Bateau fluvial de servitude, projet.

Bonjour,

Tout part d'un moteur que j'ai déjà. Un Eachine ET1 Cylindrée 7,5 cm3, dont j'espère tirer 10 ou 20 watts en puissance utile à l'hélice.
- Masse environ 2kg.
- Reproduction assez fidèle des moteurs mobiles (par exemple dans les fermes), vers 1920. Cela datera le "modèle".
- Moteur qui devra rester visible sur le modèle.

Pour le modèle, ce sera du "free-lance", bateau de servitude "à tout faire" à faible tirant d'eau. Propulsion par hélice sous voüte comme sur certaines canonnières fluviales. Diamètre pifométré environ 50mm, tirant d'eau 50mm.  
Le poids de 2kg du moteur est important, c'est jouable avec une coque de 1,2m, largeur 250mm, tirant d'eau 50mm. Le volume immergé calculé via excel me donne 10,5 litres (=>10,5kg), les premières données estimées indique une masse totale inférieure à 6kg, c'est donc a priori jouable avec lests et ballastage.

Les premières "études" :
La ligne de flottaison vue de dessus via Excel, le modèle simplifié pour le calcul des volumes :


Une vue d'une canonnière, et mes élucubrations.


Concrètement, en dehors de ces réflexions :
- Mettre un vrai carbu sur le moteur.
- Concevoir et réaliser la transmission, variateur inverseur à galet de friction sur plateau.

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Le moteur, pour commencer. Moteur du commerce, type "hit and miss", comme de nombreux moteurs stationnaires vers 1920. Cycle 4 temps, avec une régulation de régime centrifuge (la soupape d'échappement reste bloquée ouverte à 1200tr/mn environ). La soupape d'admission est automatique. La cylindrée de 7,5cm3 est conséquente pour du thermique dans le contexte d'un bateau lent. Mais le régime lent, plus le côté archaîque, fait qu'il faut plus espérer compter sur la puissance d'un moteur à vapeur de cylindrée semblable.

Une photo du catalogue Eachine, la boîte en dessous d'origine a été refaite pour pouvoir y installer la future transmission.



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Il est beau ce moteur chinois!
Malheureusement, à en juger de son fonctionnement sur Youtube, j'ai des doutes sur sa capacité à propulser une embarcation de plus d'un mètre.

Pour bien naviguer, il faut un moteur pas que beau.

hello
Du moment ou l'hélice tourne a 1.200 1.500 t/m, c'est suffisant! ces bateaux fluviaux étaient lents A l'époque, la notion de temps était différent de la notre d'aujourd'hui, A l'époque, les gens prenaient le temps de vivre, parce qu'ils ne pouvaient pas faire autrement. bien qu'ils auraient aimés que le temps aille plus vite, Cent cinquante ans ,plus tard, le temps va trop vite et c'est le bordel
Michel

bebert38 a écrit:
Il est beau ce moteur chinois!
Malheureusement, à en  juger de son fonctionnement sur Youtube, j'ai des doutes sur sa capacité à propulser une embarcation de plus d'un mètre.

Pour bien naviguer, il faut un moteur pas que beau.  

Bonsoir,

Bien d'accord.

Tel que ce moteur est conçu, c'est un "jouet technique", un démonstrateur un peu comme les petites machines à vapeur Wilesco. Ce qu'on peut éventuellement espérer c'est entraîner une génératrice de quelques watts. Je reviendrai sur le moteur après.
Je n'ai pas pu mettre la main sur les caractéristiques couple régime des moteurs électriques modélistes. La puissance électrique se calcule assez faciement (encore que) mais il manque le rendement. Tout ce que j'ai pû trouver sur le rendement, sur des petits moteurs à balai, c'est environ 50%. Au pif (je fais avec les outils à ma disposition), l'ordre de grandeur à viser est d'avoir environ 10 modestes watts nets à l'arbre d'hélice, au régime mentionné de 1200tr:mn par @Lapin44, dans le contexte d'un bateau pépère de 10kg environ.

