Moteurs rotatifs en couronnes composables

[Eurole]

Le forum est devenu calme :
examens
vacances.

C’est aussi un moment où la lecture
peut prendre une autre dimension ...

Je livre cet essai
à l’esprit critique de tous les lecteurs
espérant parmi eux un industriel ou artisan curieux


Il s’agit de couronnes motrices
associables sous de multiples combinaisons
en systèmes moteurs


Couronne motrice

Elle se présente schématiquement ainsi,
sous quatre types de rapports de couples
radiaux et axiaux

Voici le schéma des deux types radiaux




Principe


Alors que dans un moteur à explosion classique
la transformation de l’énergie fluide en énergie mécanique
se fait dans un système CYLINDRE PISTON BIELLE TRANSMISSION

Elle se fait ici
directement dans L’OBJET UTILE
(roue, poulie, machine-outil, outil quelconque ...)

Trois organes,
correspondant à trois étapes de fonctionnement,
doivent être distingués.

1. Production de l’énergie fluide
2. Stockage temporaire
3. Utilisation directe

L’utilisation directe
et le stockage temporaire
(servant de tampon entre la production et l’utilisation,
et de différentiel entre les objets d’une même branche)
ont plusieurs avantages :

la production s’arrête lorsqu’elle n’est plus nécessaire

Toutes énergies fluides peuvent être utilisées simultanément ou alternativement
Gaz comprimés
Vapeur d’eau
Explosion
Combustion
...
Le diagramme suivant synthétise le principe



Toutes énergies pouvant créer des rapports de couple
entre des secteurs de chaque couronne
imbriquées l’une dans l’autre
sont envisageables.

Dans cette présentation seules les énergies fluides seront abordées

Combinaisons


La cellule peut être utilisée sous de multiples formes
selon les usages requis

Directement








Par juxtaposition axiale





Par juxtaposition radiale linéaire, en surfaces ou en volumes





Par juxtaposition d’ensembles en mouvements






Applications pratiques


« Soignez les commencements »
disait Hippocrate

Le problème présent est le nombre
des applications possibles.

Je souhaiterais de l’aide pour construire
un prototype de roue motrice directrice à air comprimé,
premier pas de multiples applications.

Les industriels ont-ils des vacances ?

.
-----

[chwebij]

de bien belles couleurs mais j'ai rien compris!
un peu plus d'explication svp

[Eurole]

de bien belles couleurs mais j'ai rien compris!
un peu plus d'explication svp

Bonjour.


Merci pour les belles couleurs.
En plus elles parlent.

Le gris est statique.
Le rouge est mobile.

Le jaune reçoit l'énergie sous pression.
le vert la rejette dans l'atmosphère.
le rouge tourne (une roue, un outil ...)

*

Nous sommes au niveau du concept.
Effectivement il doit être clair.


.

[Eurole]

Pardon, le "vert" est bleu.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1762dbc2]

Moi je vois aucune image


RHAAaaaa !

[Eurole]

Moi je vois aucune image


RHAAaaaa !

Merci, SimpleMind, pour cette indication regrettable.
Quel est ton système d’exploitation?

D’autres participants du forum ont-ils le même problème ?

Vois-tu cette image de 29 ko ?
http://site.voila.fr/eurole/PetiteVoitureE.jpg

Il s’agit d’un schéma au sol d’une petite voiture conçue selon ce principe.

*

Sinon, le problème pourrait provenir du logiciel de FuturaSciences (pourtant je n'ai pas dépassé les sept images permises)


*

Quand j’étais au catéchisme, la notion de « pauvre d’esprit », « simple d’esprit » m’intriguait fortement.

Je n’ai trouvé la vraie réponse que beaucoup plus tard.

Que veut dire « SimpleMind » ?


.

[Eurole]

Moi je vois aucune image


RHAAaaaa !

Rebonjour SimpleMind.

Voici une image pour un nouvel essai.





Est-elle visible ?


*

En même temps je réponds aux demandes d'explications de Chweby:

Ce dessin représente le principe d'une turbine lente à fort rendement - par exemple dans une usine marémotrice ou une petite chute d'eau.

C'est trop tard pour le Mont St Michel !


.

[invite1762dbc2]

Merci, SimpleMind, pour cette indication regrettable.
Quel est ton système d’exploitation?

