Moteur à solénoïdes

Bonjour à tous,

Ce n'est que le début d'un projet qui vient en parallèle avec tant d'autres. Je ne sais pas si je trouverai le temps d'aller au bout.
En tous cas, la phase "tempête sous un crâne" se termine et j'ai maintenant un 3D à montrer. C'est déjà ça.

Il s'agit d'un tout petit moteur à solénoïdes. En fait, un V8 dont les cylindres sont des bobines et les pistons, des mini-aimants néodymes.
Le système de variation du régime est mécanique. L'idée vient d'une série de vidéos trouvée sur le net. Quelqu'un a fait plusieurs moteurs sur ce principe et ça a l'air de pas trop mal marcher. Un tambour de cuivre recouvert d'un adhésif découpé de sorte de laisser des pistes de contact en trapèze est "léché" par une série de balais (un par cylindre) qui commandent chacun un transistor de commutation, avec une bobine asservie. La position de l'ensemble des balais fait varier la durée du signal envoyé aux transistors, donc, le temps d'alimentation des bobines, donc, le régime moteur.

Le vilebrequin est monobloc, ses manetons sont sur un seul plan et il ne tourne que sur deux paliers. Mais vu la faible puissance de l'ensemble et sa petite taille, deux paliers devraient suffire.

Il reste beaucoup d'inconnues. Le projet est peut-être trop ambitieux pour un bricolo comme moi mais je vais tenter le coup.

Et pour donner une idée de la taille de l'engin:
-Le socle qu'on voit sous le moteur (dernières images ci-dessous) fait 70x70mm.
-Pratiquement toutes les vis visibles sur les 3D (sauf les sans têtes) sont en M2.

Bref, une échelle globale d'environ 1:10. Pas bien gros quand même.

Je n'ai que des captures d'écrans à montrer pour l'instant :

Très curieux de la suite, je prends un ticket, et j'espère que ce ticket va "tenir"... J'en ai qui mystérieusement disparaissent.... Je découvre sur le portail des contributions dont je ne suis pas prévenu.

histoire de suivre.

Cependant, je m'interroge sur les performances d'un tel système :
Un moteur électrique permet de transformer le courant en mouvement rotatif au moyen d'un champ magnétique tournant. : l'avantage, on va faire tourner l'arbre directement.
Ici, tu viens mettre entre le courant et le mouvement un arbre ... et toutes les pertes associées (frottements, vitesses variables selon l'angle etc.)

ce principe est intéressant dans le cadre d'un moteur à combustion interne, car on a du mal à faire "tourner" l'explosion du carburant. Dans le cadre d'un moteur électrique, ce n'est pas un souci d'obtenir un mouvement rotatif directement.

A voir donc pour ce qui est du rendement.

Ca, c'est juste pour le coté emmerd**r
Par contre, j'adore le look que ça donne (un beau V8 avec de la vrai mécanique ), et même si j'ai du mal à voir les avantages que ça peut avoir, j'imagine que ce n'est pas tout noir.

En tout cas, j'attends avec impatience de voir ce que ça donne

Hagar a écrit:En tous cas, la phase "tempête sous un crâne" se termine et j'ai maintenant un 3D à montrer. C'est déjà ça.

Salut tu plaisantes ou quoi ? Un projet modélisé (SW non ?), étudié et analysé encore dans l'ordinateur c'est une belle perspective de réussite !
Tu comptes usiner toutes les pièces ????
Bravo pour la démarche et ton approche technique... Après je comprends pas le fonctionnement d'un V8 "électrique"
je vais suivre !

Hier j'ai pris un ticket sur ce fil et à nouveau je ne reçois pas d'avertissement.

Notre forum change de fonctionnement?

EricSud a écrit:

Hagar a écrit:En tous cas, la phase "tempête sous un crâne" se termine et j'ai maintenant un 3D à montrer. C'est déjà ça.

Salut tu plaisantes ou quoi ? Un projet modélisé (SW non ?), étudié et analysé encore dans l'ordinateur c'est une belle perspective de réussite !
Tu comptes usiner toutes les pièces ????
Bravo pour la démarche et ton approche technique... Après je comprends pas le fonctionnement d'un V8 "électrique"
je vais suivre !

Le fonctionnement est simple dans le principe :
Il est basé sur le même principe qu'un moteur thermique
- un piston vient coulisser dans une chambre (mouvement linéaire de va & vient)
- Ce mouvement linéaire alternatif est transformé en mouvement rotatif au moyen du vilbrequin (arbre principal)

