voiture et moteur hydraulique

[michel dhieux]

tu viens d'expliquer le probleme de l'accu hydraulique
un reservoir d'air comprimé a 200bar de 1 litre contient la meme energie qu'un accu hydraulique dont le volume d'azote a 200bar est 1 litre :
il faut donc trouver la gamme de pression optimum

bonjour:
exact, un litre de fluide a 200 bars,a la même puissance de base hors rendement.
quand a la "gamme de pression "cela se calcule .....
mais là ou je situe la différence ,"hors accumulateur" d'un système a air comprimé et d'un système hydraulique c'est:
1/dans le choix du moteur pour l 'air comprimé,et ce quelques soit le concepteur du moteur a air comprimé....
en effet ils veulent utiliser le moteur classique qu'emploie les constructeurs actuels ,soit le moteur a pistons traditionnels ......
celui-ci a un défaut ,même si , traditionnellement , il convient ,mais il y a aucun autre moteur qui convienne, (pour l instant).
pour comprendre ce que j'essaye d'expliquer (plusieurs fois !!!!) il faut se demander pourquoi honda (et les autres) vont sortir un moteur qui a 5 cylindres au départ et qui "éteint" 1,2,3 cylindres suivant la puissance réelle demandée ....
on pourrait appeler cela (moteur ci-dessus) moteur a cylindrée variable,en notant que la mécanique continue de tourner même si annulé
en hydraulique il existe des moteurs a cinq cylindrées.
mais en hydraulique il y a beaucoup mieux encore :
la variation de cylindrée totale du zéro jusqu'à la cylindrée maximale
sans palier . sans perte mécanique (puisque les pistons ne font plus la même course,contrairement aux moteurs dit traditionnels .)

que fait un moteur a air qui fonctionne en bas régime:
on injecte une petite quantité d'air comprimé mais ,le piston va descendre jusqu'en bas ,d'où la perte ,d'énergie,et la dépense en perte mécanique,puisque la pression du presque zéro ,sera atteinte au 1/3 environ de la course de ce piston
que fait un moteur thermique:
sur les modernes,du fait qu'il y a plusieurs injections,(pour les diesel),
par combustion
la combustion expansive peut ,ou s'étale sur la course, mais le piston au PMB, l'énergie n'a plus suffisamment de force et est pour ainsi dire a la traîne.....
dans ce cas ,et plus pour le moteur a air comprimé, la perte est significative.
donc pour l 'INGOCAR ,il me semble que l'astuce de mettre un thermique ayant un bon rendement,(voir très bon) et a un régime adéquate ,c'est bien et qu'ensuite de faire fonctionner des moteurs
hydraulique a cylindrée variable , c'est mieux.
ainsi même si la pression de l'accu baisse les moteurs pourront avoir le même couple en sortie.....
exemple a 120 bars et une cylindrée de 11.5cc cela donne 2.3 daN
ET a 350 et 4cc cela donne 2.3 daN
2/ DERNIER POINT important:
les composants en hydraulique existent,pour l'air comprimé il faut les étudier et les fabriquer ,avec un prix qui sort de l 'ordinaire......
-----

[_Ulysse_]

Dans ce système, toute l'énergie passe par l'accus hydraulique.

Michel, dans le lien sur l'accus hydraulique, la seule indication sur le rendement est celle-ci :

"La déformation de la vessie est connue et ressemble en règle générale à une feuille de trèfle. Cette déformation, sans inertie ni friction, s'effectue avec un rendement de près de 100%."

Autant dire pas d'indication du tout. Puisqu'il s'agit là des éventuelles pertes dûent à la déformation de la vessie. Il faut ajouter les pertes liées aux frictions mais avant tout celles liées à la compression du gaz!
En effet, lorsque le gaz est compressé dans la vessie (N2) il s'échauffe et perd une partie importante de son énergie interne sous forme de chaleur. On en reviens toujours au même point.

Ensuite, quelle quantité d'énergie on peut stocker?

200L de diazote à 100 bar et 293K (état 0) qu'on comprime de manière adiabatique à 350bars (état 1).
Le gaz est supposé parfait.

Erécupérable = U1 - U2 = (5/2)nR(T1 - T2)

200L de diazote à 20°C cela fait 200/24 = 8,33 moles de N2
Soit 833 à 100bars

T1 = P1V1/(nR) = (101300 *350* 0,2)/(833*8,314) = 1024K

Erécupérable = (5/2)*833*8,314(1024 - 293) = 12 450 000J

Soit 3,5Kwh. Vu le poid d'un tel système (300 à 400kg je dirais (faut au bas mot 150kg d'huile + 23Kg d'azote + l'accus qui est grand et donc forcément très lourd))
la densité énergétique est vraiment faible (environ 8wh/kg) (on fait mieux avec des supercondensateurs 20wh/Kg dans le commerce).

