Un autre retraité qui bricole...principe du moteur avaleur de flamme

[roland88]

Bonsoir a tous,
deux images de mon avaleur de flamme construit il y a quelques années et complètement révisé.
"conception et construction personnelle",avant qu'il ne finisse sur une étagère...
Bon week-end a tous. ( J'ai tout appris a mes dépends,wikipédia n'y connait absolument rien...le principe est autrement compliqué.....)
Roland88.

 

[MOTORIX]

Bonsoir

le principe est autrement compliqué.....)

Je sais que beaucoup de théories circulent (plus ou moi farfelues )j ai fait , j ai vu toutes sortes d avaleurs de flammes et je dirais que chacun a ses combines pour les faire fonctionner ,peut-être pourrais tu développer constatations et conclusions
Bonne soirée .@+++.Henry.

 

[pinou29]

Bonjour.
Ça fait un beau bébé, compliments.
Tu as réalisé le volant ou c'est de l'adaptation ?
Bernard.

 

[roland88]

Bonjour Henry,
tu vas comprendre...
c'est un moteur a air chaud a cycle ouvert= qui rejette l'air ayant travaillé par l'echappement avant d'en reprendre une nouvelle quantité pour le cycle suivant.

Le principe de fonctionnement et basé sur la perte d'énergie interne donc de la température et avec elle de la pression d'une masse gazeuse ( c'est pompeux, mais exacte )

En appelant PMC le point mort piston près de la culasse et PMV le point mort prés du volant, on peut commencer...

L'explication est aisée, le moteur tournant :

1) le piston part du PMC, le tiroir vient de s'ouvrir et laisse rentrer de l'air chaud ( cet air chaud est aspirée a l'intérieur )

2) au bout des 2/3 de la course environ, le tiroir obture l'arrivée d'air chaud

3) le piston continue sa course, l'air chaud augmente de volume, tout se passe comme si cette masse d'air fournissait un travail au milieu extérieur,( son énergie interne) va chuter
avec elle sa température et surtout sa pression....

4) le piston arrive au PMV, la masse d'air a une pression inférieure a la pression atmosphérique, le volant lui fait passer le point mort.

5) le piston revient vers PMC la pression atmosphérique étant supérieure a la pression de cette masse d'air, c'est la PHASE MOTRICE.

6) Au milieu de la course retour environ, la phase motrice est terminée, du faît que la pression de cette masse d'air va s'équilibrer avec la pression atmosphérique vu que le piston la comprime maintenant

7) un clapet de décharge s'ouvre donc aprés cette mi-course retour pour éviter que la masse d'air ne se comprime trop et freine le moteur...


Comme vu, la phase motrice est trés courte a peine 1/4 de tour du volant...
Voilà expliqué avec quelques notions simples de thermo...

Construction du moteur :
bonne étanchéitée entre piston et cylindre
le moins de frottements possibles...le moteur n'a presque pas de couple...
et surtout, UNE CAME A BOSSAGE REGLABLE...simple a construire et permet un règlage fin de la distribution absolument necessaire...
surtout pour une auto construction
Ce moteur ne démarre pas a froid, l'air chaud pénétrant au démarrage dans le cylindre se refroidit trop rapidement au contact des parois.
Un préchauffage préalable du cylindre est necessaire.

A+ pour toute info supplémentaire.
Si vous avez des questions, n'hésitez pas.

Bon week-end
Roland.

 

[roland88]

Bonsoir pinou29,
j'ai acheté le volant sur ebay, et je l'ai adapté.
Bonne soirée, et merci pour votre compliment...

 

[MOTORIX]

Roland et tout le monde
Merci pour toutes ses explications ,mais comme je l ai dit plus haut je connais un peu ces petites bêtes un de ceux que j ai réalisé

il est particulièrement performant ,ne démarre que l orsqu il atteint 50° ~ ,et fonctionne parfaitement a partir de 150-200° ,a ce moment la je peux même fermer le clapet d échappement (par la vis qui bloque la bille sur la culasse) ,la puissance du ressort de rappel de la trappe d émission à son importance car plus la vitesse augmente et plus le retour doit être rapide et cela agit aussi sur la rotation du fait de la pression entraînante sur la came
Bonne après-midi .@+++.Henry .