La seule différence, c'est que dans le cas du piston, c'est une explosion qui vient pousser le piston, et l'inertie de l'arbre le fait remonter en position initiale (inertie + mouvement des autres pistons dans le cadre d'un multicylindre).
Dans le cadre d'un moteur à solénoïde, un courant électrique dans une bobine va créer un champ magnétique. Ce champ va faire bouger une tige métallique en son centre (dans un sens ou dans l'autre, selon le sens du courant)
Du coup, on a un gros avantage par rapport au piston classique : on gagne 4 fois plus de puissance qu'un piston standard, car chaque mouvement dans un sens ou dans l'autre est moteur !
en effet, dans le cadre d'un moteur 4 temps :
1er temps - le piston est en position haute, la chambre de combustion est vide, on le fait descendre, aspirant ainsi un mélange air/carburant. -> énergie dissipée à le faire bouger
2ème temps - le piston remonte, compressant le mélange -> énergie dissipée à faire bouge le piston + compression des gaz
3ème temps - les gaz explosent, faisant descendre le piston -> ici, le piston devient moteur et vient pousser l'arbre moteur.
4ème temps - le piston remonte, poussant les gaz de combustion vers l'échappement. -> énergie dissipée pour faire remonter le piston + echappement des gaz.

Sur les 4 temps, un seul temps transmet de l'énergie.

Dans le cadre d'un moteur à solénoïde :
1er temps - on vient appliquer un courant dans un sens, poussant la tige vers le bas -> le mouvement est moteur
2ème temps - on vient inverser le courant, tirant la tige vers le haut -> le mouvement est moteur
et ainsi de suite.

Du coup, tout les temps sont moteurs. Reste à voir ensuite l'efficacité

BZHades a écrit:
Du coup, tout les temps sont moteurs. Reste à voir ensuite l'efficacité

On parlerait plutôt de rendement. Merci pour ce rappel mais justement pour améliorer le rendement des moteurs thermiques on doit laisser les gaz chauds se détendre. On a une meilleure perception du phénomène avec la vapeur qui d'ailleurs serait plus comparable à ce concept de moteur car les deux mouvements du piston sont moteurs. Une machine à vapeur à piston comme une locomotive fonctionne de deux façons. Pour "décoller" le train on admet la vapeur durant tout le mouvement du piston de sorte que le couple est constant et maximum ; il dépend de la pression/température de la vapeur. Mais lorsque le train est bien lancé on passe en régime d'admission de vapeur pendant une fraction de la course du piston et on laisse la vapeur se détendre au point que les meilleures machines à vapeur ont trois étages : haute pression, moyenne pression et basse pression avec des sections de piston ou plus souvent de turbines qui croissent lorsque la pression diminue et là le rendement énergétique augmente très sérieusement.
Ici le fonctionnement d'un solénoïde est très différent et ce qui m'ennuie c'est que la force d'attraction varie comme l'inverse du  carré de la distance entre les masses polaires.  C'est le même phénomène qui crée un handicap au fonctionnement d'un moteur pas à pas.  Dans ce moteur à solénoïde je pense que la "distribution" devra être particulièrement bien conçue. mais encore comme dans le moteur pas à pas on va rencontrer un phénomène qui est le temps qu'il faut pour "charger" une bobine et le temps qu'il faut pour la "décharger" (par analogie avec ce qui se passe avec un condensateur).
Stan

J'en sais moins que vous sur le sujet. Comme je n'ai pas conscience des difficultés, je me lance dans l'aventure. C'est le seul moyen de réussir, même si ce n'est pas gagné d'avance.

J'ai déjà réalisé une bobine (fabrication perso). Les tests que j'ai pu faire avec un pitoyable boîtier à piles montrent déjà la variation de force selon la position du piston. c'est un paramètre important pour définir le diagramme de distribution. J'ai passé commande d'une alimentation 0/30V variable. Ce sera mieux pour les prochains tests.

Voici déjà les deux vidéos qui m'ont décidé à tenter l'aventure :



Le V12 présenté semble très bien pensé et la réalisation est mieux que soignée. Je reprends l'ensemble de ses solutions parce qu'elles me plaisent bien dans leur esprit, en appliquant tout ça à une échelle plus réduite. Ce qui amène la seconde vidéo dont le micro V8 a un look incroyable. Dommage que l'auteur n'ait pas beaucoup détaillé son travail.

Dans tous les cas, ces moteurs fonctionnent sans inversion de tension aux bobines. Ils ne peuvent donc que "pousser" leurs pistons. Comme un classique moteur thermique.

Je m'en vais acheter un ou deux litres de chance parce que je sens qu'il va m'en falloir.

Au fait, j'ai retrouvé l'émission de C'est pas sorcier concernant le fonctionnement d'un moteur 2 temps/4 temps

https://www.youtube.com/watch?v=NV1LfueHFoA

à partir de 5minute pour le 2 temps, et 7"25 pour le 4 temps

C'est expliqué simplement et très clairement ! j'adore cette émission.

Bonjour à tous,
Original ces moteurs à bobines!
En fait, il faut comprendre que l'air ne peut pas rentrer seule dans un moteur thermique, il faut la forcer, soit pas un temps non moteur ou le piston est utilisé comme un aspirateur comme sur les 4T, ou par un compresseur, turbo, carter pompe etc... sur un 2T. Un moteur 4T est donc utilisé la moitié de sa vie en compresseur!
A l’opposé des très belles réalisation de Hagar, un moteur qui doit, je pense, correspondre à ce que l'on fait de plus gros en 4T, au delà c'est du 2T...
(1800CV/cylindre)


Bonne journée,
JPaul

Avancement du projet : les bobines.