Pour améliorer cela, on peut soit augmenter la pression de l'accus chargé mais alors la température augmente augmentant les pertes par chaleur. La meilleure solution est d'utiliser une plage de pression plus haute de manière à jouer sur une plus grande quantité d'azote.
Seulement qui dit pression plus haute, dit plus de contraintes mécaniques donc plus de poids, sans compter la traction hydraulique qui ne peut pas fonctionner à 10 000 bars non plus.

J'ai négligé les pertes, mais à 1024K l'accus chargé on imagine assez facilement qu'il faut bien isoler la vessie si on ne veux pas perdre trop n'énergie trop vite. A cette température l'énergie diffusée par rayonnement n'est plus négligeable.
Flux = sigmaT^4 = 5,67 10^-8 * 1024^4 = 62 000W au mètre carré!


Avec 3,5Kw à 100km/h on fait en gros 50km. Et ça en négligeant toutes les pertes. On doit plutôt être à 25km max.

[michel dhieux]

Dans ce système, toute l'énergie passe par l'accus hydraulique.
Michel, dans le lien sur l'accus hydraulique, la seule indication sur le rendement est celle-ci :
s'effectue avec un rendement de près de 100%."
Autant dire pas d'indication du tout.

bonsoir ;
toute l'energie restituée passe par l accu ,le freinage,le ralentissement et
la recharge du thermique ,en effet,ce qui veut dire ,que deja par rappport a n 'importe quel autres systemes, electrique ou air comprimé ,
ce concept a un plus.....pas de contrainte de rechargement,sans limite (ou presque) de puissance absorbé , reception de fluide moins chaud , et avec un bon rendement :
pour le calcul;
en partant de P 0,pour la partie hydraulique (l 'azote occupe tout le volume du réservoir ),et 120 bars pour la partie azote avec un accu de 200L, p1 = 350bars .
v1= 120x 200 sur 350= 70L
la partie azote , n'occupe plus que 70 litres ,donc volume d'huile dans l'accu a 350 bars = 200- 70 = 130 L
130 L avec en maxi 350 bars et en mini 120 bars ,cela représente , environ et en moyenne : 16 kwh
je ne parle des pertes ????.
il vaut mieux ,parler de piston ,que de membrane......pour un gain d'énergie qui se perde sinon en chaleur (rayonnement) , en frictions,etc ....

[_Ulysse_]

Je ne comprend pas ton calcul. Comment arrives-tu à 16Kwh?
D'où viens l'énergie ? Tu peux détailler?

"en effet,ce qui veut dire ,que déja par rappport a n 'importe quel autres systemes, electrique ou air comprimé ,
ce concept a un plus.....pas de contrainte de rechargement,sans limite (ou presque) de puissance absorbé"

Avec un supercondensateur de 50kg, on peut absorber ou sortir 250KW de puissance. Je sais ton accus de 400Kg fais mieux. Mais avec 400Kg de supercondensateur on peut sortir ou absorber 2MW. Et ça avec un rendement très proche de 100%.

[michel dhieux]

Je ne comprend pas ton calcul. Comment arrives-tu à 16Kwh?
D'où viens l'énergie ? Tu peux détailler?

bonsoir
mon calcul est faux
de plus ce ne sont pas de kwh mais des kw
l' accu a seulement 200 litres soit dit au passage ,alors qu'il faudrait un 400 l.
le détail :le piston de l'accu est contre la bouche d'entrée de l huile avec coté azote une pression de 120 bars (P0 120 bars)
p1 =350 bars (maxi pression hydro 350 ) V0 = 200 L
la formule pour connaître V1 (V1 est le volume qu'occupe l'azote dans l'accu a 350 bars de pression d'huile )
c'est po x V0 SUR P1 = 120 x 200 sur 350 = 70litres
réserve de l'accu avec comme maxi 350 bars et 120 bars en mini (120 est le mini qui allume le thermique pour la recharge de l'accu), réserve = 200 - 70 = 130 litres
puissance installé = 130 litres a une moyenne de pression de l'accu
de 230 bars :
130L x 230 bars sur 600 = 49.83 kw
mais j'insiste sur un point les moteurs étant a cylindrée variable ,il sont capable de sortir le même couple ,aussi bien a 350 bars qu'a 120 bars, par contre ils vont prendre plus de débit a 120 bars donc en grande cylindrée ,et moins a 350 bars d'où l'intérêt d'être au maximum de la pression dans l 'accus.