 

[gégé62]

Bravo Roland88 et merci de partager cette expérience avec les détails

wikipédia n'y connait absolument rien...le principe est autrement compliqué

certes ce n'est pas parole d'évangile, mais quand même c'est bien qu'il existe....
Si c'est cet article
https://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur_à_vide
il ne dit pas grand-chose mais ne me semble pas farfelu. Par contre effectivement on a l'impression en le lisant que c'est facile à construire.....et à faire tourner....il a dû être rédigé par quelqu'un qui n'en a pas construit mais ces articles ont vocation à être corrigés ou complétés....

 

[la goupille]

Bonjour
Bien joué Gégé!
Tout les ans j'envoi 10€ chez Wiki.C'est un bon investissement, généralement le début de mes recherches, toujours pas de pub.
Et à chaque fois que je vois un article insuffisant , je pense que je pourrais me remuer le cul, plutôt que être simple consommateur ( mais je ne l'ai toujours pas fait)
Luc

 

[domi.U&M]

hello,
dis-je une bêtise ou c'est un moteur dont le principe est exactement l'inverse de celui du moteur à explosion que nous connaissons tous?
avec les mêmes problèmes (ressorts de soupape qui doivent être assez rapides pour pas qu'elles s'affolent)?

 

[moissan]

c'est un peu ça ! c'est l'inverse du moteur a explosion

dans un moteur a explosion , quand la bougie allume ça fait une augmentation rapide du volume

dans un moteur avaleur de flamme , il aspire la flamme chaude , il ferme la soupape , et ça se refroidi au contact du cylindre et le volume diminue ... helas ce refroidissement est beaucoup plus lent que l'echauffement d'une explosion donc ça ne peut tourner que beaucoup plus lentement qu'un moteur a explosion ... trop lentement pour avoir des application utile ... ça reste une curiosité amusante

 

[domi.U&M]

effectivement Moissan! ce serait amusant de mesurer son rendement.

 

[roland88]

, et ça se refroidi au contact du cylindre et le volume diminue

Bonsoir moissan,
si l'air chaud se refroidit au contact du cylindre, le moteur ne démarrera pas...le principe n'est pas celui-ci...
Pour le faire démarrer, au contraire, ont est obligé de préchauffer le cylindre.
Bonne soirée.

 

[MOTORIX]

En voici un qui n est pas de ma fabrication mais que j ai eu entre les mains
qui tourne à plus 1500 rpm qui a la particularité d avoir le piston qui arrive à + de 10 mm du PMH
Bonne nuit .@+++.Henry.

 

[moissan]

pour le rendement maximum il faudrait que le gaz chaud aspiré dans la flamme se refroidisse uniquement quand la soupape et fermé ... au demarrage si ça se refroidi trop vite la diminution de volume est finie quand la soupape se ferme ... il faut donc faire tourner assez vite pour que ça demarre : ce n'est vraiment pas comme un moteur a vapeur qui a du couple dès le demarage

la gamme de vitesse est donc très reduite : trop lentement c'est refroidi avant fermeture , trop vite ça n'a pas le temps de se refroidir ... donc pas besoin de regulateur de vitesse : le moteur ne s'embalera jamais

on pourait imaginer un moteur avaleur de flamme en separant les fonction : aspirer la flamme dans un cylindre chaud avec 2 soupape separé pour admission et refoulement ... refouler dans un radiateur pour refroidissement complet qui va se trouver en depression ... puis pompe a vide pour remettre se gaz en depression a l'atmosphere : grace a ce refroidissement separé les pistons peuvent tourner a leur vitesse optimum et l'on peut optenir un rendement proche du rendement de carnot determiné par les temperature ... helas le probleme avec une combustion c'est que refroidir le gaz de combustion provoque un encrassement rapide

ce cycle a air chaud inversé a une application interessante : parabole solaire : ça evite une chaudiere sous pression au foyer de la parabole : ça ne fait que chauffer l'air ambiant qui est aspiré par une turbine , puis refroidi , puis remis a la pression ambiante par une autre turbine

un cycle a air chaud avec le gaz d'un foyer a charbon a eté experimenté par ericson pour ses premier moteur a air chaud , mais rapidement abandonné parce que l'utilisation directe de la fumé encrassait tout : il a du passer a un echangeur de chaleur entre le feu et l'air du cycle

 

[Albert le Belge]

Bonjour,
Merci pour toute ces informations Roland,

J'ai tout appris a mes dépends,wikipédia n'y connait absolument rien...