Le fonctionnement du moteur tel qu'il est visible sur You Tube, sans modifs, de part le principe du "hit and miss", est une combustion tous les dix tours environ, sans charge (à vide), avec une régulation centrifuge calibrée à 1200tr/mn. Si on charge en freinant un des volants à la main, le régime baissse mais les combustions sont plus fréquentes. Donc ça compense jusqu'à un "décrochage" vers les 800tr/mn estimés (il faut que j'investisse dans un compte tour). La cause principale de ce décrochage est la section minuscule du "carbu" qui ne permet pas de laisser entrer assez de mélange air carburant.
Pour améliorer ça, j'ai à adapter un minuscule carbu D4, avec boisseau rotatif, butée de ralenti, etc. C'est "au planning".

Ce moteur est beau, sur la même base il existe quelques variantes dont une avec les deux soupapes commandées et "vrai" carbu qui semble avoir assez de niaque. Ce qui me rend optimiste.

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Bonjour,

Essais prometteurs avec un nouveau carbu sorti des réserves de mon oncle Serge (modéliste motoriste amateur émérite qui sévit du côté de Toulouse Blagnac).

Section de passage boisseau ouvert D 4mm.

Montage d’un guide câble de carbu Dell Orto qui dans ce cas sert de tubulure d’admission, vissé dans la culasse. Le filetage mâle est du M6x0,75 pas si rare que ça, standard pour les gicleurs de brûleurs de gazinière, certaines pièces de carbu moto ou cyclo, et certains graisseurs.

Raccordement avec le corps de carbu D8 avec l’embout caoutchouc qui étanchéifie à l’origine la vis de réglage du câble de gaz livrée avec le guide câble. C’est un peu « Mac Gyver » mais c’est juste pour goûter.

Bilan :

Démarrage après 5 tirages de ficelle, le temps d’ajuster la richesse.

Pleine ouverture sans charge, ça ne change rien par rapport au carbu d’origine qui est non réglable en section d’air. Le cycle est toujours d’une explosion suivie par une dizaine de cycle en « roue libre », le régulateur bloquant la fermeture de la soupape d’échappement ce qui empêche les combustions.

Au ralenti, le régulateur n’agit que par intermittence. Visiblement il faudrait augmenter l’inertie des volants pour assurer un ralenti stable à un régime inférieur à 500tr/mn.

Plein pot pleine charge. Le moteur a de la réserve de puissance, contrairement à la config carbu d’origine. Celle-ci vainc le frottement dû au pincement entre deux doigts d’un des volant D88. Subjectivement ça paraît suffisant pour ambitionner l’entraînement d’une hélice de D 50mm dans les 1200tr/mn.

En annexe.
Pendant les premières dizaines de minutes de fonctionnement, la minuscule bougie 1/4 -32 a perlé trois fois. Probablement des restes de lubrifiant d’origine qui ont un peu charbonné.
Le moteur chauffe beaucoup moins après quelques heures de fonctionnement. Le refroidissement par bâche à eau sans pompe convient largement sans charge. Ce sera à voir en cas de charge forte et prolongée.
Le moteur fonctionne bien à l’essence Zippo, où à l’essence F.

Photos et vidéos :

Bonjour,

Premiers essais d’évaluation de la puissance avec un investissement minimum, quelques heures de boulot, pour vérifier s’il est raisonnable de penser que ce moteur pouvait quitter une étagère de collectionneur pour propulser une coque.

L’idée étant de pouvoir quantifier le couple du moteur de façon simple, associé à un régime de rotation, pour se donner une idée de la puissance à espérer, avant de s’engager plus loin.

Photos de l’installation très primitive:




Le principe de mesure est simple. Il s’agit de mesurer la composante verticale de la force de réaction au contact d’un volant et d’un patin, lue par une balance électronique de cuisine.

Volant moteur D88
Régime supposé 1200tr/mn (donnée constructeur).
Force verticale 3,4N (340 « gramme poids).
Couple en mN = 0,15Nm.
Puissance nette calculée sur ces bases : 18,8 watts. Ce qui serait équivalent à un moteur électrique consommant 36W ayant un rendement plausible de conversion électrique vers mécanique de 50%.
Là je pense que ça irait pour une coque de 1,2m, 10kg, pas très fine, pour quelques km/h, avec une hélice 50mm. Quelqu’un peut-il confirmer ?

En rappel, le carburateur d’origine a été changé pour un carburateur à boisseau rotatif, section d’air D 4mm (12,5mm2).

Sans autre modification majeure de composants, il est possible d’éventuellement faire mieux par la recherche des calages optimaux de l’avance à l’allumage (réglée pour le moment « au pif ») et celui de la came d’échappement, calage constructeur pendant ce test.

