeu pour que tout rentre dans l'ordre. Ce qui est intéressant avec le Téflon c'est sa propriété anti-frottement qui permet de se passer de lubrification. Il existe un produit similaire au Téflon mais avec un coefficient de dilatation nettement moins important, je pense qu'il s'agit du Rulon (à vérifier).

Bonjour à tous,

Je continue sur ma lancée avec un piston classique sans segment «  juste pour voir si ça marche » , dans le cas contraire je tenterai la méthode expliquée par JPA.
Pour limiter les efforts latéraux sur les parois du cylindre j’ai décidé d'allonger la bielle du piston en descendant l’axe du palier.
l'angle de la bielle sera moins important dans les positions extrèmes.
La réalisation de ce palier est la méthode ultra simple que j’ai déjà expérimentée et qui assure une bonne  tenue de l’arbre par deux roulements séparés par une entretoise.



un morceau de tube cuivre diamètre intérieur 16mm  ,  2 roulements diamètre 16 extérieur , une entretoise usinée en plastique et une embase en laiton qui sera fixée sur le socle.



principe de montage à noter que l'embase est rainure pour permettre un alignement parfait pendant l'opération de soudage.



contre perçage de l'embase sur le socle



soudage à l'étain



après nettoyage , montage de l'embase





un axe de diamètre 5mm dont la longueur sera déterminée plus tard  fera l'affaire



état actuel

je vais maintenant ma pencher sur le volant d'inertie et sa position sur l'arbre me permettra ensuite de déterminer les côtes finales des éléments qui vont définir les déplacements des pistons.
à suivre

cordialement
jacky

une précision concernant l'encoche pratiquée sur le socle vers la partie qui reçoit l'embase du palier .
 afin de permettre des essais de différents types de pistons sans trop de problèmes,  cette disposition devrait faciliter le  démontage rapide et simple de toute la partie piston travail par le dessous ce qui n'est pas le cas dans la version de base du plan.

cordialement
jacky

Bonjour Jacky,
Tu ne fais pas de support arrière ? Les mouvements du piston déplaceur, si ton moteur atteint une certaine vitesse, risquent d'entraîner des vibrations d'avant en arrière, d'autant que ta cornière n'a pas l'air très épaisse ( 4 ou 5 mm). Tu devrais prévoir au moins des colonnettes sur l'arrière du moteur (entre culasse et embase) pour raidir l'ensemble.
Cordialement

bonjour JPA,
je n'ai pas idée de la vitesse et des vibrations engendrées sur ce type de moteur , compte tenu que la friction entre piston et cylindre est très faible ,  je pensais qu'avec une épaisseur de 5mm cela serait suffisant mais rien n'empêchera de relier par une patte le socle à la culasse si besoin est .
il faudra déjà qu'il fasse quelques tours !!
une question concernant ton volant d'inertie dans sa dernière version , quel est son poids approximatif ?
cordialement
jacky

Ce n'est pas le frottement qui engendre des vibrations mais l'énergie cinétique des pièces en mouvement (dans le cas du piston déplaceur mouvement d'avant en arrière), pour le piston de travail s'ajoute la force de réaction de l'ensemble culasse/chemise qui engendre des vibrations verticales. Quand le canon tire un boulet ce n'est pas le frottement du boulet sur le fût qui provoque le recul de celui-ci mais une force de réaction due à l'énergie cinétique du boulet.
Pour le volant, quand j'ai commencé à vouloir embrayer le moteur, au début celui-ci calait systématiquement. J'ai donc fait un volant en acier de 100 mm de diamètre et d'un poids de 800 g, l'inertie d'un tel volant permettait l'embrayage sans faire caler le moteur. Le gros inconvénient : il était très difficile de faire varier la vitesse du moteur. L'amélioration de l'inverseur m'a permis de mettre un volant beaucoup plus léger de 700 mm de diamètre et d'un poids de 300/400 g (je ne me rappelle plus exactement). Cette modification permet des accélérations beaucoup plus marquées dès que l'on augmente la chauffe. Ce volant en alpax provient d'un lecteur de cassettes. La partie efficace du volant se trouve à la périphérie (vitesse tangentielle maximum). Mon volant de 800g comportait une jante massive reliée au moyeu par un voile de 3 mm d'épaisseur.

bonjour à tous,
OK , je vais prévoir 2 renforts latéraux de la culasse au socle.
pour le volant je pensais le faire en alu avec un cerclage acier , le poids me donne une indication
merci JPA
cordialement
jacky

Salut Jacky,
Si tu mets des renforts latéraux tu risques de compliquer le démontage du piston, d'autant que tes vis de fixation de chemise sont accessible par en dessous. J'ai démonté et remonté le miens un nombre incalculable de fois. Il suffit de démonter les quatre vis de fixation de la chemise (les têtes de vis sont sur le dessus de la culasse), je bascule l'ensemble piston/chemise sur le côté. Il ne reste plus alors qu'à desserrer les deux vis du chapeau de tête de bielle pour retirer l'ensemble sans toucher au palier d'arbre manivelle.
Je pense que tu gagnerais beaucoup en accessibilité en montant simplement deux colonnettes sur l'arrière de la culasse.
Cordialement

bonjour à tous

Oui JPA il est probable que je vais souvent devoir démonter et remonter et je me rendrai mieux compte des difficultés, je note  tes remarques judicieuses  et pour l’instant je vais  me contenter de cette configuration car j’ai hâte de savoir si ça tourne !
Aujourd’hui j’ai fait du copeau pour réaliser le volant d’inertie à partir de chutes en ma possession.
La partie intérieure du volant (moyeu) sera en aluminium en l’allégeant au maximum et un cerclage en inox sera emmanché sur le moyeu  pour avoir la maximum de poids sur la périphérie.