Je trouve dommage cette critique négative alors que justement Wikipedia offre à toutes et tous le droit et les moyens de compléter voir corriger leurs articles.
Car là, tu pourrais certainement y apporter quelque chose.

 

[Gedeon Spilett]

Joli moteur, beau travail, bravo. une vidéo peut-être ?

Je pense aussi qu'il n'y a pas de trucs particuliers dans le fonctionnement de ces moteurs, ce sont des moteurs à air chaud comme les autres, la flamme n'a pas de rôle particulier sinon la température élevée des gaz de combustion.
Un pistolet à air chaud marche aussi très bien...


Par rapport à un moteur à air chaud comme le moteur Manson, qui se remplit d’air froid puis le dilate par chauffage, l’avaleur de flamme est presque à bout de course en étant plein d’air chaud, et se prive ainsi de la dilatation de l’air !
Je dirais que ce cycle est proche de celui du moteur Manson, dont il ne reste plus que la phase motrice de dépression, le remplissage d'air froid étant supprimé bien sûr.
Il n'a plus que le refroidissement pour extraire un peu de travail. Ce refroidissement est principalement adiabatique, à mon avis, les échanges thermiques sur les parois du cylindre ne peuvent être que très secondaires, du fait du rapport surface/volume, très défavorable aux échanges thermiques.
Des ailettes ou une chemise d'eau servent surtout à assurer une température "idéale" de fonctionnement.

 

[gégé62]

bonjour,
les deux videos (MOTORIX et Gedeon Spilett) m'ont bluffé
je ne connais ce type de moteur que depuis peu, bien entendu on ne peut sûrement pas espérer une forte puissance ni un bon rendement, mais je pense qu'il doit exister des applications intéressantes, notamment si on peut chauffer l'air gratuitement et proprement (soleil miroir parabolique ?)
en tous cas ça donne envie de s'y intéresser !

une remarque à Roland88
On voit la soupape en haut de la cheminée. Ce conduit vertical est relativement long et représente un certain volume de gaz. Ne pourrait-il pas s'établir dans cette partie du volume interne un régime pulsatoire qui nuise au fonctionnement du moteur ? (par le jeu des ventres et noeuds de vibration)

 

[MOTORIX]

Bonsoir "gégé"et tout le monde

je ne connais ce type de moteur que depuis peu,

Juste pour le plaisir la petite vidéo de mon préféré (celui de la photo ) et surtout monte le son
Bonne soirée .@+++.Henry.

 

[gégé62]

la petite vidéo de mon préféré

oui c'est bien mais je préférais celui de ta première video. Là, la vue est statique, on voit moins bien comment c'est fait. On parle d'optimiser, mais sans aucune indication. C'est quoi le tuyau orange qui est derrière en bas ?
Une chose me surprend. Bon, moi je n'ai rien fait du tout, donc je dois rester humble, n'est-ce pas....Ce qui me surprend: si je faisais un tel moteur, je m'empresserais d'y associer une mesure de puissance et/ou de rendement (connaissant la consommation d'alcool), là il n'y a rien, c'est un peu frustrant ? Même si les résultats sont peu "vendeurs" c'est important d'avoir des chiffres.....enfin c'est mon idée à moins qu'on m'explique pourquoi.

 

[MOTORIX]

C'est quoi le tuyau orange qui est derrière en bas ?

C est tout simplement le tuyau de gaz qui alimente le brûleur

C est vrai que sur cette photo c est plus explicite
Bonne soirée .@+++.Henry.

 

[roland88]

Bonsoir gégé62,
le clapet de décharge se trouve a la base de la cheminée, le reste c'est de la déco.
Bonne soirée.