Donc, à faire :
- Une platine rotative support du capteur à effet Hall, permettant de faire varier l’avance à l’allumage moteur tournant.
- Une pige mobile montée à la place de la bougie 1/4 -32 pour chercher le PMH, disque gradué etc pour jouer avec la came d’échappement.
- Un « vrai » frein de Prony, endurant.
- Investir dans un compte-tours.
- Les volants moteur semblent avoir une inertie trop faible pour l’usage. Le facteur d’échelle est un tueur d’inertie (puissance 5 de l’échelle car J=1/2mR2 => masse puissance 3, rayon exter puissance 2). La coque envisagée permettrait de supporter la masse supplémentaire de 2 volants fonte D125, pour les paliers du vilebrequin je ne sais pas.

Cette première évaluation permet d’ouvrir les réflexions sur une transmission à variation continue marche avant marche arrière, comme celles-ci:




Tout ça va prendre du temps, nécessaire avant de passer à un modèle de bateau.

Aux admin ( @bebert38 ): Je pense qu’il serait plus convenable que ce sujet avec un nouveau titre « Moteur Eachine ET1 » soit déplacé dans la catégorie « moteurs thermiques ».

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PS : si vous avez des questions, remarques, n’hésitez pas.

Bonsoir,

Poursuite des essais. Il me manque encore un compte-tours pour être propre, mais en estimant le régime à 4000tr/mn, ça donne dans les 40 watts au vilebrequin (équivalent d'un "bon" électrique de 80w consommés et rendement 50%).Le potentiel est là pour propulser en mode tranquille une coque de 1,2m et de 12kg. Le régulateur de régime est neutralisé avec un Colson. Fein de Prony "à peu près" pilotable en couple de freinage, frein en forme de C serré par un câble de vélo.
Il va falloir aussi penser à un silencieux.
Donc encore beaucoup de boulot, en espérant que le moteur sorte en bon état de ces séances. Là il chauffe, sans que l'eau dans la bâche au dessus du cylindre se mette à bouillir. Il va falloir aussi bosser ce sujet.


++++

Bonjour,

En tant que motoriste retraité, ce petit moteur répond déjà largement à mon besoin  …………. d’avoir un os à ronger, là c’est du XXXL type fémur de Diplodocus.

La poursuite des essais a permis d’en apprendre un peu plus, liste dans le désordre :
- Carbu monté « proprement », pièce laiton usinée en place du tube caoutchouc qui fuyotait.
- Grande sensibilité à la config de l’échappement (acoustique ?). Cela fonctionne bien avec le nouveau coude seul, moins avec une rallonge D5,5 inter, et encore moins en faisant déboucher le coude dans un gros tube D35 inter. => à bosser.
- Soupçon de sensibilité au niveau du carburant dans le réservoir. Le moteur a un appétit féroce a priori.
- Pas de crainte de mon point de vue sur le refroidissement dans le contexte de runs de quelques minutes pour l’instant. En revanche ça chauffe un peu du côté de la tête de bielle.
- L’allumage est très efficace. Mais pas anti-parasité au niveau de la haute tension. Est-ce gênant pour une future radio ?
- Relevé du profil de came, épure à la planche, tableau Excel. La came est « très brutale », mais pas de signe d’usure ou de matage.

Donc une liste du encore à faire :
- Relevé du calage de la distribution, pige dans une fausse bougie, comparateur et disque gradué, réalisés « sur mesure » (comme sur un « vrai » moteur mais adapté à l’échelle). Et puis jouer sens avance ou retard.
- Déterminer le niveau de carburant idéal, avec une éprouvette graduée calée en Z sur un trusquin.
- Concevoir et réaliser une platine d’allumage réglable moteur tournant pour chercher l’avance optimum.
- Etc…

PS : j’ai aussi trouvé un compte tours optique très vintage mais qui fonctionne.

Quelques photos pour égayer ce compte-rendu « aride ».
Montage "propre" du carbu :



Came, épure et ½ loi levée de la came d’échappement :




Pige dans fausse bougie pour déterminer le point mort haut et cercle gradué pour mesure du calage.



Eprouvette pour tester les consos et l’impact du niveau de carburant.


La suite quand j’aurai un peu plus bossé ou plutôt joué avec tout ça.

L'étude technique est intéressante.

