Moteur stirling DIY, première partie.

Ok, ça fait un moment que j’avais rien écrit ici, mais j’espère me rattraper avec cet article.
Ce nouveau projet est un moteur stirling, de type Alpha, que j’ai décidé de construire « from scratch » : je suis partis d’un simple schéma théorique, pour en tirer un modèle 3D, puis un prototype.
Mais avant d’aller plus loin, une petite vidéo de mon modèle 3d :

Pour ceux qui ne connaissent pas les moteurs stirling, et qui ont la flemme d’aller sur le lien wikipedia, il s’agit d’un moteur à combustion externe, où le mouvement est produit par des cycles de compression/décompression de l’air engendrés par le chauffage/refroidissement, le tout en circuit fermé. Outre un certain nombre d’avantages de ce type de moteurs, un de ses grands intérêts est d’être réversible : si vous luis fournissez un mouvement, il génèrera du froid et du chaud (pompe à chaleur).

Profitant d’une semaine où j’avais la possibilité d’avoir accès à un tour à métaux (merci ginova :)) je me suis lancé dans un marathon pour essayer de produire toutes les pièces nécessaires à l’assemblage dans cette seule semaine.

Un piston

Un des pistons

J’ai donc commencé par usiner les deux pistons, en alu. La petite gorge centrale était à l’origine prévue pour un joint torique pour améliorer l’étanchéité, mais il s’avère que le joint m’aurait posé plus de problèmes qu’il n’en aurait résolus (trop de frottements). De plus, avec un bon ajustement, pas besoin de joint 🙂
L’ajustement piston/chambre est de l’ordre du 1/100eme de mm, les derniers ajustements on été fait à la cire à polir jusqu’à obtenir le ratio étanchéité/frottement voulu.

Les culasses et le corps

Les culasses et le corps

Les culasses ont été réalisées en laiton, autant pour ses propriétés thermiques que pour son aspect esthétique (j’avoue…), le corps en alu pour des raisons de coût, et, là encore, d’esthétique.
Les arbres des pistons ont été fait dans une chute de plaque de laiton de 2mm, car les dimensions correspondaient et que ça n’avais pas d’impact 🙂

Les éléments du vilebrequin

Les éléments du vilebrequin

Ne disposant pas d’une fraiseuse équipée d’un plateau tournant, j’ai réalisé les perçages à la perceuse à colonne, en m’aidant d’un gabarit généré à partir du modèle 3D. Je craignais un peu d’avoir un résultat désaxé, mais un essai au tour une fois les perçages réalisés m’a rassuré, ça tourne bien droit !

Voilà, s’ensuit donc un peu de temps d’assemblage des différentes parties, mise en place des roulements à bille dans les emplacements prévu pour dans le corps du moteur, essai de fermeture de l’ensemble…. et c’est le drame…. Bon, pas bien méchant, hein, juste un des épaulements du vilebrequin qui est trop long de 5mm. Oui, seulement, sauf que du coups, ben je peut pas finir avant plusieurs semaines, le temps que la plate-forme Ginova rouvre ses portes :'(

Je ne publie pas encore les schémas, je préfère attendre que mon proto soit pleinement fonctionnel, histoire de pas devoir publier différents correctifs, mais tout sera publié dès la fin du projet, début septembre si tout se passe bien.

 

Étiquettes : , , ,

Posted 27 juillet 2013 by nerick in category General

8 thoughts on “Moteur stirling DIY, première partie.

  1. némo

    Pareil, super projet 🙂 j’attends la suite avec impatience.

    En premier lieu, par contre, j’aurais pensé à des segments de cylindre moteur pour l’étanchéité.

    Avec la cire à polir tout se passe bien ? tu ne risques pas d’avoir de soucis avec la dilatation?

  2. nerick (Post author)

    Effectivement les segments auraient pu être une bonne solution, mais je n’y avais pas pensé sur le moment.
    A priori pas de soucis de dilatation (j’ai fait quelques tests), le tout étant de bien doser le jeux restant…

  3. nerick (Post author)

    Effectivement, c’est les cryocooler. C’est le même concept, sauf qu’on met de l’hélium à 10 bars dans les chambres.
    C’est entre autre cet effet que je veux tester, même si ce premier modèle n’est pas du tout étanche et ne me permettra pas de pressuriser à l’hélium (ça sera pour la V2 ça)
    Par contre, clairement, en entrainant l’axe avec un moteur, au bout de quelques minutes on sent clairement une différence de température entre les deux chambres 🙂

  4. nerick (Post author)

    Bonjour, je publie les plans dès que le moteur tourne 🙂 Mais je suis actuellement bloqué par un petit manque de finance pour racheter une bouteille d’acétylène…. Mais ça viendra !

  5. Dan

    Si je peux me permettre un avis: Les parties qui frottent feraient mieux d’être en bronze à acier trempé, le coefficient de frottement est bien mieux qu’un couple comprenant de l’aluminium (très mauvais). Laiton-acier est déjà pas mal.

Leave a Comment

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

*