D’autres participants du forum ont-ils le même problème ?

Vois-tu cette image de 29 ko ?
http://site.voila.fr/eurole/PetiteVoitureE.jpg

.

Pour l'image je regarderais de chez moi car au bureau c'est verboten

Simplemind. C'était le nom d'un groupe de rock mais je l'ai pris dans l'esprit de restons simple et stupide car je vois beaucoup de gens arogants et finalement pas si intelligents que ça. Donc en restant dans un état presque naturel on ne s'autotrompe pas trop.

[Eurole]

...
Simplemind. ... je l'ai pris dans l'esprit de restons simple et stupide ...en restant dans un état presque naturel on ne s'autotrompe pas trop.

J'ai l'impression de revenir à des questions de mon enfance.

Le problème est que vouloir rester stupide est stupide: un cercle vicieux.

Dans le domaine scientifique on parlerait différemment (je n'ai pas dit "mieux")

Qui a parlé du "coeur soutenu par l'intelligence" ?

*

Une parenthèse, en attendant de pouvoir parler des images.


.

[invite1762dbc2]

Je vois les images de chez moi

Au bureau se sont ces paranos d'informaticiens qui doivent interdire de charger certaines pages. C'est curieux puisque selon les forums je peux charger.
Le diable des tuyaux à encore frappé

Je regarde tes schémas et on en reparle

[HS] Parenthèse
Il faudrait presque vivre bètement et justement c'est qui est embettant
[HS]

A plutarque

[invite1762dbc2]

Bonjour Eurole

A propos de ton schéma quelques chtit's question
Comment la raclette joint (en noir) s'efface-t-elle.
Il y a quelque chose de bizarre dans le second échappement.

A Tout'

[Eurole]

Bonjour Eurole

A propos de ton schéma quelques chtit's question
Comment la raclette joint (en noir) s'efface-t-elle.
Il y a quelque chose de bizarre dans le second échappement.

A Tout'

Bonjour Simplemind et Tous qui lisez ici
(plus de 50 en ce début de long week-end, j’en suis heureusement surpris)

Merci pour tes deux questions utiles.

1. « Comment la raclette joint (en noir) s'efface-t-elle ? »

Plusieurs types de réponses sont possibles.
La plus simple en ce stade du projet est un effacement mécanique.
J’ai pensé à une sorte de came ou de roulette.

La « raclette » (joli nom pour ce que je considérais par analogie comme un « piston ») est articulée et maintenue en contact avec le stator par un système de ressort et la force centrifuge du rotor.

L’angle de l’articulation est très faible (1 à 5 °), réduit par la longueur de la raclette triangulaire ou trapézoïdale, et par le faible espacement entre les deux couronnes.
Le volume souhaité (par analogie à la « cylindrée ») est obtenu par le rayon de l’ensemble et par la largeur des couronnes.

Si mes explications ne sont pas claires, j’en ferai un dessin.

2. « Il y a quelque chose de bizarre dans le second échappement »

Quid ?


.

[Eurole]

.....................
Si mes explications ne sont pas claires, j’en ferai un dessin.
...........................
.

Un dessin vaut 10 000 paroles




.

[fbedon]

Salut,
tu nous explique donc que tu viens de réinventer le moteur à palette ? utilisé dans tout les outillages pneumatiques en version moteur et dans les petits compresseurs (avertisseurs) en version pompe.
Ou alors j'ai mal regardé.

fred

[invite4ac61d3e]

Quelle est ta formation Eurole ? Ingénieur en mécanique ?

[invite1762dbc2]

Bonjour,
Oui moteur à palette YEs
mais aussi des pompes à vide ou les palettes sont en graphites.
La chambre et circulaire le piston circulaire mais le rotor est décentré de quelques millimetres. Simple et efficace. Par contre pour faire un moteur efficace c'est la taille des palettes et la pression qui sont déterminant.

Cordialement

[Eurole]

Salut,
tu nous explique donc que tu viens de réinventer le moteur à palette ? utilisé dans tout les outillages pneumatiques en version moteur et dans les petits compresseurs (avertisseurs) en version pompe.
Ou alors j'ai mal regardé.

fred

Bonjour fbedon.

