Conception moteur 4T original

[djulio74]

Salut la compagnie!
Cela faisait une éternité je n'étais pas venu ici, toujours un plaisir! Alors je reviens parmi vous pour enfin me lancer dans la fabrication d'un moteur.
Et puis comme je n'aime pas faire comme tout le monde, et me lancer des défi, je pars sur un projet vraiment pas commun.
Attention vous êtes prêt... ? roulement de tambour... il s'agit d'un moteur 4 temps, fonctionnement glow.. bon jusqu'ici rien de folichon..
Mais la particularité : sans arbre à came, mais à "soupapes" rotative, disposées comme un double arbre came en tête..

Ok, je vous vois venir, ça ne fonctionnera jamais... lol.
Mais.. un dicton dit : "Tout le monde disait que c'était impossible, puis quelqu'un qui ne le savait pas est arrivé, et il l'a fait"

commençons par quelques données :
- d'abord mono-cylindre mais le but est de pouvoir mettre en pratique ensuite pour v8 voir idéalement v10..
- diamètre piston : 20mm
- course : 20mm
- refroidissement liquide
- vilebrequin assemblé
- pompe à huile
- chemises fonte - piston alu - soupape+guide bronze.
- entrainement par courroie crantée

bon j'en suis, comme dit le titre, encore à la conception, je prend le temps au fur et a mesure de réfléchir à comment fabriquer chaque pièces.
Je me lance à poster ici pour avoir des personnes avec qui échanger afin de mener, et j'y compte bien, au bout le projet.
Bon, des images parlant mieux que ce (trop) long discours :

Ne faites pas attention à la forme de ce qui sert pour l'instant de vilebrequin, le plat sert juste caler les différentes phases.
Donc dans le principe, même fonctionnement qu'un AAC, 1 rotation pour 2 de vilebrequin.
Un tube tourne dans un chemise. Le passage gaz/mélange se fait par des trou oblong pour maximiser la surface d'échange.la largeur de l'ouverture correspond à 1/8 de la circonférence des soupape pour correspondre au temps d'admission et d'échappement. J'ai choisis un fonctionnement glow pour utiliser un mélange riche en huile pour maximiser l'étanchéité et longévité des soupapes.
La surface de contact soupape/guide est aussi maximisée pour faciliter l'étanchéité.
l'évacuation des gaz et l'arrivée du mélange se fera surement en bout de soupape pour le mono (un bout avec les poulie, l'autre ouvert) et en latéral pour le multi (comme sur la deuxième image)

Le principe de base est là, mais des modifications a faire, en effet, je ne peut en l’état avoir de fixation culasse/bloc moteur.. a revoir donc. Mais je ne veux pas non plus trop éloigner les soupapes pour ne pas trop augmenter le volume mort et garder un taux de compression important.

donc encore énormément de boulot avant de passer à l'usinage, mais le gros est là. ^^
Voilà donc mon avancement, n'hésitez pas à me faire part de vos remarques.
à la revoyure!

 

[ISL]

Intéressant ; je vais suivre avec attention cette étude/réalisation.

 

[Rom']

C'est intéressant en effet, mais je ne suis pas sûr que l'étanchéité requise pour les "soupapes rotatives", et donc les tolérances et jeux en jeu (sans mauvais jeu de mot ) soient compatibles avec les contraintes thermiques que va subir notamment le coté échappement .... Mais c'est à voir...

 

[Popino]

mais à "soupapes" rotative

Hélas connu, et abandonné (un anglais, je crois, il y a longtemps). A moins de trouver des matériaux permettant une étanchéité "éternelle"... C'est par là qu'il faudrait surtout chercher.
A+

 

[Plastoc231]

Bonsoir,

Oui, on imagine facilement que tout se joue au niveau de l'étanchéité de la "soupape" ou plutôt du distributeur rotatif. Mais rien d'impossible puisque ce type de distribution a fonctionné sur des micro moteurs de modélisme et a même été produit en série

Tu devrai trouver de l'aide sur le forum, j'ai lu des posts sur ce type de moteur il y a quelques années.
Je vais suivre la suite avec intérêt.

