tentons une assistance thermique pour vélo

[Dudulle]

J'avais pris 100 kg en masse totale, donc 106 kg ne change pas grand chose, on reste proche de 100%.
Avec un moteur 2 temps le rendement est très affecté par le régime, il sera difficile d'avoir quelque chose d'optimisé.
Il faudrait utiliser un petit moteur 2T, type solex, et éventuellement on peut brider l'échappement pour améliorer le rendement à faible charge.

 

[jurga]

Avec un moteur 2 temps le rendement est très affecté par le régime, il sera difficile d'avoir quelque chose d'optimisé.
Il faudrait utiliser un petit moteur 2T, type solex, et éventuellement on peut brider l'échappement pour améliorer le rendement à faible charge.

tu sais à quel régime c'est le plus affecté ? à haut régime quand du gaz frais frais rapide part dans l'échappement ? a priori le moteur tournerait vers le mi régime

on trouve en neuf des moteurs AV7 avec l'avantage de son accroche mobylette en bas du cadre ; c'est un bon candidat selon toi ? brider ben c'est ce qu'il me faut je pense pour avoir un son bien feutré

en espérant retrouver les consos de la version d'avant

 

[Dudulle]

Comme pour le moteur 4 temps le meilleur rendement est atteint au maximum du couple, qui arrive vers mi régime.
J'ai cherché la puissance des AV7, mais j'ai trouvé un tableau qui donne entre 1.2 et 2.5 CV max, l'idéal pour toi serait la plus petite puissance disponible.
Dans tous les cas je pense que tu vas consommer plus qu'avec le gx25

 

[mvt]

Bonjour,

A priori, les moteurs plus récents sont certainement mieux optimisés, je pense aux 51 à clapets par exemple. Voir peut-être aussi chez Peugeot (103) moteurs pour lesquels le vilebrequin est légèrement décalé pour une meilleure optimisation. Mais dans tous les cas, je ne suis pas certain de trouver un meilleur rendement que le petit Honda, avec, en complément l'utilisation d'un mélange. Une autre solution, mais certainement hors cadre, ce serait l'utilisation des derniers 2t à la norme Euro4 (Piaggo ou Peugeot par exemple), avec leurs 50 2t à injection (baisse de la consommation, diminution de la demande en huile) Pourtant, de l'autre côté de l'Atlantique, les 2t existent toujours (injection, directe pour certains), malgré des normes draconiennes (moteurs hors bord ou motoneige par exemple)

 

[jurga]

en retournant voir ce moteur 4t, j'ai constaté que le grippage du réducteur venait du bourrelet de l'axe cassé dans la bague ; après manip il a l'air ok

ya des coulures vernis caramel coté pot ; l'intérieur du piston via le trou de bougie est assez noir ; j'espère que ca va pas ruiner le moteur à terme ce mi régime permanent

@mvt : les 50cc 2t injection c'est bien le moteur des scooters kisbee ? ca a l'air lourd ; tu en as vu à injection qui ressemble au moteur traditionnel des mob ?

je crois que je vais qd meme pousser cette idée de vélo mobylette

 

[mvt]

les 50cc 2t injection c'est bien le moteur des scooters kisbee ?

Oui, entre autres chez Peugeot. Lourd, oui, c'est un bloc + transmission (variateur et courroie)
Il faudrait voir chez les Italiens sur les petits 50 à vitesse ou les Autrichiens Puch KTM...
Il y a peut-être des modifications intéressantes chez Bidalot ou équivalent pour les moteurs type 51 ou 103 SP, etc.
Il y a peut-être des informations à glaner chez les pros des 12h ou 24h des mob, solex, etc. Il y a des préparations fort abouties. La visée est la performance, mais il y a certainement des choses intéressantes.

