projet de moteur 12cc bicylindre faible encombrement bas centre de gravité

bonjour,
au hasard de mes lectures de forum, jai lu plusieurs fois des regrets à propos de moteur avec centre de gravité haut placé, pas top pour la stabilité du bateau.

j'ai regardé ce qui se faisait et effectivement l'axe moteur étant en bas pour la jonction avec l'arbre d'hélice, la partie piston cylindre se retrouve tout en haut  perchée au bout de la longueur des bielles et tiges piston.

alors j'ai phosphoré et je suis arrivé à ça :

le moteur a une course de 20 mm chaque cylindre a un diametre de 20 mm , soit pour 2 cylindres double effet une cylindrée de 12 cc la vue en transparence permet de mieux voir, car c'est assez compact



l'axe du piston debat vers le haut, pousse la potence qui transmet le mouvement à 2 bielles qui se deplacent linéairement de haut en bas.
elle possedent une lumière horizontale un poil plus large que le roulement qui est sur le maneton du vilebrequin, permettant à celui ci de rouler sur la tranche de la lumière et donc au vilebrequin de tourner.
les biellettes sont guidées par des empilements de morceau de teflon 4 mm ( parce que je l'ai et que ça glisse bien ) en blanc de chaque coté du corps du cylindre réalisé dans un bloc de laiton 30*30 su 24 mm de haut.

le bas du cylindre sert en même temps de support pour l'axe du vilebrequin

la distribution est par tiroir cylindrique diametre 6 avec des orifices vapeur de 4mm et débat de 9 mm, le tiroir est constitué d'une tige fileté de 3mm sur laquelle est fixée des morceau de rond teflon de 6 percé (réglage facile pas besoin de réalisation au tour - que je n'ai pas ..)

la commande de reverse est du type maudslay
le piston est soit en coupelle teflon soit en teflon de 4 mm, on verra en fonction des essais

à priori ça devrait donner un moteur compact pour sa cylindrée, avec des masses centrées assez bas. cerise sur le gateau c'est assez modulaire on peut envisager de mettre plus de cylindre en long ou 2 autres en largeur avec le vilebrequin de commande de distribution au centre, mais 24 cc il faut vraiment un gros bateau ...

l'idée est de faire un moteur ne necessitant pas de tour ni de fraiseuse pour la realisation

je sais pas si ça marchera, mais en tout cas ça decrasse les neurones

si vous avez des remarques, suggestions (à part celle d'aller me rafraichir les neurone dans la rade pour cause de cas grave de surchauffe )
A+

Ça commence très fort !
Le projet a comme une odeur de pro de la mécanique. Me goure-je ?

pas vraiment le même domaine, je suis plus dans la réparation/entretien de machines biologiques, oh combien mal foutues, mais nettement plus polyvalentes (genre celles qui tournent les manivelles des machines) ;-)

en fait c'est mon premier essai de conception d'un moteur à vapeur, ça ne fait que qques mois que je m'y lance...

par contre sketchup ça fait un bout de temps que j'utilise, principalement pour l'impression 3D

et faute d'outillage (pour l'instant ni tour ni fraiseuse, juste une perceuse à colonne ondoyante made in china via le camion itinérant d'outils) ben faut trouver un moyen ...

A+

Bonjour,
Quel est le logiciel de dessin 3D utilisé ?
bon courage pour la suite
petit correctif de calcul : une machine d'un alésage 20mm x 20mm de course en double effet fait environ 25CC et non 12CC (puissance estimée environ 190W à 3B)
Bonjour la chaudière ! volume d'eau envisageable 1.5 L çà compte
Pour un début il faut une machine plus modeste et d'une cylindrée en rapport au futur bateau; à moins que le bateau détienne une taille énorme soit au minimum 35Kg à 40Kg
Attention pour le téflon ! il faut réaliser des coupelles comme dans une pompe à vélo; car les blocs pitons de téflon épaisseur 4 mm ce n'est pas envisageable çà coince
car le téflon gonfle sous l'effet de l'eau ... Il reste la solution de deux petits segments en téflon ou fonte avec un jeu de taille en sifflet.
cordialement

sketchup 8 version gratuite
Raphael m'a prevenu aussi de l'erreur de cylindrée, j'avais calculé pour 1 cylindre et oublié que ce n'était que pour 1 (oups !) donc redessin avec des cylindres de 1.5 cm de diametre
merci pour l'avertissement pour le teflon, retour table dessin ;-)
merci

Ben non ! C'est pas 25 CC !!!
PI x R au carré , çà donne la surface d'un piston .
Soit 3.14 x ( 1cm x 1 cm ) = 3.14 cm2
Il y a 2 pistons :
3.14 x 2 = 6.28 cm2
Et pour avoir le volume , on mutiplie par la hauteur en cm :
6.28 x 2 cm = 12.56 cm3

Et c'est bien 12 CC

Georges

Bonjour à tous et Georges en particulier,
Si c'est un double effet il faut pratiquement doubler ton calcul (en ayant soustrait la surface de la tige de piston).