 

[djulio74]

Merci pour vos premiers retour.
Je sais très bien que ce n'est pas une solution viable dans le temps, c'est pas un moteur destiné à tourner des heures et des heures. S'il tourne ce sera déjà une victoire.
Quand je vois le nombre de pièces pour du 4 temps standard, je me dis que c'est peut être une alternative en simplifiant le système.

Il faudra aussi que je regarde du côté des coefficient de dilatation pour trouver le meilleur couple guide/distributeur.

 

[djulio74]

Je précise aussi que pour le dimensionnement je suis parti d'un OS max 46 fx-h à peine plus gros ( alésage 22mm).
Je pense faire d'ailleurs les premiers essai en m'en servant comme base : nouvelle chemise, nouvelle culasse et ajout distribution.

 

[fredcoach]

Un truc me gêne dans cette conception.
La pression des gaz repousse la "soupape" rotative, augmentant la fuite.
Pour éviter ça, il faudrait prendre appui sur la génératrice opposée, c'est à dire supprimer le jeu.
Faire tourner la "soupape" montée serrée dans son alésage, en quelque sorte... et quelles que soient les variations de température.
C'est ce qui justifie la complexité du mécanisme habituel à soupapes et arbre à cames, la pression des gaz plaque la soupape sur son siège lorsque l"étanchéité est nécessaire et il y a pourtant un jeu suffisant lorsque la soupape doit bouger.

 

[sergepol]

Et après vous serez au point pour un "chemises coulissantes".
De beaux exercices de précision!!!!!
Salutations et félicitations.

 

[Marc le Gaulois]

Salut la compagnie!
Cela faisait une éternité je n'étais pas venu ici, toujours un plaisir! Alors je reviens parmi vous pour enfin me lancer dans la fabrication d'un moteur.
Et puis comme je n'aime pas faire comme tout le monde, et me lancer des défi, je pars sur un projet vraiment pas commun.
Attention vous êtes prêt... ? roulement de tambour... il s'agit d'un moteur 4 temps, fonctionnement glow.. bon jusqu'ici rien de folichon..
Mais la particularité : sans arbre à came, mais à "soupapes" rotative, disposées comme un double arbre came en tête..

Ok, je vous vois venir, ça ne fonctionnera jamais... lol.
Mais.. un dicton dit : "Tout le monde disait que c'était impossible, puis quelqu'un qui ne le savait pas est arrivé, et il l'a fait"

commençons par quelques données :
- d'abord mono-cylindre mais le but est de pouvoir mettre en pratique ensuite pour v8 voir idéalement v10..
- diamètre piston : 20mm
- course : 20mm
- refroidissement liquide
- vilebrequin assemblé
- pompe à huile
- chemises fonte - piston alu - soupape+guide bronze.
- entrainement par courroie crantée

bon j'en suis, comme dit le titre, encore à la conception, je prend le temps au fur et a mesure de réfléchir à comment fabriquer chaque pièces.
Je me lance à poster ici pour avoir des personnes avec qui échanger afin de mener, et j'y compte bien, au bout le projet.
Bon, des images parlant mieux que ce (trop) long discours :
Voir la pièce jointe 666670
Voir la pièce jointe 666675
Ne faites pas attention à la forme de ce qui sert pour l'instant de vilebrequin, le plat sert juste caler les différentes phases.
Donc dans le principe, même fonctionnement qu'un AAC, 1 rotation pour 2 de vilebrequin.
Un tube tourne dans un chemise. Le passage gaz/mélange se fait par des trou oblong pour maximiser la surface d'échange.la largeur de l'ouverture correspond à 1/8 de la circonférence des soupape pour correspondre au temps d'admission et d'échappement. J'ai choisis un fonctionnement glow pour utiliser un mélange riche en huile pour maximiser l'étanchéité et longévité des soupapes.
La surface de contact soupape/guide est aussi maximisée pour faciliter l'étanchéité.
l'évacuation des gaz et l'arrivée du mélange se fera surement en bout de soupape pour le mono (un bout avec les poulie, l'autre ouvert) et en latéral pour le multi (comme sur la deuxième image)

Le principe de base est là, mais des modifications a faire, en effet, je ne peut en l’état avoir de fixation culasse/bloc moteur.. a revoir donc. Mais je ne veux pas non plus trop éloigner les soupapes pour ne pas trop augmenter le volume mort et garder un taux de compression important.

donc encore énormément de boulot avant de passer à l'usinage, mais le gros est là. ^^
Voilà donc mon avancement, n'hésitez pas à me faire part de vos remarques.
à la revoyure!