 

[Dudulle]

Ici c'est un peu l'inverse qu'on cherche, la recette pour un moteur économe c'est un échappement bridé au maximum et un tout petit carbu.
On peut aussi essayer de réduire le taux de compression (c'est facile avec un 2 temps, on ajoute des cales sous la culasse) en ajoutant de l'avance. Pour les plus bricoleur on peut ajouter une valve réglable à l'échappement.
Il y a moyen de s'amuser en expérimentant.

 

[philippe2]

.....
On peut aussi essayer de réduire le taux de compression (c'est facile avec un 2 temps, on ajoute des cales sous la culasse) en ajoutant de l'avance. .....

Le rendement d'un moteur à combustion interne augmente avec le taux de compression (courbe continûment croissante). Les motoristes cherchent donc à l'augmenter autant que possible.
La limite pour un moteur à allumage commandé est un compromis, qui pour un moteur donné (dispositions constructives autres que le taux figées), dépend de l'indice d'octane du carburant, du taux de remplissage en air du cylindre, et de la possibilité d'atteindre le point d'avance à l'allumage optimum. Sans limitation par le cliquetis, pour des paramètres constants (charge, richesse, régime, etc..), le point d'avance optimum peut être atteint : en deçà ou au delà de cette avance, le couple fourni va diminuer. Toujours toutes choses égales par ailleurs, ce point optimum est le sommet d'une courbe parabolique, que les spécialistes en combustion des moteurs nomment "parabole d'avance".
Au banc d'essai, on cartographie ainsi chaque avance opti en fonction du régime et de la charge. Ce maillage sera celui permettant de définir ou l'allumeur (correction centrifuge d'avance, et correction par la pression dans les tubulures d'admission), ou mieux introduites dans la cartographie du contrôle électronique moteur.
Le facteur limitant le taux sera la possibilité d'atteindre l'avance optimum sur le point critique, pleine charge et remplissage maxi en air = couple maxi. Les autres points de fonctionnement (remplissage plus faibles des cylindres) "font avec" le taux figé par construction.

Désolé de ne pas arriver à être plus bref.

 

[Daniel13]

Pour une conso mini, difficile de faire mieux en rapport poids/puissance/couple/ consommation spécifique que le Honda GX 25cc. Après, on peut vouloir s'amuser à se compliquer le problème pour le plaisir. Toutefois il a déjà de quoi gamberger en voyant l'Hector Delta ou mon vélo couchè (détaillé plus avant) avec 0,25l/100km...

 

[Dudulle]

Le rendement d'un moteur à combustion interne augmente avec le taux de compression (courbe continûment croissante). Les motoristes cherchent donc à l'augmenter autant que possible.

Je suis au courant, mais ici le but est de réduire le taux de compression pour diminuer la ventilation de la chambre.
On cherche en effet à augmenter le taux de compression pour augmenter le rendement, lors de la conception ; si on part d'un moteur donné la cylindrée est imposée, donc il faut s'adapter.
Par exemple sur l'AV7 cité plus haut le taux de compression était de 7.8 sur les modèles à faible puissance (1.2 cv), avec carbu de 12, et de 8.6 avec carbu de 13 sur les modèles d'une gamme supérieure.

 

[Dudulle]

Pour une conso mini, difficile de faire mieux en rapport poids/puissance/couple/ consommation spécifique que le Honda GX 25cc. Après, on peut vouloir s'amuser à se compliquer le problème pour le plaisir. Toutefois il a déjà de quoi gamberger en voyant l'Hector Delta ou mon vélo couchè (détaillé plus avant) avec 0,25l/100km...

On peut faire encore mieux avec un GXV57, qui a un rendement optimal d'environ 30% (un peu moins de 20% pour le GX25).
C'est le modèle typiquement utilisé comme base pour les véhicules ultra basse consommation.

 

[philippe2]

.....mais ici le but est de réduire le taux de compression pour diminuer la ventilation de la chambre.
....

Je ne comprends pas ce que ça veut dire.