Merci pour tes remarques utiles qui m'ont permis de redécouvrir le moteur à palettes.

Mais je pense que tu n'as pas été très attentif.

Simplemind est allé plus loin que toi.


.

[Eurole]

Quelle est ta formation Eurole ? Ingénieur en mécanique ?

Bonjour Astro boy.

Je pense que ça se voit que je ne suis pas ingénieur en mécanique.

Je ne sais pas si je dois être flatté de ta question ou en avoir des complexes.

Dans l'ensemble d'une vie, peut-on parler de

formation
ou de
formations

.

[Eurole]

Fbedon,

Tu m’as inspiré un nouveau dessin explicatif de différences avec le moteur à palettes traditionnel.





1. les admission-échappement peuvent être uniques ou multiples
2. la palette (pour les peintres, raclette pour les gourmets) s’ouvre dans le prolongement de la palette d’admission (noire) tangente au rotor.
3. le rotor - central dans cet exemple - peut être périphérique.



.

[Eurole]

les admission-échappement peuvent être uniques ou multiples.

[Eurole]

1.les admission-échappement peuvent être uniques ou multiples
2.la palette (pour les peintres, raclette pour les gourmets)
s’ouvre dans le prolongement de la palette d’admission (noire) tangente au rotor.
3.le rotor - central dans cet exemple - peut être périphérique.

.

La discussion semble en hibernation ... ?

[Eurole]

Il s’agit de couronnes motrices
associables sous de multiples combinaisons
en systèmes moteurs

.....................
sous quatre types de rapports de couples
radiaux et axiaux
Voici le schéma des deux types radiaux
.....................

.

Avant de clore cette discussion qui s'épuise ...


Un mot - sous forme de dessin - des types axiaux.





Il s'agit ici de deux cylindre juxtaposés.


Les chambres de transformation des énergies fluides en énergie mécaniques
situées entre le statot et le rotor
sont elles-mêmes des secteurs de couronnes cylindriques

Plusieurs chambres concentriques
de rayons différents
permettent des variations de vitesses

[_Goel_]

Bonjour,

J'ai l'impression que cela ressemble à une roue à aubes...
Si un dessin vaut 1000 mots, quelques mots expliquant le dessin peuvent être utiles. Ex pour l'avant dernière image :

Le fluide sous pression est représenté en jaune. Il arrive par 4 tuyaux d'alimentation dans l'espace compris entre le rotor et le stator. 5 palettes divisent cet espace en 5 chambres, assurant ainsi l'étanchéité du sysstème à chaque instant de son cycle. Soumise à la pression, la chambre est amenée à se dilater, ce qu'elle fait en fesant tourner le rotor (cycle moteur). Une fois que la roue a assez tourné, la palette suivante vient fermar la chambre et permet de créer la suivante. La chambre fermée est ensuite ouverte (suite à la rotation de la roue) pour laisser le fluide s'échapper.

Finalement cela ressemble beaucoup à une turbine d'usine hydroélectrique...

Nota : pour faire varier les vitesses, plutôt que d'utiliser des chambres concentriques, autant faire varier la pression dans le fluide (avec une vanne).

Nota : plus la surface des pales et leur nombre sera élevé (avec une augmentation proportionelle du nombre d'alimentations), plus le système sera puissant.

Nota 2 : ce système est très peu puissant, mais peut atteindre des rotations élevées (rpm), ainsi, avec un démultiplicateur, on atteint des puissances élevées, avec un faibler encombrement : c'est le principe du turbopropulseur)

Nota 3 : Trois variantes de ce système existent :
- flux moteur tangentiel : roue à aube
- flux moteur mixte (fluide liquide) turbine hydroélectrique (le fluide arrive tangentiellement à la turbine et repart axialement - ce qui permet en gros d'utiliser la place de l'échapement pour rajouter des alimentation)
- flux moteur axial : turbo-propulseur/réacteur

[Eurole]

Bonjour,

J'ai l'impression que cela ressemble à une roue à aubes...
Si un dessin vaut 1000 mots, quelques mots expliquant le dessin peuvent être utiles. Ex pour l'avant dernière image :

Le fluide sous pression est représenté en jaune. Il arrive par 4 tuyaux d'alimentation dans l'espace compris entre le rotor et le stator. 5 palettes divisent cet espace en 5 chambres, assurant ainsi l'étanchéité du sysstème à chaque instant de son cycle. Soumise à la pression, la chambre est amenée à se dilater, ce qu'elle fait en fesant tourner le rotor (cycle moteur). Une fois que la roue a assez tourné, la palette suivante vient fermar la chambre et permet de créer la suivante. La chambre fermée est ensuite ouverte (suite à la rotation de la roue) pour laisser le fluide s'échapper.