 

[roland88]

Bonjour,
Merci pour toute ces informations Roland,

Je trouve dommage cette critique négative alors que justement Wikipedia offre à toutes et tous le droit et les moyens de compléter voir corriger leurs articles.
Car là, tu pourrais certainement y apporter quelque chose.

Bonsoir Albert le Belge,
j'ai l'impression que vous êtes le seul a avoir lu mon exposé ( modeste ) sur le principe de fonctionnement d'un tel modèle...
C'est une auto-construction sans plan acheté ou trouvé.
J'y ai passé beaucoup de temps...a faire le dessin et ensuite a le construire...
et encore bien plus a le faire fonctionner.....j'ai failli m'arracher les cheveux....avant d'avoir compris...
Pour ce qui est de poster sur Wikipedia, n'ayant sans doute pas de retour par la suite, je n'y eprouverai aucun plaisir...
Bonne soirée
Roland88.

 

[moissan]

wikipedia n'est pas si libre que ça ... wikipedia ne veut que de la connaissance encyclopédique pas de la simple description d’expérience personnelle que les wikipediste appellent travail inédit ... si c'est inédit ce n'est pas encyclopédique

c'est bien triste : ça veut dire que wikipedia ne veut pas participer au partage d'experience pour avancer ... mais juste partager ce qui est encyclopédiquement sur

mais peu importe , mediawiki est un logiciel libre , et il y aura bientôt un autre wiki pour compléter wikipedia

 

[Gedeon Spilett]

Gégé62 : Voila des chiffres !
Il y a un bon moment, j'avais mesuré la puissance de ce moteur, avec un dynamomètre à ressort "maison", attaché à une ficelle sur une petite poulie comme frein : en tirant sur l'autre bout de la ficelle, on fait baisser la vitesse en appliquant un coupe de freinage; le moteur tourne à 1000 rpm à vide et à 400 rpm avec une charge de 70g et 600 rpm avec 50g, la poulie était de 22 mm de dia ce qui fait in fine 0.32 W, le moteur étant très en forme, bien nettoyé et avec une lame de soupape neuve...C'est vraiment pas beaucoup.

Le moindre jouet à vapeur fait facilement 10 fois cette puissance.

j'ai fait plusieurs avaleur de flamme, et celui-ci est de loin celui qui tourne le mieux.
voila le cycle PV tel que je le conçois (actuellement !)

La puissance d'un moteur à vide est limitée par la pression atmosphérique, qui est la force motrice, donc il faut une surface de piston énorme pour obtenir une application utilisable.

Il n'est pas exclu que tous les moteurs avaleurs de flamme ne suivent pas le même cycle de fonctionnement, comme par ex ceux qui tournent dans les 2 sens...

 

[gégé62]

Voila des chiffres !

je réagis un peu tard....
merci Gedeon pour ces chiffres, et les explications.

surface de piston énorme pour obtenir une application utilisable

oui, et en remarquant aussi que la puissance provient de l'échange de chaleur à la paroi du cylindre. Or, plus le moteur est gros, plus le rapport entre cette surface et la cylindrée, qui conditionne la consommation de carburant, et faible, donc défavorable. Donc le rendement ne sera pas meilleur pour un moteur plus gros, sauf à le faire tourner très lentement pour donner du temps à l'échange thermique, mais en allant lentement, les fuites auront plus d'importance relative. Si le moteur est trop petit, ce sont les frottements qui prennent trop d'importance.........c'est le serpent qui se mord la queue....d'où probablement la difficulté de réaliser et surtout faire fonctionner ces moteurs, enfin c'est mon idée.

 

[Gedeon Spilett]

un grand moteur sort plus de travail simplement parce que le piston a une plus grande surface...
A mon avis, l'échange thermique avec les parois du cylindre est secondaire, cet échange est bien trop lent. Le refroidissement "utile" au cycle du moteur se produit par la détente de l'air chaud à la fin de la course descendante, ce processus (adiabatique) est immédiat.