une chute de gros tube inox diamètre 100 que je conservais précieusement





tournage simple pour obtenir une belle rondelle, peu importe le diamètre intérieur il faudra ajuster simplement le moyeu



une chute de rond alu de diamètre 120mm de récupération





la aussi opération de tournage simple qui va faire pas mal de copeaux



la difficulté sera d'obtenir la côte précise qui va permettre un emmanchement moyeu alu rondelle inox le plus précis possible avec un léger serrage, l'ensemble sera immobilisé lors du montage final par collage ou par une vis traversant la rondelle inox.







le perçage du moyeu à 4.9mm et finition à l'alésoir , à noter qu'il faut également percer le moyeu pour l'immobilisation sur l'arbre avec une vis sans tête M3





avec une petite impulsion çà tourne super bien



état actuel

à suivre
cordialement
jacky

Cela commence à prendre forme, bravo !
Quand tu auras fini tout ton équipage mobile, il faudra procéder à un équilibrage soigneux en mettant un contrepoids sur le volant. J'ai procédé de la manière suivante :
J'ai retiré la chemise et j'ai installé le piston et sa bielle avec le moteur à l'envers (tête en bas). Le volant en place avec la bielle du piston déplaceur, mais sans connecter celle-ci au renvoie. Le moteur est donc à l'envers avec le piston de travail et sa bielle ainsi que la bielle du piston déplaceur, tout cela pend vers le bas. Le maneton du piston déplaceur est décalé de 90° par rapport au maneton du piston de travail.
Maintenant on fait tourner lentement le volant et on repère la position où il s'arrête à tous les coups. On trace la verticale qui passe par le centre de l'arbre et on obtient l'endroit où doit se placer le contrepoids, à l'opposé du maneton du piston de travail et sur la ligne que l'on a tracé.
Ensuite il faut déterminer le poids du contrepoids. Il faut procéder par tâtonnement mais cela se fait assez facilement. Personnellement j'ai percé un trou taraudé dans le voile du volant, sur la ligne qui a été tracée et j'ai ensuite fixé différentes épaisseurs de morceaux de plomb avec une vis jusqu'à trouver le bon équilibrage. Celui-ci est trouvé quand le volant ne retrouve jamais la même position quand on le tourne.

super ,
je me posais la question de l'équilibrage et j'ai la réponse c'est pas beau ça !
je vais percer la couronne en prévision des masselottes d'équilibrage  , tout devient tellement plus facile quand les bons conseils sont là , sans aide j'aurai probablement galéré des mois pour cerner les problèmes.
merci infiniment JPA pour le partage  ,je prends vraiment beaucoup de plaisir dans la découverte de ce type de moteur , je retrouve les sensations éprouvées quand j'ai réalisé mon premier thermique (éthéromane) et l'angoisse de savoir si ça va tourner.
cordialement
jacky

Bonjour à tous,

Avant d’entreprendre la fabrication de la bielle du cylindre de travail il faut déterminer la hauteur exacte du cylindre par rapport à l’axe du maneton
Pour cela l’embase du cylindre doit être munie de son joint d’étanchéité dont l’épaisseur est à prendre en compte pour définir la position haute maximum du piston.
J’utilise maintenant sur tous mes moteurs à vapeur du joint siliconne (utilisé en cuisine) en feuille très pratique et parfaitement étanche même avec un serrage très modéré .
Ce joint supporte sans problème des températures de 250 °

La fabrication est simple







Contre perçage sur un support en bois







Découpe de  la rondelle intérieure au cutter









Même procédé pour l’étanchéité entre la culasse et le support

à suivre usinage de la bielle motrice

cordialement
jacky

il manque la photo d' une opération et  ceux qui suivent ne manqueront pas de le remarquer parce que là çà ne pourrait pas marcher !!
cordialement
jacky

Effectivement tu ne montres pas le perçage du joint au niveau des lumières de communication entre cylindre déplaceur et cylindre de travail mais je ne doute pas un seul instant que tu n'y aies pensé !!!!!
J'ai travaillé à la Dremel l'entrée des lumières sur la face qui regarde le cylindre déplaceur. C'est en forme d'entonnoir et vu de face on dirait deux haricots, cela permet un meilleur passage de l'air quand le piston déplaceur est très près du fond de cylindre, cela a amélioré sensiblement les performances du moteur.
Bonne continuation ton projet est en bonne voie

bravo JPA ,
je l'avoue j'avais oublié !
je vais tenir compte de ta remarque sur la forme de l'entrée des lumières
cordialement
jacky

concernant la bielle du cylindre de travail et compte tenu de la possibilité de démonter le palier par dessous  , je fais le choix de la monter sur roulement à billes pour la partie maneton et sur bague bronze à l'intérieur du piston.
l'usinage est beaucoup plus simple et l'usure en fonctionnement pratiquement nulle.



toujours dans de la récupération je trouve un morceau de méplat alu de 4mm d'épaisseur qui fera l'affaire.
perçage des entraxes à la fraiseuse et finition à l'alésoir



des vis têtes rondes permettent de tracer les contours de l'ébauche



dégrossissage à la fraiseuse



coupe



approche de la forme finale à la lime



résultat grossier





finition à la fraiseuse en utilisant un axe adapté (forêt à centrer) parfait pour les côtes 10 et 6 mm





à suivre

cordialement
jacky