Voir la pièce jointe 666671

Il semble que j'ai déja vu ça, sur un dessin de vieille pub ? il n'empêche que je vais suivre ton super projet, des moteurs 4 temps sans soupapes il y a eu quelque un , mais il me semble que seul celui des Américains (j'ai oublié le nom???) copier pas Panhard (en mieux) et surement quelque autre.
Nous allons tous attendre ce feuilleton, la langue pendante et les naseaux écumants

 

[Daniel13]

Il y a eu une tentative de moteur de course à culasse tournante par le farfelu Guy Nègre dans les années 70. Il a tourné je crois, mais sans résultats probants.

 

[JASON]

Bonjour,

Et après vous serez au point pour un "chemises coulissantes".
De beaux exercices de précision!!!!!
Salutations et félicitations.

Oui, comme sur les moteurs HERCULES de Noratlas... (Chemises louvoyantes)

JASON

 

[gégé89]

il y a le moteur 4 tps de jan ridders sans soupapes a distribution rotative,je l'ai fait ça tourne bien
http://ridders.nu/Webpaginas/pagina_ridders_viertakt/ridders_viertakt_frameset.htm

 

[kawah2]

c'est surement un bel exercice d'usinage et de conception, mais a part ça, je doute du rendement d'un tel moteur, avec de tels volumes "morts"

 

[g0b]

c'est surement un bel exercice d'usinage et de conception, mais a part ça, je doute du rendement d'un tel moteur, avec de tels volumes "morts"

Bah pour un moteur miniature qui tourne à vide, le rendement, c'est pas un critère bien important... Et ca sera toujours mieux qu'un Stirling ou un avaleur de flamme

 

[kawah2]

oui, c'est plus pour la beauté de l'exercice que pour une réelle utilité

 

[djulio74]

Encore merci pour vos retour, je craignais un plus grand effet de pessimisme généralisé, mais il n'en est rien, c'est cool !
Alors oui, si c'est pas répandu comme principe, il y a bien des raison ( rendement, longévité..) mais je reste persuadé qu'il peut tourner et même emmener une petite voiture rc..

Je ne vais pas manquer de consulter les liens et infos que vous avez donner pour prendre inspiration et conseils.

Par contre pour les chemises louvoyantes... On en reparle dans quelques année

 

[peps]

Il y a eu juste avant 1970 aux Arts et Métiers d'Aix en Provence une tentative de modification d'un moteur R8 Gordini avec une "culasse rotative". C'était ça l'idée. Je n'étais pas sur ce projet donc je n'ai pas vu la fin, mais je sais que ça tournait mais qu'ils ont été déçus par les performances. On n'en a donc plus entendu parler.
Ceci dit, ton projet m'intéresse et je vais suivre.

 

[JASON]

Bonjour,

Il y a eu juste avant 1970 aux Arts et Métiers d'Aix en Provence une tentative de modification d'un moteur R8 Gordini avec une "culasse rotative". C'était ça l'idée. Je n'étais pas sur ce projet donc je n'ai pas vu la fin, mais je sais que ça tournait mais qu'ils ont été déçus par les performances. On n'en a donc plus entendu parler.
Ceci dit, ton projet m'intéresse et je vais suivre.