Finalement cela ressemble beaucoup à une turbine d'usine hydroélectrique...

Nota : pour faire varier les vitesses, plutôt que d'utiliser des chambres concentriques, autant faire varier la pression dans le fluide (avec une vanne).

Nota : plus la surface des pales et leur nombre sera élevé (avec une augmentation proportionelle du nombre d'alimentations), plus le système sera puissant.

Nota 2 : ce système est très peu puissant, mais peut atteindre des rotations élevées (rpm), ainsi, avec un démultiplicateur, on atteint des puissances élevées, avec un faibler encombrement : c'est le principe du turbopropulseur)

Nota 3 : Trois variantes de ce système existent :
- flux moteur tangentiel : roue à aube
- flux moteur mixte (fluide liquide) turbine hydroélectrique (le fluide arrive tangentiellement à la turbine et repart axialement - ce qui permet en gros d'utiliser la place de l'échapement pour rajouter des alimentation)
- flux moteur axial : turbo-propulseur/réacteur

Bonjour Goel,
Merci d'avoir relancé la discussion.

Demain je vais répondre en détail .

Est-ce une turbine ? et quelle turbine ?
Je ne pense pas.

Est-ce une roue à aube ? et quelle roue à aubes ?
Je ne pense pas non plus.


L'argument principal de mon opinion,
tu l'as relevé:
"(les x...) palettes divisent cet espace en ... chambres,
assurant ainsi l'étanchéité du système à chaque instant de son cycle"

A ma connaissance:
1. ni la turbine, ni la roue à aubes n'ont cette étanchéité (comparable à celle d'un moteur diesel)
2. la turbine est caractérisée par sa très grande vitesse et son faible rendement.

A plus tard.
(je pense à Simplemind)


.

[Eurole]

Rebonjour Goel,
je réponds à tes questions.

Si un dessin vaut 1000 mots, quelques mots expliquant le dessin peuvent être utiles. Ex pour l'avant dernière image

Il s’agit du message 21.

Je pense que dans ton deuxième paragraphe tu as bien analysé la situation :
Les quatre admissions débouchent sur quatre chambres étanches qui entrent en compression.
La cinquième chambre est un relais.

Mais ton association avec une turbine d'usine hydroélectrique m’étonne.
Sauf ignorance de ma part, je ne pense pas que ces turbines soient vraiment étanches.
Or ici les chambres de compression le sont, comme dans les moteurs à explosion classiques.

ce système est très peu puissant, mais peut atteindre des rotations élevées (rpm), ainsi, avec un démultiplicateur, on atteint des puissances élevées, avec un faible encombrement : c'est le principe du turbopropulseur)

Je pense l’inverse, en fonction de ce que j’ai écrit plus haut.

Un démultiplicateur ne paraît pas utile.

Pour obtenir des rotations rapides, plusieurs calculs et systèmes sont possibles
notamment en ce qui concerne la languette tangente au rotor :
plus son angle est obtus, plus une grande vitesse est possible.

plus la surface des pales et leur nombre sera élevé (avec une augmentation proportionnelle du nombre d'alimentations), plus le système sera puissant.

Cette question m’intéresse.
L’analogie avec la « cylindrée » d’un moteur est évidente.
Or la mesure d’une cylindrée est un volume, non une surface.

pour faire varier les vitesses, plutôt que d'utiliser des chambres concentriques, autant faire varier la pression dans le fluide (avec une vanne).

