FlashJac : une machinerie de type James SUZOR

[Faaroa - décembre 2018] La fin d'une grande aventure ...

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La dernière expérience pour faire tourner un moteur avec la vaporisation instantanée.
Une expérience rendue rapide car la plupart des éléments étaient déjà construits.

J'ai longtemps cru que ce montage ne fonctionnerait pas et cherchait ailleurs -notamment avec le "réservoir-tampon" qui apporte un peu de pression lors de l'introduction de l'eau  dans le serpentin- avant de me décider à "faire" comme Gems SUZOR. Et ça fonctionne ...
 

1 : expérience préliminaire

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les éléments du montage

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Le moteur de 1.35 cm3 avec la démultiplication pour entraîner la pompe.

Plans, construction et essai dans cet
album
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La pompe à eau qui sera couplée au moteur mais dont on n'utilisera pas l'excentrique car on se servira du plateau manivelle permettant d'en régler la course (dans le même album concernant la pompe n° 8, voir ce plateau dans le paragraphe 7
album -paragraphe pompe n° 8
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La vanne by-pass à commande rapide : elle permettra si besoin est de régler le débit de la pompe, mais dans l'expérience suivante elle sera surtout une sécurité pour couper rapidement l'arrivée d'eau au serpentin.
On la retrouvera dans cet
album - paragraphe 12
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Le clapet anti-retour double qui empêche l'eau de revenir soit vers la pompe manuelle soit vers la pompe couplée.
album - paragraphe 10
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Le serpentin avec sa forme en 8 particulière.
album - paragraphe 8
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Le brûleur existe déjà. Il est équipé d'un nouveau porte-gicleur réglable.
Pour les plans voir dans cet
album - paragraphe 3 (2)

essais préparatoires

Il s'agissait de vérifier si :
. on pouvait démarrer facilement le moteur avec la pompe manuelle
. et si on pouvait entraîner la pompe

Certains jugeront que le démarrage à la pompe manuelle est trop long ...
On peut alors utiliser un réservoir pressurisé qui pourra servir plusieurs fois.

quelques améliorations

outre la peinture de certains éléments.

le serpentin

est trop près du brûleur pour que ce dernier puisse s'exprimer normalement et on va élever son support de 3 mm en intercalant simplement des écrous M4.
On va aussi le ligaturer pour qu'il ne bouge plus.
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enveloppe de serpentin

en tôle de récupération avec des trous au-dessus pour l'échappement des gaz chauds et en bas pour l'admission d'air.
Les dimensions dépendent du socle pour la largeur et la longueur.
Fixations par vis M2.
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le porte-gicleur

réglable est construit comme les précédents mais il est plus long .
On ajoutera une bague pour le réglage des entrées d'air.
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quelques calculs pour le brûleur :


Il compte 45 trous de 1,8 mm de diamètre (2,54 mm² par trou) soit un total de 114,3 mm².
En charge moyenne,  on espérera  8,7 x 114, = 994Wh
En charge maxi, 11,62 x 114,3 = 1328 Wh selon les données du mémento que l'on peut télécharger dans cet
album - mémento
Quel gicleur pour alimenter ce brûleur ?
Avec du butane,1 kg = 13,7 kWh et 1 g = 13,7 Wh
. si on prend un gicleur de 0,2 (60 g/h) > 822 Wh, trop faible
. si on prend un gicleur de 0,25 (100 g/h) > 1370 Wh, correct
. si on prend un gicleur de 0,3 (140 g/h) > 1918 Wh, trop fort

Et comme je n'ai pas de foret de 0,25, j'ai repercé à 0,3 et il faudra limiter l'ouverture de la vanne de gaz.

D'ailleurs c'est facile à vérifier :
. si on ouvre au maximum, très très vite le serpentin rougit (on l'aperçoit à travers les trous de l'enveloppe - il est vrai qu'il est vide)
. on ouvre mini pour l'allumage, puis on augmente et le brûleur se met à « cracher » bruyamment … c 'est le bon réglage de début. En suite on pourra s'amuser avec cette commande et celle de la vanne by-pass qui augmentera ou diminuera le débit d'eau fournit par la pompe.

essai

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pour avoir une idée de la pression de fonctionnement du moteur

des calculs peut être farfelus mais qui, à le voir tourner, me semblent acceptables ...

La pompe :
le diamètre du piston est de 0,4 cm, la course est de 1,2 cm et elle peut théoriquement fournir 0,150 ml par coup (0,150 cm3).
La démultiplication étant de 6, à chaque tour du moteur elle est supposée envoyer ver le serpentin : 0,150 / 6 = 0,025 ml ou 0,025 cm3 d'eau
Mais il y a des pertes dues :
. au frottement du piston
. à un mauvais réglage de la position du piston ou des billes d'aspiration et de refoulement
. à la résistance rencontrée lors du passage dans le clapet anti-retour
. des fuites

Le mieux est encore de réaliser le montage ci-contre et de faire tourner le moteur à l'air comprimé. La vanne by-pass est restée dans sa dernière position, aux ¾ environ de l'ouverture totale.
Résultat de cette mesure :
A 1050 tours, le débit en une minute est 23 ml soit de 0.022 ml par tour., pas très loin finalement de l'estimation.
Cependant il manque encore le raccordement au serpentin où il est possible qu'une contre pression s'exerce par le biais du dernier clapet anti retour. On va donc estimer le dernier débit à 90% = 0.0198 soit 0.02 ml.

