Le moteur Stirling

Développements théoriques divers et variés

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boorce.com
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Re: Le moteur Stirling

Message non lu par boorce.com »

Juste pour ajouter mon grain de sel...

- Sur les études de marchée :
Comme l'indiquais The Pater, ce n'est pas une science exacte. Cela donne des "tendances" pour les années à venir, et plus on regadre loin, moins c'est certains. D'où de belles boulettes (les exemples C5, avantime).

- Sur l'influence inconsciente des consommateurs :
Les études de marchées sont basée sur les habitudes actuelles des consommateurs, sur des panels tests, et sur des évaluations de tendances. Cela a amené l'émergence des SUV (les premiers SUV étaint des pick up américain, utilisés comme véhicule "stylé" par les jeunes pour le surf par exemple, après les contructeurs ont créer sur cette indée des véhicules spécifiques : RAV4 pour madame, etc.)

- Sur la non utilisation de certaines technologies...
Ici on reviens dans le sujet... Il faut toujours regarder une techno par rapport à son époque :
Le moteur dont il est sujet ici n'as effectivement pas eu l'essort qu'il mérite (peut être) par rapport aux autres moteurs, car ces derniers étaient "plus simple" et surtout "plus intéressant économiquement", et ce dernier point est important .
Pour une entreprise, le plus important n'est pas ni de créer de l'emploie, ni de faire de l'écologie : c'est générer de l'argent avec son activité. Pour cela elle va automatiquement prendre les solutions les plus rentables (logique).
Si ce moteur Stirling n'as pas eu de gros développement c'est que jusqu'a présent il n'était pas viable économiquement une utilisation grand publique : Contraîntes des sources de différentiel de chaleur (de ce que j'ai compris) et aussi du système de contrôle (éviter un phénomène d'emballement ?)
Idem pour le wankel, que citroen a abandonné face aux choc pétrolier et au rachat par PSA (par de rentabilité immédiate, besoin de plus développer le moteur) Mazda a fait le paris de continuer, mais le wankel reste cantoné à une faible production.

Pour moi, oui il y a complot contre ce moteur. Complot du consommateur, qui veut du pas chère et de l'efficace, qui ne veux pas que l'on bouscule ces habitudes.

Pour se développer plus le Stirling devra profiter des solution évoquée, comme la recharge électrique des nouvelles générations d'hybrides, où de mode de fonctionnement le rapprochant d'un moteur essence standard, pour le même coût d'achat (et c'est ce dernier paramère qui va jouer le plus).
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Klug
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Re: Le moteur Stirling

Message non lu par Klug »

Il y a de gros projets de centrales de production d'électricité avec des Stirling en Arizona.
Les miroirs le chauffent le truc, ça produit de l'électricité, hop.
On a un rendement largement supérieur à des panneaux solaires standards.

Mais il y a de gros soucis de rentabilité, liés à la "fiabilité" (le terme n'est peut-être pas bon) : le gaz utilisé est de l'hydrogène et implique énormément d'interventions/surveillance/etc (parce qu'il a tendance à s'enfuir, parce qu'il explose, etc).

http://www.renewableenergyworld.com/rea ... ?cmpid=rss
http://www.greenoptimistic.com/2010/01/ ... lar-power/

De même, on commence à trouver (pas en France bien sûr.) des chaudières de cogénération avec un Stirling pour fabriquer de l'électricité localement.
Ca semble plutôt fiable ça par contre (de ce qu'on peut lire, toujours pareil).
Ce qui est rigolo (enfin, ce que je trouve rigolo) c'est que ces appareils sont présentés comme des appareils de fabrication d'électricité à la base et c'est le "reste" de l'énergie (non utilisé dans la production d'électricité) qui sert au chauffage 8)
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jean-yves 26
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Re: Le moteur Stirling

Message non lu par jean-yves 26 »

boorce.com a écrit :Pour moi, oui il y a complot contre ce moteur. Complot du consommateur, qui veut du pas chère et de l'efficace, qui ne veux pas que l'on bouscule ces habitudes.