 

[philippe2]

je réagis un peu tard....
merci Gedeon pour ces chiffres, et les explications.

oui, et en remarquant aussi que la puissance provient de l'échange de chaleur à la paroi du cylindre. Or, plus le moteur est gros, plus le rapport entre cette surface et la cylindrée, qui conditionne la consommation de carburant, et faible, donc défavorable. Donc le rendement ne sera pas meilleur pour un moteur plus gros, sauf à le faire tourner très lentement pour donner du temps à l'échange thermique, mais en allant lentement, les fuites auront plus d'importance relative. Si le moteur est trop petit, ce sont les frottements qui prennent trop d'importance.........c'est le serpent qui se mord la queue....d'où probablement la difficulté de réaliser et surtout faire fonctionner ces moteurs, enfin c'est mon idée.

Bonjour,

Je partage mais certains en font fonctionner de "très" gros, voir ici :

 

[philippe2]

un grand moteur sort plus de travail simplement parce que le piston a une plus grande surface...
A mon avis, l'échange thermique avec les parois du cylindre est secondaire, cet échange est bien trop lent. Le refroidissement "utile" au cycle du moteur se produit par la détente de l'air chaud à la fin de la course descendante, ce processus (adiabatique) est immédiat.

Bonjour,

Point de vue intéressant, que je partage.

 

[gégé62]

On arrive aux considérations thermodynamiques....pas facile mais intéressant

Il est exact qu'à partir de la fermeture du clapet d'entrée, on a un volume isolé, et sur le reste de la course vers PMB le volume augmente, donc la température baissera. Mais juste après le passage du PMB, il se produit l'inverse, diminution du volume, et donc recompression, pour la même raison.
Si l'on suppose le système adiabatique, pas d'échange thermique avec la paroi, le travail recueilli après PMB (la pression est devenue < Patm) est exactement celui été dépensé avant le PMB.
Sur le croquis de Gedeon (merci pour ce croquis très explicite ), pour que la courbe bleue remonte à gauche de la courbe descendante rouge, il faut un refroidissement du gaz vers l'extérieur, donc sur la paroi. En adiabatique pur, les deux courbes vont se superposer et le travail résultant est nul.

Donc je reste pour l'instant d'avis que c'est bien la perte de chaleur du gaz sur la paroi qui est la source, et l'unique source, du travail obtenu. Sur certaines videos, on voit un moteur qui tourne bien, sans nécessiter de préchauffage du cylindre, du moins c'est ce qui semble. Si certains moteurs exigent un préchauffage, c'est peut-être que la dépression à partir de le fermeture du clapet est trop intense, et le moteur cale avant d'arriver au PMB. Peut-être faudrait-il plus de vitesse de lancement, ou un volant avec plus d'inertie, ou une fermeture de clapet un peu plus tard.
Impatient de votre avis.....

[un grand moteur sort plus de travail simplement parce que le piston a une plus grande surface...]
OK, plus le moteur est gros, plus on devrait avoir de puissance, mais je pensais surtout au rendement, qui déjà dans le meilleur des cas est très très faible.....

 

[Gedeon Spilett]

Oui, je suis d'accord, en gros ! au PMB, il y a bien sûr un petit refroidissement isochore, (par les ailettes ou autre), que j'ai dessiné sur mon croquis du cycle, ce qui permet effectivement de décaler les processus adiabatiques et d'obtenir sur ce cycle une petite surface, le travail...je l'ai dessinée au pif, je n'ai pas de mesures, elle parait grande, mais c'est juste pour préciser comment je vois le problème. la surface est sans aucun doute minuscule, comme la puissance de ces engins.

Le but étant bien sûr d'augmenter cette surface comme pour tous moteurs...en trouvant le meilleur compromis entre ces processus.

Pour augmenter les échanges thermiques il faut faire passer l'air chaud en couche mince dans un cylindre ultra mince refroidi (le transformer en Stirling !)
Pour augmenter la détente il faut avancer la fermeture de l'admission.
Des moteurs à vide, parmi les plus performants, ferment l'admission très précocement, jusqu'à 90° avant le PMB, comme le moteur de PM Research, montré dans la première vidéo de Motorix page 1.