CONCLUSIONS


Premières remarques

Dans son livre: "Manuel des moteurs Stirling", Daniel LYONNET  affirme

que le bon vieux système Bielle-manivelle reste le plus efficace.      Extraits ci-dessous.


 

MAIS ...

A la lecture de tous les graphiques de la page "RÉSULTATS",

Vous pouvez remarquer que toutes les performances du "bon vieux système Bielle-Manivelle" (En bleu foncé sur les graphes) sont tout en bas…

 

Donc : Le mécanisme "BIELLE-MANIVELLE" n'est ABSOLUMENT PAS ADAPTE au cycle Stirling !

 

1er Conséquence:

Les moteurs "BETA" traditionnellement accouplés avec deux systèmes "Bielle-Manivelle" sont à éviter si on veut un système efficace!

 Mais attention:

"BETA" veut simplement dire que le fluide passe alternativement d'un côté à l'autre du Déplaceur!  (GAMMA aussi)

 

Soyons inventif:

Il faut être conscient qu'on pourrait très bien équiper un "BETA" d'un mécanisme différent du "Bielle-manivelle", et tant qu'a faire, par le meilleur de ce comparatif:   Le "CAME Triangulaire" !

Bien évidemment: 

Il est capital de concevoir un système basé exclusivement sur du roulement, afin d'éliminer les divers frottements induits par la came et les tiroirs !   ET qui donne la même cinématique !

 

2eme Conséquence:

Il faut savoir qu'un tel système idéal est déjà conçu par mes soins ! ...

Autres remarques:

Bien évidemment, on (re-)trouve que:

La puissance est proportionnelle à la pression initiale.

La puissance est proportionnelle à la cylindrée.

La pression Maxi est INDÉPENDANTE de la cylindrée.

Minimiser les Volumes morts Augmente la puissance et la Pression Maxi ( Surtout pour BETA ou GAMMA).

Minimiser le Volume régénérateur Augmente la puissance et la Pression Maxi ( Surtout pour BETA ou GAMMA).

 


A:  Analyse des Graphiques

A la lecture de tous les graphes de puissance, on peut faire les remarques suivantes:

A1/ Les mécanismes RHOMBOÏDAL (Marron Foncé) , PM1002CA  (Marron Clair) , SwashPlate (Bleu marine) , Bielle rectiligne (Bleu pâle) sont très proches les uns des autres, et globalement au milieu des courbes! 

  (performances "moyennes")

 

A2/ Le système Ross Yoke est le plus performant des 'classiques'.

Les systèmes "CARRE" et "CAME Triangulaire" se détachent franchement au dessus des autres.

Le système "Excentré" est à peine au dessus du "Bielle-Manivelle" et sous tous les "classiques".

Le système "Bielle-Manivelle" se détache franchement au-dessous des autres. ( surtout en "BETA" )

 

A3/ Le mécanisme "Bielle Rectiligne":   (Bleu pâle)

( Il est identique au "Bielle-Manivelle" (Bleu Foncé) si ce dernier était doté d'une bielle de longueur infinie ! )

Il sera toujours meilleur que le "Bielle-Manivelle" dont la bielle sera toujours de longueur "normale".

Mais le "Bielle Rectiligne"  est toujours inférieur au "ROSS YOKE" !

 

A4/  Le système "SwashPlate" est très voisin du "Bielle Rectiligne".

Il a le même comportement Puissance & Pression Max.

 

A5/ Le système à "Engrenage Excentré" est à peine meilleur que le "Bielle-Manivelle" et inférieur au "Bielle Rectiligne".

 

A6/ Le mécanisme "CARRE" est toujours supérieur aux mécanismes existants.

Il flirte avec le "Roos Yoke", est souvent plus puissant, quelquefois à peine inférieur.

 

A7/ Le mécanisme"CAME Triangulaire" à les meilleures performances:

Ses courbes de puissance se détachent nettement des autres!  Et à une pente plus importante!

+44,8% plus puissant que le "Bielle-Manivelle" (moteur Alpha)

+69,3% plus puissant que le "Bielle-Manivelle" (moteur Beta ou Gamma)

C'est loin d'être négligeable! : "il y a plus à gagner"…!  En tout cas, il y a à gagner par là aussi !!!

 

Avec une "Pression Maxi" supérieure aux autres systèmes mais sans être excessive en ALPHA !   :

Il profite le mieux de l'augmentation de la pression initiale.