[michel dhieux]

bonsoir
petite lecture sur les accumulateurs hydrauliques:
http://www.transmission-expert.fr/multimedia/1689.pdf

et le véhicule hydraulique (autres vidéo )
http://www.youtube.com/watch?v=nzvHD...eature=related

[_Ulysse_]

Michel :

Ok, tu calcules la puissance de l'accus, moi c'est la quantité d'énergie stockée. Afin de lever toute ambiguîté, je ne doute pas des capacités en terme de puissance en entré/sortie des accus hydrauliques ni des capacités des moteurs hydrauliques. Au contraire, ce sont les points forts de ces systèmes.
C'est sur le stockage de l'énergie et son rendement que je m'interroge.
Les accus hydrauliques stockent assez peu d'énergie (même pb que pour l'air comprimé) et j'ai peur que le rendement charge/décharge soit médiocre. Par contre, il est vrai qu'avec un stock de 2 ou 3 Kwh, on peut faire tourner un moteur thermique à régime et puissance constante. Lorsque tu parle d'accus de 400L je suis sceptique parce que ça fait beaucoup de poids pour stocker peu d'énergie, je n'en vois pas l'intérêt. Pour moi au contraire la densité énergétique de ces accus étant trop faibles (et ce durablement a priori il n'y a pas d'espoir de rupture technologique la dessus), il vaut mieux réduire leur taille et leur poids au strict nécessaire pour assurer un régime constant au moteur thermique.

Il reste donc deux problèmes :

1)Le stockage de masse d'énergie si l'on veut pouvoir se passer en totalité ou presque du moteur thermique.

2)Le rendement charge/décharge du système de stockage.

[michel dhieux]

bonsoir
désolé Ulysse ,je ne peut pas trop t'aider a comprendre....
pour le reste de ton message
quand tu dis " les accus hydrauliques stockent assez peu d'énergie, même problème que pour l'air comprimé "
130 litres a 230 bars , pour 200 litres !!!!
pense que par rapport a l'air ,l'hydraulique peut travailler a la pression maximale comme minimale ,et délivrer une puissance appréciable,et même constante ce que ne peut pas faire le pneumatique....et les moteurs des voitures pneumatique ne peuvent pas travailler a plus de 60 bars ,>>>> pas de composants a la hauteur.
(oui je sais tu t'intéresse au stockage et au rendement....)
mais je peut parler des différences
enfin l'accu hydraulique a été utilisé par EATON pour la récupération d'énergie du freinage ,sur un véhicule de chez EPS (livraison rapide au USA )et cela fonctionne bien ,et meme tres bien, le groupe EPS risque
de monter ce principe sur toute ca flotte. mais également les véhicules de la poste, les bus , les camions poubelles, en bref tout les véhicules qui "s'arrêtent et repartent" et il y en a beaucoup y compris nos voitures en ville et c'est là justement que le stockage hydraulique peut devenir intéressant si en plus il y a recharge au freinage ,( et pas un seul concurrent a l hydraulique ne peut faire autant , même pas l'électrique )
cordialement

[michel dhieux]

désolé veuillez corriger ,c'est UPS et non EPS

[remyb]

On a parlé de remplacer la transmission mécanique + freinage par une transmission hydraulique. Mais je pense que l'on peut faire plus :
En inverssant le pompe, on peut se passer de démarreur pour le moteur thermique.
Donc, faire aussi l'économie d'une grosse batterie et d'un gros alternateur (il suffit d'une petite génératrise pour des phares à diodes et l'électronique embarqué).
Au lieu d'un circuit d'un refroidissement à eau pour le moteur thermique, on peut se servir du circuit d'huile :
Le radiateur pour refroidir l'huile servira quand on freine dans une grande descente (=> moteur thermique arrêté ) et quand le moteur thermique tourne.
Autre chose, quand le stockage est plein (ou quasi-plein), le moteur ne tourne pas, donc on peut le vider de son huile

Quand on ajoute la prise en compte de la résistance du réservoir dans la structure de voiture (lors d'un choc, la structure est comprimée, ce qu'un réservoir supportera sans problème !), l'économie de puissance du moteur et sa consommation plus faible (grâce à l'hybridation),le surpoids lié au stockage n'est pas aussi énorme que ce que l'on pourrait imaginer...

