moteur thermique à course divisée

[manimal]

j ai imaginé un moteur à embiellage non classique permettant de réduire la course moteur à la taille qu on le souhaite.c à d un moteur ayant une course de 40mm et un diamètre de 40mm , garde le meme diamètre et donc la meme cylindrée mais tournera avec une course de 20mm.ceci implique une vitesse moyenne de piston plus élevée et donc une puissance plus élevée.un moteur comme celui-ci aura donc une vitesse moyenne de piston supérieure à 25 m/s.en théorie cela fonctionne , pouvez-vous m indiquer si en pratique un tel moteur peut fonctionner du fait de l augmentation des frottements.merci.
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[Tropique]

un moteur ayant une course de 40mm et un diamètre de 40mm , garde le meme diamètre et donc la meme cylindrée mais tournera avec une course de 20mm.ceci implique une vitesse moyenne de piston plus élevée et donc une puissance plus élevée

Soit j'ai mal compris, soit tu t'es mal exprimé: pour moi, si tu réduis la course, tu réduis également la cylindrée apparente, et donc la puissance apparente pour un régime donné; si tu veux revenir au niveau de puissance initial, il faudra augmenter les t/min pour compenser.
Est-ce que ton embiellage garde le taux de compression constant?

[manimal]

je réduis la course par une conception archithecturale, le piston descend de 40mm mais la course est de 20mm.le taux de compression reste constant.

[wizz]

1)
Si tu utilises la technologie conventionnelle, la course est liée au vilebrequin. Et donc je vois mal comment tu peux faire varier la course du piston.
Il est "relativement facile" de faire varier le taux de compression, mais de faire varier la course du piston......

2)
Je ne vois pas comment tu peux réduire la course, conserver l'alésage ET conserver la cylindrée de ton moteur. A la dernière nouvelle, la cylindrée d'un cylindre dépend de son alésage et de sa course

3)
A supposer que la réduction variable de la course 2 fois moins longue soit possible.
Je ne vois pas comment le moteur tournera automatiquement plus vite?
Par contre oui, la réduction de la course réduit la vitesse linéaire du piston, et donc autorise une vitesse de rotation plus rapide du moteur. Mais cela implique qu'il faut appuyer d'avantage sur le champignon

4)
Le moteur ne crée pas spontanément de la puissance. Il ne fait que convertir l'énergie contenue dans le carburant. Et donc si tu réduis par 2 la course, tu réduis aussi par 2 la cylindrée, donc par 2 la quantité de mélange air-essence. Ce qui signifie que le moteur produira 2 fois moins de puissance à vitesse de rotation identique.


Bref, si tu pouvais rédévelopper ton concept....

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1762dbc2]

Hello Wizz

1)
donc si tu réduis par 2 la course, tu réduis aussi par 2 la cylindrée, donc par 2 la quantité de mélange air-essence. Ce qui signifie que le moteur produira 2 fois moins de puissance à vitesse de rotation identique.
....

Heu ! peut être pas d'accord
Si je comprend bien notre amis modifie la course après explosion pour augmenter l'énergie. confirme moi que l'énergie donné sur le piston descendant n'est pas linéaire.
Par contre il doit avoir la course maximum avant la compression pour emmagasiner le maximum d'air avant injection du carburant.
Donc si notre ami nous donnait la course du piston dans chaque phase du 4 temps cela nous permettrait de bien lui répondre. A noter que son système ne marchera jamais avec un deux temps (normalement).

A plus WIzz

[wizz]

TECHNIQUEMENT, comment comptes tu faire varier la course du piston ??????

[manimal]

c est un système de deux vilebrequin et de trois bielles.les deux vilebrequins ont une course de 20mm et le piston descend de 40mm.le taux de compression reste fixe.la question que je me pose est:est-ce que le moteur resistera à une vitesse linéaire du piston de 30 voir 40m/s.merci d avance de vos réponses.