 

[Daniel13]

On peut faire encore mieux avec un GXV57, qui a un rendement optimal d'environ 30% (un peu moins de 20% pour le GX25).
C'est le modèle typiquement utilisé comme base pour les véhicules ultra basse consommation.

Rendement, peut être mais à quel couple? La puissance sera bien trop grande pour le but recherché (si j'ai bien compris l'objectif) et les performances très supérieures impliquent une consommation corrélées avec les performances. CQFD

 

[philippe2]

L'ordre de grandeur de la puissance développé par un cycliste non sportif en balade, c'est entre 50 et 100 watts, très en deçà des 1,2kW disponibles d'un cyclo limité à 30km/h.
@Daniel13 : bien d'accord. Le rendement indiqué par @Dudulle doit correspondre à de la pleine charge, avec le kilowatt comme ordre de grandeur. En charge partielle, ça s’effondre forcément. Et pour le Honda 25cc, c'est à mon avis le moins mal adapté à un vélo à moteur auxiliaire parmi les moteurs à la fois sérieux et disponibles.

 

[Dudulle]

Oui ce moteur est bien trop puissant, je n'ai pas la cartographie mais il est possible qu'a faible puissance le rendement reste intéressant, sinon il faut l'utiliser en pulse and glide.

 

[Dudulle]

Je ne comprends pas ce que ça veut dire.

Ce qu'il faut retenir, c'est qu'à moteur imposé on améliore le rendement à faible puissance en réduisant le taux de compression.
J'ai trouvé un tableau qui compare les différentes versions de l'AV7 :

 

[philippe2]

....il faut l'utiliser en pulse and glide.

Ça c'est vrai, et pour tous moteurs de propulsion dans le contexte.

 

[philippe2]

Ce qu'il faut retenir, c'est qu'à moteur imposé on améliore le rendement à faible puissance en réduisant le taux de compression.
J'ai trouvé un tableau qui compare les différentes versions de l'AV7 :

....

Rien n'indique dans ce tableau que le rendement est amélioré en baissant le taux, pas de données sur les consommations spécifiques. Les taux bas sont un moyen de baisser la puissance pour être en accord avec la législation (bridage à moins de 30km/h pour certaines versions). C'est aussi pour les deux premières lignes un moyen de faciliter le pédalage pour redémarrer les versions sans embrayage. Et accessoirement baisser le taux permet de réduire les variations de couple instantané sur un cycle moteur (moins d'énergie absorbée à la compression) => élément de confort, moteur subjectivement au fonctionnement "plus doux" => moins de vibration de torsion.

 

[Dudulle]

Rien ne l'indique, mais c'est le cas...
Pour optimiser le moteur à une faible puissance il aurait fallut un moteur plus petit, disons 25 cm3 avec une compression élevée, mais pour garder la même base on adapte l'admission et le taux de compression.

 

[philippe2]

Pour optimiser le moteur à une faible puissance il aurait fallut un moteur plus petit, disons 25 cm3 avec une compression élevée, mais pour garder la même base on adapte l'admission et le taux de compression.

Oui.

Rien ne l'indique, mais c'est le cas...
....

C'est une opinion, pas un fait démontré.

 

[Dudulle]

J'ai trouvé une discussion à ce sujet ici :

Reduction of compression ratio? - F1technical.net

www.f1technical.net

 

[philippe2]

@Dudulle Traduction partielle du topic.

"Les larges variations de T1, P1 et EGR signifient que le moteur peut être plus sujet à la détonation dans certaines conditions, et il est concevable que la réduction du CR géométrique pourrait permettre un calage d'allumage du MBT globalement plus optimal et produire une meilleure efficacité de cycle."