Il profite le mieux de l'augmentation de la température source chaude.

 

 Par contre, Grosse pression maxi en BETA ou GAMMA !  

Attention en conception aux contraintes de Résistance Des Matériaux !

 

A8/ Réaction au volume Commun ( Moteur BETA ou GAMMA seulement)

Pour un moteur BETA ou GAMMA, les graphiques montrent que la puissance augmente avec le volume commun.

Il n'y a donc aucun intérêt à réduire à Zéro ce volume commun, tout au contraire!

 

A9/ Si on ne souhaite pas réaliser le mécanisme "CAME Triangulaire" ou "CARRE"  à  cause de problèmes de fabrication, alors le meilleur dispositif reste le "ROSS YOKE".

 

 

Toutes ces remarques montrent bien l'importance de laisser le temps aux échanges thermiques aux points morts Haut et Bas!

On voit clairement cette influence sur les deux graphes qui se détachent nettement des autres, les seuls mécanismes étudiés pour cela: "CARRE" & "Came Triangulaire" !

 



B: ENFIN LA QUESTION TANT ATTENDUE:   Quel moteur faut-il développer ?

On ne peut donner de réponse à cette question qu'en connaissance du compromis qu'on est prêt et capable de faire en considérant les moyens qu'on à a disposition.

 

Pour un compromis recherché de:

La plus grande puissance générée avec la plus faible Pression Maxi

Ceci afin de minimiser le cocktail de contraintes sur les Matériaux :

Tenue à la pression, 

Tenue en température,

Absence de graissage,

Ajustements sans joints,

Durée de vie,

Fonctionnement sans démontage,

Etc...

 

Le moteur: "VAYSSE" sera un moteur ALPHA doté d'un mécanisme "CAME TRIANGULAIRE" !

 

Arguments:

 

B1/ La réaction d'un ALPHA "Came Triangulaire" à la pression Initiale:

La puissance qu'il génère est très nettement supérieure à celle générée par les autres mécanismes. (Efficacité maximum)

Sa pression maximale n'est que très légèrement supérieure aux autres mécanismes ( Contraintes de RDM limitées)

 

Alors qu'un BETA ou GAMMA aurait une pression Maxi démesurée pour un gain de puissance limité:

A 5Bars initial:  Pmax 32,7bars au lieu de 17,7 (soit +84% de PMax

pour puissance:  538,2W au lieu de 443,1 (pour +21% de Puissance) !

...  "Ça vaut pas le coup" !

 

B2/ La réaction d'un ALPHA "Came Triangulaire" à la température source chaude:

Même comportement!

 

Alors qu'un BETA ou GAMMA aurait une pression Maxi démesurée pour un gain de puissance limité:

A 480°C:   Pmax 51,5bars au lieu de 23,9 (soit +115% de PMAX)

pour puissance:  2060,4W au lieu de 1722,7 (pour +19,6% de Puissance)  !

...  "Ça vaut pas le coup" !

 

B3/ La réaction d'un ALPHA "CAME Triangulaire" à l'augmentation de cylindrée:

La puissance qu'il génère se détache franchement des autres mécanismes,,,

… et augmente avec la cylindrée plus rapidement que les autres mécanismes.

 

B4/ La réaction d'un ALPHA "Came Triangulaire" lorsque les volumes morts tendent vers zéro:

Alors que sa puissance est toujours nettement supérieure aux autres mécanismes, sa pression Maxi est à peine supérieure à celle des autres mécanismes pour le ALPHA !

 

Alors qu'un BETA ou GAMMA monte énormément en Pression Maxi pour un gain de puissance à peine intéressant: (ATTENTION: Contraintes RDM exacerbées)

A 2,5% de Vol Mort:     Pmax 70,5bars au lieu de 25,6 (soit +175% de PMax)

pour puissance:  964,5W au lieu de 666,3 (pour +44,7% de puissance)

...  "Ça vaut pas le coup" !

 

B5/ Sa réaction lorsque le volume régénérateur tends vers zéro:

Même comportement que les volumes morts!

 

REMARQUE:  Attention à ne pas trop minimiser le volume de fluide dans l'espace du matériau régénérateur!

Car cela limitera la circulation du fluide,    .... et finira par diminuer la vitesse de rotation !

 

B6/ Bien entendu, dans la conception d'un moteur, il ne faudra pas oublier  les points listés en page : "PROJET" , paragraphe "En résumé" ...