Fabrication maison, donc sur mesure pour ce mini V8.

Toutes identiques. Pas de symétrie banc gauche / banc droit.
Le fil de cuivre est fait pour le bobinage. Diamètre 0,2mm, isolation par verni plastifié.
Chaque bobine est dotée d'une carcasse mixte dural/laiton (non magnétique). Le bobinage est fait au tour, transformé en machine de bobinage. Mais le fil fait quand même un peu ce qu'il veut et un beau bobinage bien propre est quasiment impossible...
11 couches d'environ 85 spires chacune, ce qui fait un peu moins de 950 tours. 16,2 ohms mesurés.

Très casse-pied à faire, tout ça. Surtout en 8 exemplaires. Mais maintenant, terminé. Ouf !































Prochaine étape : un vilebrequin monobloc de 96,25mm de long.

Bonsoir

Je ne sais pas si ça marchera mais rien qu'a la vue des plans....v'la l'boulot..
Te laisse pas décourager et fonce , l’expérience que tu retireras de tes essais ne sera jamais perdue et c'est bien là l'essentiel.
Proverbe shadock: plus ça rate et plus on a de chances que ça réussisse;;; je l'aime bien celui là

Le vilebrequin, maintenant.

Après un essai d'usinage dans une grosse vis classe 8.8 et un décès prématuré de ma lame de tronçonnage, j'ai décidé de le faire plutôt dans un barreau dural.
Petite modif du 3D pour augmenter le diamètre des manetons et gagner en rigidité pour palier la RDM inférieure de l'alu et c'est parti.

Il faut dire qu'il ne s'agit pas d'un moteur bien puissant et qu'un solénoïde fournit une force plutôt qu'un choc, comme l'explosion dans une véritable chambre de combustion.
Ca devrait suffire.

Travail impressionnant de propreté.
Chapeau l'artiste.

Concernant le vilebrequin je le trouve super bien réussi !

Bravo
Stephane

Bonjour

+1 avec Srtib
Tu n’a pas mis d’entretoises ? pendant l’usinage du vilebrequin pour éviter une flexion de celui-ci

BOB

Au tournage, j'ai pris soin qu'il n'y ait pas de maneton entre celui que j'usine et le mandrin.
Au fraisage, j'ai choisi une profondeur de passe très fine justement pour ne pas que le vilo se déforme.

Bonjour

Hagar a écrit:Au fraisage, j'ai choisi une profondeur de passe très fine justement pour ne pas que le vilo se déforme.

question concernant l'opération fraisage : comment était bridé la pièce ?

Lulu

Au Nord : un empilage de cales + vés d'usineur bridé sur la table rainurée juste à la bonne hauteur pour reposer l'arbre de sortie du vilo de façon à ce qu'il soit de niveau.

Au sud : un plateau diviseur réglé parallèle à la table et qui maintient l'autre arbre du vilo. Il sert aussi à orienter le vilo de façon précise pour le prochain fraisage.

Nord et Sud : convention perso relative à la position de mon portique...

Salut,

Excellent

++
David

hello

les plus grosses visses sont en M2 donc pas de 40 si je ne m'abuse, donc perçage a 1.6 maxi, voir 1.4 si dans de l'alu, vu que je perce plus gros que le foret (oui, suis balaise ), en gros, juste impossible pour moi sauf a avoir 10 forets par trou et quelques tarauds d'avance aussi si c'est dans l'inox

trève de plaisanterie, c'est un superbe projet qui est très bien parti, je ne vois pas ce qui pourrait t'arreter en si bon chemin

Salut,

J'adore cet usinage c'est très joli je me souvient d'une video sur YT d'un moteur complet.

Niveau rendement c'est toujours mieux qu'un thermique.

Ce qui va me plaire c'est ensuite comment vas tu gérer la gestion des alimentations:

Tout numérique ou analogique. Gestion des ''cylindres'' seulement en propultion ou en traction ou les deux. Comment vas tu capter les PMH et PMB

La je pense qu'il y a encore une grosse reflexion mais je t'encourage car joli projet et du plus bel effet lors d'apéros dans une table basse en verre

whaooo impressionant

Petite question,Hagar:

https://i.servimg.com/u/f97/12/75/69/86/vilebr19.jpg

Coté contre pointe,je vois bien les 3 axes
1/vilbrequin au centre
2/extérieur d'un coté pour les 2 manetons intérieurs
3/extérieur de l'autre coté pour les 2 manetons extérieurs.

Mais comment as tu fait coté mandrin pour avoir ces 3 centres pour usiner?
Je n'arrive pas à comprendre la prise de la pièce ,ou il y a un détail sur la premiere photo que je ne vois pas.

merci