T1 = Température admission.
P1 = Pression d'admission.
EGR = sur un moteur essence atmo le pourcentage de gaz brûlés non évacués pendant l'échappement et donc recyclés (qui peuvent être générateur de problèmes de combustions, mais pas nécessairement).
Là dans le topic c'est un bref résumé qui recoupe complètement mon expérience de motoriste dans l'automobile, c'est à dire qu'un taux élevé peut se révéler non pertinent dans la mesure où l'on ne peut atteindre le point d'avance optimal (le sommet de la parabole d'avance), à cause du cliquetis, et ceci sur une partie significative du champ d'utilisation, charge régime.
Quand c'est le cas, sur un moteur figé en conception globale, et avec un indice d'Octane au mini de la norme, la solution est de réduire le taux. C'est par exemple appliqué sur certaines versions "grand export", pays au carburant à faible RON.
La démarche est d'ailleurs la même pour les moteurs suralimentés, réduction du taux à cause de la pression d'admission plus élevée.

Concernant les moteurs de cyclo, il s'agit plus de "tuer pour pas cher pour le constructeur" le potentiel en puissance à la conception, sans réduire la cylindrée à cause des coûts.

 

[Dudulle]

Il me semble que tu as "oublié" la partie de la discussion où l'on retrouve exactement ce que j'ai dis plus haut...

 

[philippe2]

Je n'ai pas tout détaillé mais si tu peux m'orienter sur quelle intervention du fil il faut se concentrer, merci. En revanche il me semble que tu as oublié l'essentiel des réponses qui rappellent que le rendement augmente avec le taux et non l'inverse (dans la limite du cliquetis bien sûr).

 

[Dudulle]

Je n'ai rien oublié, je connais la théorie (en fait on augmente le rendement de Carnot, en augmentant la température de la source chaude), mais cet effet est contrebalancé par le fait que le trajet du mélange est optimisé pour le régime et la puissance nominale. Cette notion est particulièrement importante sur un moteur 2 temps, qui n'a pas pas de soupapes. A faible charge on expulse directement une partie des gaz non brulés dans l'échappement, et on peut limiter la casse en réduisant la compression (ou plutôt en augmentant le volume de la chambre au PMH).
C'est exactement le thème de la question posé, qui apparait dès le 1er message du fil, et auquel les intervenants répondent.

 

[philippe2]

Le thème du fil porte globalement sur le moins mauvais choix possible d'un moteur thermique auxiliaire pour propulser un véhicule ultra léger, la puissance recherchée étant de l'ordre de quelques centaines de watts.

Une des options possibles est l'utilisation d'un moteur existant, le plus petit possible. Un répondant partiellement à la question est le petit Honda 25cm3. Dans l'état, la puissance disponible est trop grande, et imposera un fonctionnement en charge partielle, ou un dispositif en utilisation séquentielle "pulse and glide".

Je pense que jusque là nous sommes d'accord.
L'autre option est de partir d'un moteur existant en le bridant en puissance. Mais en préservant voire améliorant sa consommation spécifique (rendement).
Là je ne partage pas le fait de vouloir "bricoler" un moteur à base de recettes plus ou moins documentées, sans banc de puissance associé et quelques instrumentations.
Baisser le taux pour augmenter le rendement est la preuve que la base est inapte à évoluer dans le sens souhaité (rendement en charge partielle).

Un moteur bridé dans le fond du garage pour en limiter la puissance peut être une catastrophe thermodynamique, 5 ou 6% de rendement pour le worst one de ma collection de docs. Un 50cm3 à galet devenu célèbre, mais dans sa phase de pré-études "usine" en 1940. Il fonctionnait, la puissance était plausible, l'utilisation était dans l'esprit de ce fil de discussion. Il s'est un peu amélioré par la suite.... en quelques décennies.