[Tifoc]

Bonjour,
C'est assez brumeux... Vous distinguez bien taux de compression et rapport volumetrique du même nom ? Du peu que j'ai compris ce que vous décrivez, vous créez un moteur à rapport volumétrique variable, et ça ressemble assez aus moteurs type ANVAR et FEV. Je n'ai pas leur schéma sous la main, mais vous devriez trouver ça sur le site de MCE-5 (Allo Google )

[_Goel_]

Salut !

Ca n'a peut-être pas de rapport :
Le svainqueurs du shell éco marathon de 2003 avaient un moteur avec un système bielle-vilbrequin épicycloïdal, affin d'augmenter la capacité du piston à emmagasiner l'énergie de l'explosion :

Exemple (indicatif) : dans un premier temps (juste après l'explosion), le piston fait 1/3 de sa course alors que l'axe de sortie fait 1/4 de tour, les 2 autres tiers de la course du piston permettent d'entrainer l'axe de sortie sur l'autre 1/4 de tour (au final on a bien 1/2 tour pour un aller du piston). Ce principe permet d'avoir une pression à l'échappement plus faible, d'où un meilleur rendement.

Cependant, en pratique, ce système n'est pas plus efficace qu'un système classique à cause de l'augmentation des forces de frottement.

@+

[wizz]

1)
Si tu utilises la technologie conventionnelle, la course est liée au vilebrequin. Et donc je vois mal comment tu peux faire varier la course du piston.
Il est "relativement facile" de faire varier le taux de compression, mais de faire varier la course du piston......

Ce n'est pas la même chose que parler du taux de compression variable !

Ici, il dit concevoir un moteur qui possède d'une course de 40mm.
Puis il dit limiter la course à 20mm seulement

Ce n'est pas pareil.....

[invite16a0720a]

Si j'ai bien compris, n'es tu pas en train de réinventer le cycle d'Atkinson, que la Toyota Prius utilise de façon contournée avec un retard à l'ouverture des soupapes?
http://www.keveney.com/Atkinson.html

[wizz]

non.
Sur un moteur à cycle atkinson, on peut appeller cela l'admission variable. Mais la course reste le même.

Sur "son moteur" , c'est la course du piston qui devient variable

[invite16a0720a]

Soit... Mais pourquoi ne pas faire un petit dessin du "système de deux vilebrequin et de trois bielles"?

[manimal]

bonjour,désolé je ne peux faire de dessins car je veux breveter le concept.je peux juste affirmer que le piston a une vitesse linéaire de 45m/s.

[wizz]

vitesse du piston: 45m/s linéaire....
alors tu peux postuler pour un job motoriste dans n'importe quelle écurie en formule 1, et tu peux imposer tes conditions de travail, ton salaire, tes caprices....

Euh, finalement, ce ne sera plus d'activité, il et possible que le reglement 2007 impose la vitesse max de 19000rpm.

Au fait !
Je rapelle un principe.
Tu possèdes un moteur dont la course initiale est de 40mm.
Si tu réduis la course de ce moteur à 20mm, tu réduis sa cylindrée par 2, et tu réduis aussi sa puissance par 2. Donc cela réduis beaucoup l'intéret de ton principe.
Sans même vouloir chercher à comprendre comment tu comptes faire pour réduire la course d'un piston....

[manimal]

wizz,je te remercie pour le job de motoriste.Avec mon système je peux réduire la course sans modifier la cylindrée.En plus je peux réduire la course indéfiniment , avoir la meme cylindrée et obtenir des vitesses linéaires de piston de l ordre de 100 voir meme 200m/s mais ce n est pas possible dans la pratique.Pour le job de motoriste mon système est compatible avec un V à 90.par contre je ne sais pas à qui m adresser pour faire évoluer le projet.wizz si tu as une idée je t en remercie d avance.