Autre chose, je ne comprends pas pourquoi s'obstiner à vouloir des 100 de km d'autonomie en non thermique (avec le surpoids qui va avec)... Les parcours urbains quotidiens fond quelques 10 de km (et cela représente une grosse partie de la consommation annuelle).
Pour des déplacements exceptionnellement (pour traverser la France par exemple !) et pour la réserve d'autonomie autant prévoir d'utiliser le thermique !

[michel dhieux]

Autre chose, je ne comprends pas pourquoi s'obstiner à vouloir des 100 de km d'autonomie en non thermique (avec le surpoids qui va avec)... Les parcours urbains quotidiens fond quelques 10 de km (et cela représente une grosse partie de la consommation annuelle).
Pour des déplacements exceptionnellement (pour traverser la France par exemple !) et pour la réserve d'autonomie autant prévoir d'utiliser le thermique !

bonjour
c'est exactement ,ce qui a éveiller mon intérêt pour ce concept,et quand j'ai cité UPS , il faut noter que ce transporteur messagerie dispose d'une flotte énorme (on en voit également en France ,camion marron,avec une forme que l'on voient peu dans l'hexagone )et pour eux ,le fait de récupérer l'énergie du freinage etc ....et la restituer au redémarrage cela représente des milliers de litres de gazole par ans,pour ne pas dire des millions ,car ils parlent de 20 a 35 pour cent de gain.
il y a également le constructeur PARKER qui a mon avis doit être le premier constructeur mondial de composant hydraulique ,qui teste un camion poubelle hydraulique ,récupérateur d'énergie.
et ce genre de concept n'est pas nouveau ,et devrait s'intensifier ,sur les véhicules.
car de nos jours , et c'est une QUESTION que je POSE :
j'aimerais connaître la véritable consommation de ces milliers de véhicules qui roulent,tout les jours,thermique tournant ,(et l'on sait que meme et surtout au ralenti,la conso est importante) qui font 2 mètres (quelques fois plus) et qui s'arrêtent un peu plus loin ,(ou a un feu rouge) ???
et de ces véhicules style ,poste,bus,poubelle,de livraison porte a porte.....
et dans les descentes pourquoi pas récupérer pour la montée ,même si la récupération n'est pas totale......
pour l'instant il n'y a que l'hydraulique qui est capable de récupérer, autant d'énergie .
même l 'EDF est d'accord ,en rechargeant des barrages la nuit pour produire avec eux ,de l'électricité le jour.

[Ryuujin]

Question comme ça juste au passage, je n'ai aucune idée de la faisabilité du truc ni du rendement que ça pourrait voir, mais il ne serait pas envisageable d'exploiter un vide au lieu d'un gaz comprimé ?

[michel dhieux]

mais il ne serait pas envisageable d'exploiter un vide au lieu d'un gaz comprimé ?

bonsoir:
non pas possible ,le vide par cm2 a une force faible, difficile d'obtenir quelques chose avec ,du 0.6 a 0.8 bars.

[remyb]

Ca correspond au systéme proposé par un ingénieur de Citroen (Mr Né), il y a au moins 40 ans...

J'ai retrouvé le livre qui en parle. Il s'agit de :
CITROEN, L'histoire et les secrets de son bureau d'etudes
de Roger BRIGOULT

Voici un petit résumé du chapitre sur "La transmission hydrostatique" (tome 1, page 217)
Les deux ingénieurs interrogés sont :
M MAGNES (Citroen)
M Louis DELAGARDE (Panhard)
Mais la transmission hydrostatique est aussi vieille que l'automobile, parmis les premiers bevets qui parlent du sujet :
1905 : Janey et Williams (pompe hydraulique)
1908 : Louis RENAULT (transmission hydrostatique à cylindrée variable)

Aprés la seconde guerre, Panhard a étudié et utilisé l'hydraulique pour les véhicules militaires (char d'assault). Avant d'être racheter par Citroen, ils étudiaient le moteur à piston libre (et débit variable !).

Dans les années 50 - 60, Citroen a fait roulé des prototypes de voitures à transmission hydrostatique (hydraulique à débit variable sans stockage). Des centaines de milliers de km de test.