 

[jurga]

oula ya du niveau ; ca va m'obliger à bien lire le lien du thermal engineering

petite remarque : le réducteur utilisé avec le gx25 pour réduire la vitesse de rotation siffle (+/- proportionnel au régime du moteur) ; ce sifflement est plus pénible que le moteur en lui meme (je mets les bouchons pour ça)
c'est sur que je préférerais un moteur tournant moins vite pour éviter de trop démultiplier ensuite ; mais on prend ce qui ya de dispo

c'est aussi ca qui me fait continuer avec la version mob ou ca tourne moins vite ; avec un autre systeme pignon/plateau à droite j'aurai plus besoin de ce réducteur

 

[Dudulle]

Je suis tout a fait d'accord, mais dès l'instant où le demandeur s'équipe d'un 50cc 2 temps et le met en place sur son vélo il devient assez simple d'expérimenter, et de voir le résultat.
Un banc de puissance est idéal, mais sur la base d'une trace GPS (ou même d'une conso sur un trajet identique) on a une assez bonne idée du rendement du moteur, et de l'impact des modifications. Si la modif n'est pas efficace on peut revenir en arrière.

 

[gégé62]

Fil super intéressant je trouve, beaucoup d'éléments nouveaux pour moi pour les caractéristiques des moteurs. D'abord comme philippe2 j'étais surpris qu'il faille baisser le taux de compresssion en charge partielle, puisqu'on nous apprend en thermodynamique que le rendement est directement lié au taux de compression (par l'augmentation induite de la température en fin de compression). Mais une façon de le comprendre est de prendre en compte l'énergie nécessaire à la compression, qui représente une dépense, une sorte d'investissement qu'il faudra bien rattraper ensuite pendant le temps moteur, et qui elle, ne baisse pas même si on est en puissance réduite. Elle devient donc relativement trop forte dans ce cas. A l'extrême la puissance produite ensuite servirait juste à la compenser, donc travail produit=0...... le moteur tourne seulement à vide.

 

[philippe2]

Bonjour @gégé62,

Bon déjà chacun à la liberté de passer son temps comme il l'entend, y compris dans les moteurs à combustion interne qui est un sujet jamais clos.
Cette réduction de taux sur un deux temps au nom du rendement (ou du remplissage ?) me chiffonne... Sur ce type de moteur, il faut oublier une description quasi statique des 4 phases du cycle, à cause de l'effet prédominant de l'inertie et du parcours des gaz, avec l'acoustique en plus. Bref, ça va tourner quelque part en mode fantôme dans un coin perso....

Concernant la phase de compression et ces effets que tu décris, ton intuition est bonne. Mais c'est un peu plus complexe comme tu le sais.
- Un moteur à allumage commandé (cycle Otto) est régulé en charge par le papillon ou boisseau du système d'admission. On lamine les gaz, ce qui absorbe aussi du travail en phase d'admission. En revanche, la phase de compression absorbera moins de travail au ralenti qu'en pleine charge, la force de compression finale dépendant de la pression initiale du cylindre moins élevée à cause du laminage à l'admission.
- Ceci n'est pas vrai en Diesel, car basiquement sans vannage de l'air d'admission, régulation uniquement par la quantité de carburant.

La notion comptable d'investissement ou de dépense est assez parlante (je ne l'ai jamais vue exprimée comme cela dans le milieu des moteurs..). C'est bien le régime de ralenti et le travail absorbé au cycle suivant qui vont définir l'inertie mini du volant moteur (le montant de l'épargne nécessaire).
Là entre un Diesel qui va comprimer 20 fois le volume d'air à la pression atmo, et un moteur essence 10 fois un air en dessous de la pression atmo, la différence est conséquente. Les volants d'inertie ne sont pas les mêmes, ainsi que le régime de ralenti (énergie cinétique). Plus gros sur les Diesel, ralenti plus rapide (à iso cylindrée) => il faut une plus grosse épargne.

Toujours sur le ralenti, et comme tu le dis, la puissance de combustion ne sert qu'à compenser celles absorbées par le laminage d'air et les pertes mécaniques par frottement, la puissance délivrée est nulle, le rendement aussi bien sûr.

Tout ça ne fait pas avancer le vélo.