[invite1762dbc2]

ça ressemble assez aus moteurs type ANVAR et FEV. Je n'ai pas leur schéma sous la main, mais vous devriez trouver ça sur le site de MCE-5 (Allo Google )

Effectivement gogole donne la réponse et leur site est très bien fait. Ceci dit ne maitrisant pas trs bien l'anglais je ne vois pas très bien comment cela fonctionne. Je cherche de la doc en français.

[wizz]

Pour une technologie donnée:
La puissance d'un moteur est caractérisée par sa capacité de bruler le carburant. Plus il peut en bruler et plus on aura de puissance. Ce volume de mélange air+essence est donnée par la cylindrée V du moteur, c'est à dire course C et alésage D
V=C*D²/4

Si tu réduis la course de ce moteur C' = C/2, alors tu réduiras aussi la cylindrée de ce moteur par 2, donc du volume de mélange air+essence par 2, donc de la puissance de ce moteur par 2.

IL N'EST PAS POSSIBLE DE REDUIRE LA COURSE SANS REDUIRE LA CYLINDREE D'UN MOTEUR.

[invite1762dbc2]

IL N'EST PAS POSSIBLE DE REDUIRE LA COURSE SANS REDUIRE LA CYLINDREE D'UN MOTEUR.

Bonjour Wizz

Merci pour le calcul pour ta remarque sur l'impossibilité !

Certes Wizz mais dans le cas de moteurs VCR (tel celui de MCE-5) Il y a bien une variation continu du volume.
Ce que je ne comprend pas pour l'instant c'est à quel moment il faut augmenté le volume et à quel autre moment dans le cycle il faut le diminuer.

Toutefois j'ai compris qu'au moment de la compression on peut le diminuer légèrement de façon dynamique le volume compressé pour éviter l'effet cliquetis ce qui permet de ce tenir toujours à la limite de l'effet négatif.

Ce qui me manque ce sont les variations de volumes dans les autres parties du cycle et surtout pourquoi on les faits varier (pour quels avantages).

Cordialement

[wizz]

http://www.mce-5.com/

There is an opinion that all carmakers share: Variable Compression Ratio (VCR) is the most efficient solution to reduce SI engines Fuel Consumption while opening the way to several strategies for the future.

Il est écrit taux de compression variable, mais pas de moteur à cylindrée variable !!!!
C'est ce dont j'avais déjà fait remarqué beaucoup plus haut.

1)
Si tu utilises la technologie conventionnelle, la course est liée au vilebrequin. Et donc je vois mal comment tu peux faire varier la course du piston.
Il est "relativement facile" de faire varier le taux de compression, mais de faire varier la course du piston......

2)
Je ne vois pas comment tu peux réduire la course, conserver l'alésage ET conserver la cylindrée de ton moteur. A la dernière nouvelle, la cylindrée d'un cylindre dépend de son alésage et de sa course
...

Comment peut on faire varier le taux de compression:
-en désolidarisant le bas moteur (où se trouve le vilebrequin) du reste du moteur. C'était la méthode que SAAB avait fait. Il y a une came qui fait basculer (de très peu) le bloc moteur, ce qui fait augmenter la chambre résiduelle en fin de compression, donc du taux de compresion.
-en utilisant une admission variable, de type Atkinson.

(Pour ce qui suit, les calculs sont faux mais la méthodologie pour la compréhension du principe de taux de compression variable est juste)
Supposons un premier moteur de course 100mm pour un taux de compression 10:1. Si on referme les soupapes lorsque le piston est en bas, on aura alors un taux de compression maximale de 10:1.
Supposons un deuxième moteur de course 120mm pour un taux de compression 12:1. Si on referme les soupapes lorsque le piston est en bas, on aura alors un taux de compression maximale de 12:1.
Jusqu'à ici, chacun suit?

Mais par contre, si on laisse la soupape d'admission ouverte pendant que le piston remonte, ce piston va alors refouler l'air. Admettons que la soupape se referme lorsque le piston est à la hauteur 100mm, on aura plus qu'un taux de compression de 10:1.
OK???
Donc selon le moment où on referme la soupape, on aura un taux de compression correspondant.