Tu as raison Thierry !
Je n'ai pas raisonné en pensant double effet !
Méa Culpa !

bonjour Eul pépère

je vais m'installé tranquillement en attendant la suite, je suis comme toi je cherchais un moteur assez compacte pour mon Ondine et là je pense que cela vas être du lourd. Alors bon courage et Merci

Cordialement Frederic

après échanges avec Francis , ça m'a donné plein d'idées toutes plus farfelues les unes que les autres, avant d'aboutir à ce qui suit:
pourquoi s'embéter avec un vilbrequin de distribution, c'est encombrant et inutile, : Viré !
Francis proposait une valve rotative , mais c'est bien au delà de mes capacité d'usinage, donc autre chose.
en parcourant http://www.vapeuretmodelesavapeur.com , je suis tombé sur la page dédiée aux tiroirs oscillant, oui mais quid du double effet ? pas de faiblesse on va en mettre 2 par cylindre façon corliss
et ça donne le résultat suivant:


pourquoi mettre un vilebrequin pour la distribution puisque le mouvement alternatif déphasé de 90° existe déja : c'est le mouvement de l'autre piston ! donc une boite à tiroir pour chaque cylindre mis en symétrique de chaque coté et on récupère le mouvement sur le haut de la tige  du piston. tant qu'on y est on allège la transmission avec une seule bielle ronde bien guidée

le tiroir oscillant est à réaliser en 4 exemplaire


et la boite à tiroir en 2

les dimensions des biellettes, cames et course du piston donnent après moult calculs (tu parles c'est un coup de bol !) un débattement de 45° de chaque coté du point de fermeture de chaque transfert et 3,5° de recouvrement de chaque coté . si c'est trop il suffit de sortir la lime et d'agrandir un peu l'encoche sur le tiroir

vous en pensez quoi ?
dimension assez compactes pour un 12CC, et ça serait encore plus pour une version 24 cc qui ne prendrait que 1 cm en longueur et 1/2 en largeur (passage de l'alésage cylindre de 1.5 à 2cm)

une version avec encore moins de pièces mobiles, là je vois pas quoi simplifier encore:



les bas de bielles se fixent directement sur les tiges de piston et sont guidées par des encoches dans le support moteur qui contient et maintient le vilebrequin

Bonjour tout le monde .
Je vois que tu maitrises le dessin , ce qui n'est peut être pas le cas de tous les gens sur ce forum .
J'ai essayé de faire un petit dessin rapide de ce que je comprends de ton moteur .
C'est le principe !
C'est çà ?
Georges

Georges de Villette a écrit:Bonjour tout le monde .
Je vois que tu maitrises le dessin , ce qui n'est peut être pas le cas de tous les gens sur ce forum .
J'ai essayé de faire un petit dessin rapide de ce que je comprends de ton moteur .
C'est le principe !
C'est çà ?
Georges

oui, le trou oblong est qques dixièmes de mm plus haut que le diametre du roulement sur le maneton de vilebrequin ce qui lui permet de rouler sans frotter au cours de la rotation du vilebrequin et transferer le mouvement alternatif rectiligne du piston en mouvement rotatif sans avoir besoin de bielle



et comme les pistons sont déphasés de 90° ça permet de se passer d'excentriques pour commander la distribution
là j'ai mis une commade par biellette mais on pourrait aussi envisager un systeme petit cheval, ou si on réduit le débattement par levier ou came de commander un tiroir classique.
seul inconvénient il faut que la distribution soit symétrique si on veut pouvoir inverser le sens de rotation en inversant la vapeur,
à moins de commander que le regime avec une vanne et faire la marche arrière du bateau avec un systeme "kitchen rudder".
https://en.wikipedia.org/wiki/Kitchen_rudder ce qui serait le moyen le plus simple de faire

le système kitchen rudder on en avait parlé il y a longtemps , je ne sais pas si quelqu'un l'a réalisé et si ça fonctionne selon les espérences

https://modelismenavalradioc.forumactif.com/search?mode=searchbox&search_keywords=kitchen+rudder&show_results=topics

GAZOU a écrit:le système kitchen rudder on en avait parlé il y a longtemps , je ne sais pas si quelqu'un l'a réalisé et si ça fonctionne selon les espérences

https://modelismenavalradioc.forumactif.com/search?mode=searchbox&search_keywords=kitchen+rudder&show_results=topics

ça a l'air


et à part ça des remarques sur le moteur ?
parceque je me demande toujours où est le grave inconvénient que j'ai loupé à la reflexion. si c'était si simple et efficace ça aurait déjà été fait, où alors je suis un génie qui trouve un truc inédit, mais j'ai comme un doute .....;-)

la cogitation continue et ça donne ça

le guidage des bielles se fait par 2 tiges inox verticales de 3mm brasées dans le support inf (ça devrait suffire les efforts ne seront pas terribles) le support intermédiaire est brasé sur le support inf, ainsi que les 2 flancs, pour l'alignement il suffira de mettre une tige de 8 dans les trous pour etre sûr de l'alignement après brasure.