Il me semble me souvenir de cela ?
J'habite Aix-en-Provence, ce n'était pas les premiers balbutiements de Guy Nègre avant qu'il ne fasse des moteurs à air comprimé ?
Je me souviens qu'il m'avait dit :
"J'ai été embauché par Renault, ils ont mis mon brevet sous séquestre dans un coffre pour que je ferme ma gueule, ils m'ont filé un bureau, je ne fais rien et je gagne trois briques par mois..." (sic)
JASON

 

[Popino]

Point positif: ces soupapes ne risqueraient pas de toucher ou tomber dans la chambre

 

[DA l'Auvergnat]

Bonsoir
ça me fait penser à la distribution "Corliss" sur les moteurs à vapeur mais pas la même vitesse ni la même température
Projet intéressant même s'il ne risque pas de détrôner la soupape classique ( ce qui n'est pas le but)
Bonne chance je suivrais le projet

 

[Dombes69]

Encore merci pour vos retour, je craignais un plus grand effet de pessimisme généralisé, mais il n'en est rien, c'est cool !
Alors oui, si c'est pas répandu comme principe, il y a bien des raison ( rendement, longévité..) mais je reste persuadé qu'il peut tourner et même emmener une petite voiture rc..

Je ne vais pas manquer de consulter les liens et infos que vous avez donner pour prendre inspiration et conseils.

Par contre pour les chemises louvoyantes... On en reparle dans quelques année

Bonsoir
Pour le moteur à chemises louvoyantes ( SNECMA , Hercules ) il y en un exemplaire exposé au musée Safran de moteurs d'avions à Melun Villaroche .
Des découpes dans le moteur permettent de comprendre le fonctionnement des chemises .
Une vue du train de roues dentées , entrainant les chemises :

A+

 

[KildeRouge]

Il existe un matériau que tu peux usiner en conventionnel puis faire cuire et tu obtiens une
céramique dont les caractéristiques coef de dilatation et tenue en température sont tout à fait intéressants .
Mais je ne me souviens plus du nom !

 

[Nono 78]

Bonjour à tous
Excellente initiative, je vais suivre ça de près . Pourquoi bronze sur bronze, cela ne serait-il pas plus judicieux un boisseau en acier trempé ? Et pour le jeu, pourquoi ne pas faire un montage conique ? Je me souviens, il y a très longtemps de ça d'un prototype de moteur d'avion où les boisseaux étaient en alu chromé dur (comme les cylindres de mobylette) et pour assurer l’étanchéité entre le boisseau et la chambre de combustion un tube très court en fonte, arrondi à un bout au diamètre du boisseau venait appuyer sur le boisseau grâce à un ressort mais je n'en ai plus entendu parler, j'imagine que ça ne fonctionnait pas comme espéré. En tous cas, sur le principe, ça semble tellement évident, plus de régime maxi à cause de l'affolement des soupapes.
Amicalement Nono 78

 

[deuche87]

Il existe un matériau que tu peux usiner en conventionnel puis faire cuire et tu obtiens une
céramique dont les caractéristiques coef de dilatation et tenue en température sont tout à fait intéressants .
Mais je ne me souviens plus du nom !

Ça ne serait pas du Macor ?

 

[Popino]

Macor

Céramique usinable mais qui ne se cuit pas, celle là, autant que je sache. Il y a une qui se cuit, elle serait verte à ce qu'on m'a dit.

l'évacuation des gaz et l'arrivée du mélange se fera surement en bout de soupape pour

C'est possible de refroidir cette soupape par circulation de liquide
A+

 

[Marc le Gaulois]

Soupape au sodium, ou alors effectivement , circulation de liquide , je doit en avoir une dans un coin , environ 50 cm de long et queu de soupapes dans le 25 mm de diamètre , les deux trous de refroidissement liquide étaient en bout de queue

 

[djulio74]

Bonjour à tous
Excellente initiative, je vais suivre ça de près . Pourquoi bronze sur bronze, cela ne serait-il pas plus judicieux un boisseau en acier trempé ? Et pour le jeu, pourquoi ne pas faire un montage conique ? Je me souviens, il y a très longtemps de ça d'un prototype de moteur d'avion où les boisseaux étaient en alu chromé dur (comme les cylindres de mobylette) et pour assurer l’étanchéité entre le boisseau et la chambre de combustion un tube très court en fonte, arrondi à un bout au diamètre du boisseau venait appuyer sur le boisseau grâce à un ressort mais je n'en ai plus entendu parler, j'imagine que ça ne fonctionnait pas comme espéré. En tous cas, sur le principe, ça semble tellement évident, plus de régime maxi à cause de l'affolement des soupapes.
Amicalement Nono 78