Ce n'est pas du tout la même chose qu'un éventuel moteur à course variable mais cylindrée constante.
La cylindrée et la course sont liées.

[wizz]

Il m'est évident mais pour d'autres, je vais le préciser.

-volume piston en haut : 0.1 L
-moteur course 100mm volume piston en bas : 1 L
-moteur course 120mm volume piston en bas : 1.2 L

[invite1762dbc2]

Il est écrit taux de compression variable, mais pas de moteur à cylindrée variable !!!!
C'est ce dont j'avais déjà fait remarqué beaucoup plus haut.

Ce n'est pas du tout la même chose qu'un éventuel moteur à course variable mais cylindrée constante.
La cylindrée et la course sont liées.

Passionnant

Hum! hum! Sauf à ce que je ne comprenne pas des pertinentes explications : dans le cas de la société MCE-5 leur système passe de 7:1 à 18:1 en moins de 60ms.
Comme l'alésage ne change pas c'est bien la course qui change. Et il ne touche pas aux soupapes comme le font les autres moteur (toyota par exemple). Regarde la cinématique de leur système tu verras que c'est bien la logueur de la course du piston qui permet de faire varier la compression.

A tout' Wizz

[Tifoc]

Bonsoir,

Je vais essayer de faire bref...
Soit V le volume de la chambre au point mort bas, et Vo le volume au point mort haut, la cylindrée unitaire est définie par (C=V-Vo). Par ailleurs, le rapport volumétrique de compression (improprement appelé taux de compression, alors que ça n'a presque rien à voir) vaut Ec=V/Vo. Ce rapport est limité pratiquement par les phénomènes de cliquetis et d'auto-inflammation, est doit rester en gros inférieur à 10. On définit enfin un rapport volumétrique de détente Ed, qui lui intervient dans le rendement thermodynamique du moteur (1-1/(Ed^1,3)-1)). Plus Ed est grand, meilleur est le rendement.
Sur un moteur conventionnel, Ed=Ec et donc le rendement est limité. L'idée est donc d'avoir un Ed différent du Ec... autrement dit d'augmenter V et/ou diminuer Vo lors de la détente. Plusieurs solutions existent sur le papier, à ma connaissance toutes mécaniques pour l'instant. Saab il y a quelques années avait essayé une culasse basculante, mais qui est restée au stade pré-industriel. L'idée de la course variable est déjà développée par Renault et Nissan ainsi que Peugeot avec des systèmes bielle-manivelle articulés et actionnés par des vérins hydrauliques (ce ne sont pas les systèmes Alvar et FEV dont je parlais dans mon précédent post, je me suis trompé... ). J'essaie de joindre un petit schéma... mais ne m'en veuillez pas si ça passe pas !

[invite1762dbc2]

Bonjour Tifoc

Merci pour tes explications qui sont on ne peux plus claire.
Merci aussi pour la vignette avec les moteurs Nissan et pigeot. A noter que le système MCE-5 se rapproche davantage du système peugeot avec des frottements en moins au niveau des pistons. (voir leur doc super)

Toute l'astuce de la société MCE-5 et que leur système passe de 7:1 à 18:1 en moins de 60ms. D'autre part pour faire court aussi il arrive à résoudre le problème épineux du rendement à faible et forte charge ainsi que le cliquetis que tu évoques.

A bientôt Tifoc et encore merci

[manimal]

le fait de diviser la course ne modifie pas la cylindrée mais effectue une équivalance.un 500cm3 de 100 de diamètre et de 63.6 de course est équivalent avec mon système à un 500cm3 de 141.6 de diamètre et 31.8 de course.le piston descend de 63.6mm mais la force est transmise à un vilebrequin de 31.8mm de course, la vitesse moyenne du piston peut alors dépasser 25m/s.LA CYLINDREE N EST DONC PAS MODIFIEE.cordialement.