Mais je me pose une question: si j'ai bien compris, les segments de piston sont constitués de simples joints toriques en nitrile.

Seront-ils assez costauds pour résister à un usage prolongé, surtout sans refroidissement efficace du bloc?

Bonjour,

Il est clair que le joint torique en place d'un segment métallique interpelle.
Et oui, la charge thermique est vraisemblablement au moins une dizaine de fois celle du moteur d'origine. Après quelques séances de torture, environ 0,5L de carburant brûlé, il n'y a pas de perte apparente de compression.

Il y a deux gorges identiques sur le piston, un seul joint est monté côté flamme. En cas de problème de fiabilité, suivant la durée de vie du joint d'origine :
- S'il tient (arbitrairement) 10h de fonctionnement dont j'espère pas mal de charge partielle, ce sera de la maintenance, changement préventif du joint.
- Si c'est moins de 10h, joint fluorocarbone (Viton). Mais sans savoir si le joint d'origine est déjà dans ce matériau, cela peut ne rien apporter.
- Eventuellement en jocker : un segment en polyimide (Vespel de chez Dupont) chargé graphite, usiné à partir d'un jet.
- Ou un segment laiton, UZ39Pb2 de décolletage. La chemise est en inox (amagnétique), le frottement à sec acier "inox" sur laiton, avec charge thermique élevée, c'est le couple classique guide et queue de soupape de pas mal de moteurs thermiques automobiles, y compris à l'échappement. La faible charge thermique dans le cas du modèle, doit permettre de rester sous la température de recuit du laiton, et garder son élasticité.

Ces idées plausibles anticipent le règlement d'un problème encore hypothétique.

Une autre voie serait d'améliorer le refroidissement (actuellement, simple bâche à eau). C'est aussi jouable, avec une circulation par pompe.

En bref, si un problème survient, il est théoriquement soluble, et le projet reste viable.

Je vais compléter plus tard avec des photos.  

++++

Bonjour,

Joint torique de piston :
Vue rapprochée :


- Les gorges font 1,24mm de largeur (mesuré).
- Le joint a un diamètre de corde de 1mm (évalué sur la photo).
- Le joint dépasse à peine le profil extérieur du piston. C'est d'usage chez quelques vaporistes qui ont testé, afin de limiter les frottements. En effet et vu les faibles puissances en jeu, hors de question de comprimer de 20 à 25% du diamètre de corde comme préconisé dans les applications industrielles.

Ensemble attelage mobile, piston, bielle, vilebrequin et un volant. Démonté sur un moteur cousin type ETX, mais les pièces sont identiques (hormis le chapeau de bielle plus compact sur le ETX).


Ce moteur a aussi quelques heures de fonctionnement, les frottement en haut et bas de jupe de piston ont poli les surfaces (usure normale).

Calage de distribution :
Tous les motoristes pro ou modélistes connaissent, mais je partage quand même. Une pointe de trusquin comme index sur le disque gradué pour relever les angles vilebrequin, après avoir déterminé le point mort haut avec une pige au contact du piston, guidée dans une faussse bougie et comparateur.
Puis relevé au comparateur des levées de soupape en fonction des angles de vilebrequin. Boulot pas très sexy mais il faut faire.
Tout cela est incontournable pour travailler propre.


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Bonjour,

Le projet est toujours d'actualité, mais me rendant compte que l'outillage dont je dispose "à la maison" est un peu limité, je me suis lancé dans un truc où quand on y met le bout du doigt le bras y passe. Perceuse à colonne radiale type 3116 Holzmann (Chinoise générique) que je suis en train de modifier pour ce qui ne sera qu'une perceuse fraiseuse du pauvre, tête mobile en Z (grosse modif), table à mouvements croisés X et Y. Cela me rendra bien service dans l'activité. Le tout monté sur une desserte à roulettes perso, qui est finie et m'a permis de continuer le travail du bois.

Je posterai sur cette réalisation dans la rubrique matériel.

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Bonjour Philippe,

Voila un projet original, traité avec méthode et professionnalisme !
Bonne suite.

Bonjour,

Je ne t'ai pas répondu, Malevthy, car j'avais le nez dans le guidon pour adapter une perceuse à colonne à mes besoins et fabriquer son meuble à roulettes. La perceuse est le premier outil indispensable pour poursuivre.
Topic sur ce sujet ici.

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