Oui.
Les deux sont possibles et utiles,
séparément
ou ensemble

[_Goel_]

bonsoir,

je fais un petit raisonnement live :

un voiture doit développer environ 20 Nm
prenons un moteur comme tu le propose :
posons 0.5m de diamètre et 0.2m d'épaisseur
posons 10 chambres (et 10 arrivées de fluide) dans l'entrefer rotor/stator avec un écart de 0.5m entre ces derniers. La pressio dispo est 10 bar (un pneu de voiture, c'est 2.1 bar)
en première approximation, la puissance développée est de
Puiss = Press*(Surface_palette)*Nb_cha mbres*bras_de_levier moyen
Puiss = 10*10*(0.125*0.3)*10*0.21
environ 8Nm, ce quin'est pas beaucoup... pour une consomation en fluide très élevée...
il faudrait augmenter la pression, dans ce cas, on retrouve le principe du moteur hydraulique...

la turbine n'est pas étanche en effet, avoir une étanchéité, avec des vitesses de rotations élevées apporte énormément de frotements... cependant, les fuites sont dégligeables devant de diamètre de la turbine. de plus la force motrice est transmise via l'effet bernouilli (permet d'atteindre des régimes de fonctionnement élevés car on pert très peu d'énergie en frottement).

[mécano41]

bonsoir,

je fais un petit raisonnement live :

un voiture doit développer environ 20 Nm
prenons un moteur comme ...

Bonjour,

J'ai vu ça en passant. Il me semble que pour un moteur de voiture c'est plutôt 200 Nm.

A bientôt

[_Goel_]

Oups...
Cela ne fait qu'augmenter le pb. alors...

[Eurole]

Merci Goel et Mecano41,
même si ces calculs mettent le moral à zéro.

Avant de répondre, je souhaite cependant aller plus loin, espérant que ce sera utile à beaucoup d’autres.
(je suis en ce domaine un cas très particulier. Divers alea de la vie ont fait que mes notions de physique se sont arrêtées à mon bac en 1952 ...)
Je vis ma retraite dans un nouveau monde.

Mais d’abord j’aimerais que Goel et Mecano41 se mettent d’accord.
La réalité se situe-t-elle entre 8 Nm et 200 Nm ?

Peut-être sont-ils tous deux dans l’erreur :
Ils parlent de
COUPLE MOTEUR
alors qu’il s’agit de
COUPLE AUX ROUES

Ce n’est pas la même histoire.
Je peux faire avancer ma voiture par la main sur les roues.

*

J’ajoute une question qui me préoccupe :
Quel est le volume atmosphérique résultant de l’explosion d’un mélange optimal de 1mm3 de gaz naturel et d’air ?

Merci et bon long week-end à Tous.

.

[mécano41]

... Mais d’abord j’aimerais que Goel et Mecano41 se mettent d’accord.
La réalité se situe-t-elle entre 8 Nm et 200 Nm ?

Peut-être sont-ils tous deux dans l’erreur :
Ils parlent de
COUPLE MOTEUR
alors qu’il s’agit de
COUPLE AUX ROUES

Ce n’est pas la même histoire.
Je peux faire avancer ma voiture par la main sur les roues...

Bonjour,

Dans ma remarque, il s'agissait du couple au moteur (pour un véhicule de milieu de gamme) puisque GOEL parlait de moteur dans la suite de sa phrase. Mais si tu veux parler du couple aux roues c'est encore plus important.

En partant d'une TWINGO par exemple, j'ai trouvé comme renseignements :

Pmaxi = 43 KW à 5250 tours/min (ou 550 rad/s)
Vmaxi = 150 km/h

Je suppose des roues de 0,55m de diamètre. A Vmaxi, elles tournent à 150000/(60.Pi.0,55)=1447 tours/min

Je suppose que le véhicule utilise sa Pmaxi à Vmaxi soit 43 kw à 1447 tours/min ou 151.5 rad/s ce qui donne comme couple aux roues :

C = 43000/151.5 = 284 Nm pour l'ensemble des roues motrices

Le couple au moteur, à cette même puissance maxi est alors : C = 43000/550 = 78 Nm

Mais ce couple aux roues est plus important lors de la montée en vitesse du véhicule puisque le couple maxi donné pour ce même modèle est : Cmaxi = 93 Nm à 2500 tours/min au moteur. Il faudrait connaître les rapports de la transmission pour pouvoir calculer le couple aux roues correspondant mais ça, je ne l'ai pas trouvé sur Internet et comme je ne suis pas un fana de bagnoles...!

Bon courage