[invite2dfbd2f0]

Bonjour à tous,

Rappelons le principe du moteur à rapport volumétrique variable, type MCE5.

Dans un moteur essence, la masse d'air admise dans un cylindre est variable. En effet, le papillon des gaz, sorte de robinet, fait varier le débit d'air aspiré dans le cylindre lors de l'admission. Plus on appuie sur l'accélérateur, plus ce robinet s'ouvre et plus la masse d'air (ou plutôt de mélange air-essence) dans le cylindre est grande.

Pourtant, la cylindrée du moteur est, bien entendu, constante. C'est donc la pression de l'air dans le cylindre qui varie.

Or, plus la pression dans le cylindre est élevée, en fin de compression, meilleur est le rendement du moteur. Cette pression ne doit cependant pas dépasser une valeur critique, pour éviter l'autoallumage du mélange (allumage du mélange sous l'effet de la pression et de la température, avant l'étincelle de la bougie).

Le moteur est donc dimensionné pour qu'à pleine charge, c'est à dire papillon de gaz grand ouvert, la pression atteinte dans le cylindre en fin de compression soit un tout petit peu en dessous de la pression critique.

Ainsi, à charge partielle, quand le papillon des gaz n'est pas grand ouvert, la pression dans le cylindre en fin de compression est très inférieure à la pression critique.

C'est pourquoi le rendement d'un moteur essence est plus faible à charge partielle. Le rendement maximal est atteint à pleine charge.

Le moteur à rapport volumétrique variable remédie à ce problème. Avec ce moteur, le rendement à charge partielle est aussi élevé qu'à pleine charge.

La course du piston reste constante, et donc par définition la cylindrée. Mais cette course est décalée vers le haut du cylindre à charge partielle. Ainsi, le piston remonte plus haut dans le cylindre à charge partielle. Cela permet de plus comprimer le mélange, et d'atteindre la pression optimale (juste en dessous de la pression critique).

[invite4f7a60b6]

4)
Le moteur ne crée pas spontanément de la puissance. Il ne fait que convertir l'énergie contenue dans le carburant. Et donc si tu réduis par 2 la course, tu réduis aussi par 2 la cylindrée, donc par 2 la quantité de mélange air-essence. Ce qui signifie que le moteur produira 2 fois moins de puissance à vitesse de rotation identique]

bonjours a tous
je suppose que vous parlez du nouveau moteur qui vient
de sortir en tant que proto, a course variable, et donc a puissance variable ; il est evident qu il a peut etre de bons jours devant lui. volvo dans le passe a essaye
d avoir un moteur a puissance variable en mettant
trois cylindres en route sur les six.
il est evident qu a choisir la premiere solution est
meilleure. salut a tous

[wizz]

le fait de diviser la course ne modifie pas la cylindrée mais effectue une équivalance.un 500cm3 de 100 de diamètre et de 63.6 de course est équivalent avec mon système à un 500cm3 de 141.6 de diamètre et 31.8 de course.le piston descend de 63.6mm mais la force est transmise à un vilebrequin de 31.8mm de course, la vitesse moyenne du piston peut alors dépasser 25m/s.LA CYLINDREE N EST DONC PAS MODIFIEE.cordialement.

Ce n'est plus la même chose
Tu as remplacé un moteur (100*63.6) par un autre moteur (141.6*31.8). Mais ton moteur n'est pas de type à course variable "à souhait" comme tu l'as précisé dans ton premier message.

j ai imaginé un moteur à embiellage non classique permettant de réduire la course moteur à la taille qu on le souhaite.c à d un moteur ayant une course de 40mm et un diamètre de 40mm , garde le meme diamètre et donc la meme cylindrée mais tournera avec une course de 20mm.ceci implique une vitesse moyenne de piston plus élevée et donc une puissance plus élevée.un moteur comme celui-ci aura donc une vitesse moyenne de piston supérieure à 25 m/s.en théorie cela fonctionne , pouvez-vous m indiquer si en pratique un tel moteur peut fonctionner du fait de l augmentation des frottements.merci.