Le moteur :
Si on prend ce moteur de 1,35 cm3 à 2800 trs/mn, il consomme 3,780 l de vapeur à X bars (x = poids spécifique de la vapeur en g/l à une pression absolue donnée).
La pompe lui fournit 0,02 x (2800/6) = 9.3 cm3 ou 9.3 g d'eau
On peut alors écrire  que 3,780 x X bars = 9.3 g
et  X = 2.46 g/l, plus important que 2.12 (4 bars absolus) et plus faible que 2.61 ( 5 bars absolus). Disons qu'il tourne entre 4 et 5 bars absolus

une idée pour améliorer le montage


Rapport à la Gems Suzor : Volume serpentin / Volume du (cylindrée) moteur = 10 ou 15

Or ce n'est pas le cas pour ce montage :
. le volume du serpentin de 300 cm de long avec un tube de cuivre de 0.2 de diamètre intérieur a un volume de 9.42 cm3
. le moteur a une cylindrée de 1.35 cm3
. le rapport est donc de 9.42 / 1.35 = 7

Certes cela fonctionne de même que mes autres constructions basées sur ce même rapport. Mais il est possible voire certain qu'on améliorerait le fonctionnement en appliquant un rapport de 10.

Et, si vous vous lancez, pourquoi ne pas construire le même moteur mais avec un cylindre de 10 de diamètre intérieur (tube de 10 x 12) en respectant la course du piston.
Dans ce cas la cylindrée sera de 0.942 cm3 et on aura exactement le rapport de 10 !

la suite ?

peut être un jour avec une pompe à huile actionnée par le moteur et supprimant le graisseur à déplacement ...

documentation



J'ai beaucoup parlé de Gems SUZOR dans cet album. Avant de vous lancer, une bonne lecture de ce document Pdf : cliquer sur l'image pour ouvrir ou télécharger.

2 - montage définitif

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de nouvelles fabrications

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un autre réservoir de gaz


qui permettra avec une contenance de 70 g de gaz de multiplier les essais sans avoir à le remplir toutes les cinq minutes ...

Une position verticale pour gagner de la place (le châssis ne fait que 300 x 140). Le fond ou socle sera brasé (argent) sur le tube : pour cela on installera une tige filetée le maintenant à la rondelle supérieure.
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La vanne provient d'un autre réservoir prévu pour la BUGAVAP mais pas utilisé, on la soudera au sommet de ce réservoir.

Voici à droite son plan : il suffit de modifier la jonction entre le réservoir et la vanne.
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Petit problème de serrage rencontré sur le gicleur réglable : pour bien serrer l'écrou, on usine deux plats (clés de 7) en bout du porte-gicleur.
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Montage.
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Essai.
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Installation complète.

réservoir de vapeur


Le rapport entre le volume du serpentin (9.42 cm3) et celui du moteur (1.35 cm3) est d'environ 7 alors que Gems SUZOR préconise un minimum de 10.

Et l'IDEE est venu de mon ami Michel SOULABAIL qui confronté au même problème a eu l'idée d'ajouter un tube constituant une réserve de vapeur.
N'ayant pas la place pour le placer comme lui au-dessus du serpentin, il se trouve soudé an-dessus, dans la cheminée comme pour le générateur SCOTT
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Rappel : ce réservoir de vapeur disposé dans la cheminée va compléter la surchauffe et va uniformiser le flot de vapeur : un fonctionnement plus régulier sera constaté !

Pour que le rapport soit de 10, il faut ajouter environ 4 cm3.
Avec un tube de 13 x 15, une longueur intérieure de 30 suffit.
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la pompe à huile

est complétée par quelques accessoires que l'on retrouvera dans cet
album
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Une vanne pour distiller au moteur la quantité juste nécessaire.
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Un réservoir d'huile.
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la tuyauterie

un travail assez fastidieux

montage

qui se fait sur un châssis de 300 x 140 en alu de 3 d'épaisseur.
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moteur
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pompe à eau
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transmission
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pompe à huile
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réservoir d'huile
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vanne huile
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by-pass eau
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clapet anti-retour double, pompe manuelle
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gaz et serpentin
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liaison circuit d'eau
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enveloppe et cheminée
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toute la tuyauterie
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ensemble prêt à fonctionner si
on fait le plein de gaz, le plein d'huile
et qu'on prévoit de l'eau pour les pompes ...

ce montage pourrait tourner beaucoup plus vite et être plus performant

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En fait le fonctionnement pourrait être bien meilleur !
Avant de procéder à ce dernier essai, j'ai changé le piston du moteur

Depuis qu'il est construit ce moteur a tourné des heures, à la "vapeur normale" puis en "vaporisation instantanée" et toujours avec un graisseur à déplacement. Problème, impossible de savoir, surtout quand le graisseur est de petite taille si le moteur reçoit sa dose d'huile. Et il a souvent tourné sans huile !

Mesure de l'ancien piston et une cote de 11,94 au lieu de 12.
Usinage d'un nouveau piston de 12 qui glisse sans hésiter dans le cylindre qui a dû souffrir également ... Mais c'est meilleur.

Conclusion : si ce montage vous intéresse commencez par construire la pompe à huile !

.

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Une magnifique interprétation de ce système simple par Michel SOULABAIL

qui applique ces quelques principes à la motorisation d'un modèle de voiture : la Gardner-Serpollet Type M. Des photos de détails dans son
album

A retenir, cette magnifique petite pompe  qui s'intègre parfaitement au véhicule côté chauffeur qui va pomper pour obtenir le démarrage ...


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album terminé 

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