tous les asseblages se font avec de la visserie de 2mm

voilà le détail des pièces :




les flancs, support inf et intermédiaire ainsi que les dessus dessous de cylindre sont en laiton 3mm les bras de bielles et pieds de bielles sont en laiton 5mmpour les pieds de bielles il faut braser dessus un petit bout de tube 3 int 4 ext et les cylindres sont tirés de barre laiton 20*20 seul sera en inox, les barres de guide de bielle en 3mm , les tiges piston en 4 et les axe en 5mm.

les bras de bielle sont bloqués sur les axes par des vis pointeaux de 3

reste à finaliser la distribution mais là je vais avoir besoin d'avis pour la réalisation  des tiroirs oscillants et le perçage des blocs de distribution, je n'ai pas assez d'expérience pour savoir faire un ajustage assez étanche sans point dur. les anciens ont certainement des tours de main.

si vous avez des remarques ...

Bonjour Eul pépère , bonjour tout le monde .
Les cylindres , les bielles , les pistons , les culasses , les distributeurs au dessus du vilebrequin !
On en arrive à une configuration classique ! Non ?
Hormis la commande de distribution !
Le centre de gravité doit en prendre un sacré coup !!!!
Tu ne crois pas ?

pas vraiment, la distance entre l'axe du vilebrequin et le bas du cylindre est de 26 mm seulement alors c'est un peu plus haut mais ça permet une simplification du systeme et au bout du compte une diminution de masse finale.
et surtout ça permet une simplification des pièces assez importante.
si on veut absolument baisser encore le CdG on peut l'installer la tête en bas avec une transmission du mouvement par engrenage ou courroie
voilà la comparaison des 2 géométries


le CdG doit monter de 1 cm en permettant de gagner 2-3 cm en longueur

si on veut plus de cylindrée en augmentant l'alesage de 0.5cm, ça donne un 25cc en augmentant la longueur de 1 cm et la largeur de 0.5 par rapport à un JRS 10 de même cylindrée c'est pratiquement moitié moins en hauteur et longueur 30% de moins en largeur.
en version 12cc c'est quasiment les même dimension que le jade 4.5 cc de chez anton qui a ses masses tout en hauteur au bout de ses bielles..

Hello,

Quand je vois le poids d 'une chaudière pour alimenter un 12cc ,gagner 1cm de haut sur le CG c'est vraiment se casser la tète pour rien .
Autant la version du début tête en bas était originale et innovante ,la on revient à du très classique.
Je viens de mettre a l'eau une chaloupe très fine a l'eau avec un bon gros oscillant de 8cc ,et franchement j'ai pas de problème de stabilité.
https://www.youtube.com/watch?v=4oF2abzL0XU
Scyllias

Répondre en citant

Re: projet de moteur 12cc bicylindre faible encombrement bas centre de gravité

Nouveau message par scyllias91 Hier à 17:33
Hello,

Quand je vois le poids d 'une chaudière pour alimenter un 12cc ,gagner 1cm de haut sur le CG c'est vraiment se casser la tète pour rien .
Autant la version du début tête en bas était originale et innovante ,la on revient à du très classique.
Je viens de mettre a l'eau une chaloupe très fine a l'eau avec un bon gros oscillant de 8cc ,et franchement j'ai pas de problème de stabilité.

il y a aussi le pb du volume occupé ce qui peut etre utile sur des modèle où la place est limitée
et de toute façon c'est une réflexion, exercice de style pour faire fonctionner les neurones et on peut toujours me mettre dans l'autre sens si on veut descendre le CdG le plus possible.

et aussi pousser la reflexion sur le systeme de tige piston sans bielle que je n'avais pas vu encore (ni le systeme de distribution à 2 tiroirs oscillants)
de toute façon c'est en cherchant qu'on trouve des idées, ce qui est un des buts des forums, le total des idées échangées est souvent supérieur à la somme des idées

En général vos moteurs sont bien plus hauts que large , est-il possible de les coucher ?

Eul pépère a écrit:
de toute façon c'est en cherchant qu'on trouve des idées, ce qui est un des buts des forums, le total des idées échangées est souvent supérieur à la somme des idées

Dans le langage employé aujourd'hui dans les entreprises , on appelle çà un " brainstorming " !
Tout le monde donne son idée , et en fin de discussion , on fait une synthèse .
Bien souvent on ressort avec un truc pas mal du tout qui n'a rien à voir avec l'idée de départ !!!

En général vos moteurs sont bien plus hauts que large , est-il possible de les coucher ?

oui mais alors ils deviennent plus large que haut ce qui peut aussi etre problematique.
d'autant que la sortie de l'axe du vilebrequin risque d'etre décentrée ce qui peut poser pb avec la ligne d'arbre

ou alors on peut faire un quadricylindre à plat mais faut de la place

Bien souvent on ressort avec un truc pas mal du tout qui n'a rien à voir avec l'idée de départ !!!

ben oui c'est le but des forums (entre autre), de la discussion surgit la lumière