Dans les 2 cas, chaque course du piston reste invariable, à moins que tu adoptes le système MCE5. Ton piston n'a pas une course tantôt de 63.6, tantôt de 31.8, tantôt d'une valeur entre ces 2 extrêmes.
Mais cela ne change pas à la vitesse maximale possible par le piston.

Ton piston fait un aller-retour par tour moteur, soit une distance parcourue de 2 fois la course du piston. Il est alors facile d'obtenir la vitesse linéaire pour chaque trajet, c'est à dire par 1/2 tour moteur
Cette fois ci, on réduit par 2 la course du piston, on réduit aussi par 2 la distance parcourue par le piston, de cette manière sa vitesse linéaire MAIS à vitesse de rotation identique.. Ce qui veut dire que cela autorise ton moteur à tourner 2 fois plus vite avant d'atteindre la vitesse linéaire max.

Application numérique.
Limite vitesse inéaire max = 25m/s
moteur #1, course = 63.6mm
donc rotation max moteur : 25000/63.6= 393 trajets, soit 196.5 tr/s ou 11792 tr/min

Quelle est donc la vitesse linéaire max atteint par le piston sur le moteur #2, course = 31.8mm , à la vitesse de rotation moteur de 11792 tr/min?
393*31.8 = 12500 mm/s, soit 12.5m/s

Conclusion, quelle est la vitesse de rotation max atteint par le moteur #2, sans que la vitesse du piston dépasse la limite 25m/s?
Merci la règle de 3...
Soit 23584 tr/min

A chaque tour, les 2 moteurs absorbent une même quantité de mélange air+essence, et c'est la cylindrée qui l'autorise. Donc ils peuvent délivrer la même puissance par tour moteur.
Et comme le 2e moteur peut tourner 2 fois plus vite, il peut absorber 2 fois plus de mélange air+esence, donc pourra délivrer 2 fois plus de puissance par unité de temps, MAIS consommera bien entendu 2 fois plus de carburant aussi.
...du moins sur le point de vue entierement théorique...


Non manimal, tu n'a pas révolutionné le moteur à 4 temps !!!!
Tu n'as pas trouvé la solution miracle pour permettre d'aller bien au delà de la vitesse linéaire 25m/s

[manimal]

bonjour
wizz je brevète le concept et je te montre le système (shéma) du moteur pouvant dépasser les 25m/s atteignant la vitesse linéaire de piston que l on souhaite. si je me suis mal exprimé sans montrer de shéma j en suis désolé.cordialement

[wizz]

le fait de diviser la course ne modifie pas la cylindrée mais effectue une équivalance.
un 500cm3 de 100 de diamètre et de 63.6 de course est équivalent avec mon système à un 500cm3 de 141.6 de diamètre et 31.8 de course.
le piston descend de 63.6mm mais la force est transmise à un vilebrequin de 31.8mm de course, la vitesse moyenne du piston peut alors dépasser 25m/s.
LA CYLINDREE N EST DONC PAS MODIFIEE.cordialement.

Donc ton système est un moteur 500cc de 31.8mm de course et de 141.6mm de diamètre. Parfait.
Puis tu affirmes que le piston descend de 63.6mm, je suppose par 1/2 tour de rotation du moteur avant de remonter avec la même distance. Donc en fonction de la vitesse de rotation du moteur, j'obtiens le temps nécéssaire pour que le moteur fasse 1/2 tour, et donc j'aurai la vitesse de déplacement de ce piston pour parcourir 63.6mm !!!!

De toute façon, la limite de 25m/s n'est pas due à une résistance mécanique à cause de l'inertie mais au frottement métal/métal entre le piston et le bloc moteur. L'usure devient exponentielle au dela de cette vitesse.