Pour le montage conique, même si bonne idée, pas sur que ça puisse le faire, étant donnée que le but à terme est de faire un multi cylindre, donc long distributeur, déja qu'en regulier ça va pas être simple à usiner.. alors conique.. ^^

Céramique usinable mais qui ne se cuit pas, celle là, autant que je sache. Il y a une qui se cuit, elle serait verte à ce qu'on m'a dit.

C'est possible de refroidir cette soupape par circulation de liquide
A+

je vais regarder de ce coté, mais faut voir le prix de cette matière, doit pas être donnée..
pour le refroidissement, c'est déjà en cours d'étude..

Point positif: ces soupapes ne risqueraient pas de toucher ou tomber dans la chambre

bien vue!

J'ai enfin un peu de temps pour me remettre sur solidworks, je montrerai l'avancé quand il y en aura, lol

 

[djulio74]

J'ai pu avancer un peu la conception aujourd'hui.. pas facile de tout caser en gardant un coté compacte maximal..
Alors je dessine en imaginant de la fonderie, mais tout en faisant en sorte que tout soit usinable (même sans le même aspect final, et surtout pas le même poids ^^) en partant de lopins brut.

L'avancement de la culasse, avec circulation autour des paliers de "soupapes" depuis le bloc moteur (les 4 trous sur la deuxième photo)

Ensuite une pompe a eau de forme étonnante ais qui fonctionne tout de même pour en avoir déjà fait une de ce type
la turbine :
l'avantage c'est que peu importe le sens de rotation, l'eau est aspirée par le centre et évacuée en périphérie.

en quelques vues d'ensemble :
les pièces mobiles :

avec les guides de "soupapes", c'est autour d'elles que circulera le liquide de refroidissement.

avec le bloc moteur et le corps de pompe à eau. pour l'instant je l'ai prévu simplement vissé dans le bloc moteur avec un joint.

et le tout pour le moment :

il me reste à faire l'entrée d'eau dans la culasse, faudra surement passer par du bouchonnage pour pouvoir effectuer certain percement.
Une coupe horizontal au niveau des "soupapes" :

pour des raisons de facilité d'usinage, j'ai mis des roulement dont le diamètre ext. est égale a celui des guide de soupapes. les roulement sont des 10x5x3 étanche. Ils permettent de limiter l'usure due a la tension de la courroie.
Et enfin une coupe sur le pompe a eau. elle repose sur deux roulement de 8x5x2.5 étanche également. Il manque le perçage du corps de pompe pour la sortie d'eau (au niveau du conduit vertical sur la photo)

Il reste des parties encore un peu fine, mais rien de bien dramatique je pense.
Voilà donc l'avancement, j’espère pouvoir en début d'année attaquer à faire quelques copeaux.

sinon question subsidiaire, ou se fournir au meilleur prix en courroie crantée? modélisme? machine outils?..)
Bonne soirée à vous!

 

[orroz]

Bonjour, beau projet
Tu as oublié de mettre un tendeur de courroie

Un truc qui me paraît ambitieux dans ta conception, c'est que tu ne te laisses aucune marge d'erreur. Si tout n'est pas parfaitement usiné et aligné, ce ne sera pas étanche.
Exemple, la coaxialité des fourreaux de valves :
Les valves sont centrées dans les roulements et dans les fourreaux.
Les fourreaux sont centrés dans le même alésage que les roulements.
Au moindre défaut de coaxialité int/ext des fourreaux, l'étanchéité est fichue

Tu devrais prévoir un réglage du serrage des fourreaux sur les valves, ou alors des fourreaux flottants, séparer la fonction étanchéité de la fonction guidage...