Leur gros problèmes étaient le bruit. Apparement, les coups de bélier sont énormes sur ce type de transmission. C'est le "seul" vrai problème qu'ils avaient... Au niveau du rendement, c'est équivalent à une transmission mécanique (c'est à dire supérieur à 90%, en essais réel)

Ils n'avait pas de stockage hydraulique, mais y avait réfléchi. Pour eux, cela est trop lourd, et pose des problèmes de sécurité. Il faut s'avoir que lors des premiers crash-test de Citroen à suspension hydraulique, les sphéres se sont comportées comme des bombes (il faut dire que les 1ieres étaient remplies d'air et non d'azote, et elles n'avaient pas d'huile spéciale !)

Le bureau d'étude espérait sortir la GS avec une transmission hydrostatique. Mais ça c'est pas fait (à cause du bruit ?).

Et aprés ?
Rachat par Peugeot...

[michel dhieux]

Leur gros problèmes étaient le bruit. Apparement, les coups de bélier sont énormes sur ce type de transmission. C'est le "seul" vrai problème qu'ils avaient... Au niveau du rendement, c'est équivalent à une transmission mécanique (c'est à dire supérieur à 90%, en essais réel)

Ils n'avait pas de stockage hydraulique, mais y avait réfléchi.

Le bureau d'étude espérait sortir la GS avec une transmission hydrostatique. Mais ça c'est pas fait (à cause du bruit ?)

bonsoir
dans les années 50 la pression était de 50 a 70 bars depuis 55O BARS,tout évolue rapidement, comme le bruit des diesels camion dans les années 70 et maintenant, il y a une sacrée différence ,pour l'hydraulique c'est pareil, une étude et des essais poussés , du moment de transition,(entre la phase fin de transfert ,course ascendante refoulement du piston et la phase aspiration,course descendante )la glace a été monté avec des rainures coniques grandissantes ,cela a empecher coté pression une évacuation sans
liquide bloqué en surpression et coté aspiration une faible cavitation,les deux produisant beaucoup de bruit .
de plus ,l'huile est devenus avec des additifs anti aération ,dans les pompes a haute pression .en effet auparavant l 'air admis produisait l'effet diesel en haute pression (mini explosion du liquide).....bruit également .
quand aux accu les avions ont des accu en carbone, et comme l air comprimé qui y pense pourquoi pas l hydraulique......
seul problème dix fois plus léger mais dix fois plus cher

[michel dhieux]

bonsoir
autre voiture hybrid hydraulique une BMW 530i : en vidéo
http://uk.youtube.com/watch?v=CJw5AvvxBqg
en fin vous pouvez passer sur une autre vidéo >>>>> le véhicule UPS

[trimix]

bonjour,

Désolé de deterrer ce vieux topic mais y a-t-il du nouveau depuis fin 2006 sur ce sujet ?

[michel dhieux]

bonjour,

y a-t-il du nouveau depuis fin 2006 sur ce sujet ?

bonsoir
il y a la moto honda DN01
donc voici le détail de la partie variation continu.(deuxième lien)

http://thekneeslider.com/archives/20...nsmission-hft/

http://world.honda.com/news/2007/207.../pages/03.html

sur la partie gauche ,la pompe entraîné par le moteur thermique .

en son centre ,un tiroir d'embrayage ,qui relie le pompage (sortie pompe) avec l'admission (entrée pompe)de la pompe au débrayage.

au centre des tiroirs de distribution entre pompe et moteur hydraulique système totalement inédit (cela remplace les glaces de distributions )et sur la droite le moteur hydraulique ,

la pompe est a cylindrée fixe ,le moteur a cylindrée variable un moteur électrique (au dessus ) s'occupe de faire la variation ,suivant les données ,charge ,vitesse,régime moteur ,etc.

noter que les pistons du moteur sont de plus gros diamètre que ceux de la pompe , cela donne une réduction de vitesse de l'entrée pompe avec la sortie moteur de base, avec en plus une variation de vitesse du a la variation de cylindrée.

[trimix]

Michel,

Pourrais-tu m'expliquer simplement comment s'opère la récupération d'énergie dans le cas d'un freinage ou encore dans une pente ?

Autre question pour un moteur hydraulique y a t il comme pour les moteurs électriques un couple nominal et un couple en pic (genre pendant 10 sec.) ?

Merci

[trimix]

Michel,

Pourrais-tu m'expliquer simplement comment s'opère la récupération d'énergie dans le cas d'un freinage ou encore dans une pente ?

Autre question pour un moteur hydraulique y a t il comme pour les moteurs électriques un couple nominal et un couple en pic (genre pendant 10 sec.) ?

Merci