Pour se développer plus le Stirling devra profiter des solution évoquée, comme la recharge électrique des nouvelles générations d'hybrides, où de mode de fonctionnement le rapprochant d'un moteur essence standard, pour le même coût d'achat (et c'est ce dernier paramère qui va jouer le plus).
absolument d'accord avec toi, d'autant qu'aujourd'hui de nouvelles technologies se sont développé depuis les années 70, couplé au très récentes évolutions d'hybridation, de capacité de stockage d'énergie électrique etc,
ressortir le stirling ne me semble absolument pas une aberration, bien au contraire :wink:

quant à faire les calculs de durée d'utilisation sur une base 60 km/h, maintenant que nos véhicules modernes sont équipés d'ordinateur de bord, je n'ai jamais atteint cette vitesse moyenne, le maxi que j'ai pu faire c'est 54 km/h en usage quotidien que ce soit perso ou professionnel.

après celui qui crèche à l'entrée d'un péage d'autoroute, et qui bosse à la sortie du suivant, ok pourquoi pas
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Re: Le moteur Stirling

Message non lu par The Pater »

jean-yves 26 a écrit : quant à faire les calculs de durée d'utilisation sur une base 60 km/h, maintenant que nos véhicules modernes sont équipés d'ordinateur de bord, je n'ai jamais atteint cette vitesse moyenne, le maxi que j'ai pu faire c'est 54 km/h en usage quotidien que ce soit perso ou professionnel.

après celui qui crèche à l'entrée d'un péage d'autoroute, et qui bosse à la sortie du suivant, ok pourquoi pas

60 km/h, ce n'est pas ta vitesse moyenne, mais grosso modo la vitesse moyenne du parc automobile.

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Re: Le moteur Stirling

Message non lu par Klug »

jean-yves 26 a écrit :ressortir le stirling ne me semble absolument pas une aberration, bien au contraire :wink:
En statique dans les habitations/usines/autres déjà ce serait bien : fabriquer une partie (ou plus) de l'électricité dont tu as besoin avec le truc qui sert à te chauffer.
All you need is Duct Tape and WD-40. If something moves and shouldn't: duct tape. If it doesn't move and should: use the WD-40.
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jean-yves 26
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Re: Le moteur Stirling

Message non lu par jean-yves 26 »

The Pater a écrit :60 km/h, ce n'est pas ta vitesse moyenne, mais grosso modo la vitesse moyenne du parc automobile.

A+
je la trouve simplement très optimiste 8)
jean-yves 26
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Re: Le moteur Stirling

Message non lu par The Pater »

jean-yves 26 a écrit :
The Pater a écrit :60 km/h, ce n'est pas ta vitesse moyenne, mais grosso modo la vitesse moyenne du parc automobile.

A+
je la trouve simplement très optimiste 8)
Et un Parisien la trouvera totalement sur estimée, lui avec ses 20 km/h grand maxi.

Et un commercial, grand avaleur de nationales et d'autoroute, la trouvera sous estimée.

A+
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Re: Le moteur Stirling

Message non lu par EtudeSt »

Bonjour à tous,

Merci pour vos remarques, commentaire et pour l'ambiance générale du sujet (j'avais peur de me faire incendier en venant de "front" comme un troll).

Je viens de trouver deux autres images de voitures équipées d'un moteur Stirling, les voitures sont connues, mais les photos sont rares et souvent de mauvaise qualité, là ce n'est pas le cas :

La photo est de 1978, le moteur est un P40 de chez Philips et la voiture est probablement une Opel (dans ce cas GM) .

Image

AMC, Ford de 1979 avec un moteur Stirling P40 Philips :

Image

The Pater, le début de mon dernier message était plus de l'humour que quelque chose de sérieux. (Mise à jour / Stir-Lec).

Pour la vidéo, désolé j'ai zappé qu'elle était déjà postée.

1) -> Le projet Nasa/Doe/Gm indique l'inverse en 1970-80, qu'en est-il maintenant avec les nouveaux procédés de fabrication ? (exemple : évolution à la baisse du prix d'un moteur Diesel depuis ces 30 dernières années)
2) -> je ne suis pas d'accord avec cette idée qui tiens du postulat.
Une pression élevé ? Les réservoirs d'hydrogène (gazeux) sont à 700 Bar, on est loin des 150 bar de notre moteur.

Image
Image
Techno 1970 - 1980 !!! motorisation américaine européenne ( Moteur en acier inox / fonte !)
Image
TM-78919 - Initial test results with a single-cylinder rhombic-drive striling engine de 1978
TM-79038 - Baseline performance of the GPU3 Stirling engine de 1978
TM-82646 - High power Baseline and motoring test results GPU-3 Stirling Engine de 1981
TM-86888 - Stirling material technology de 1984
TM-87209 - Creep rupture behavior of stirling engine materilas de 1985
TM-87227 - Stirling Powered Van Program Overview -NASA de 1986
TM-89892 - Automotive Stirling Engine Development Program a Success de 1987
CR-190780 - Automotive Stirling Engine Development Project de 1997
3) -> Preuve ? Avec l'arrivé des calculateurs, j'en doute aussi.

4) -> là je suis du même avis, la surface de refroidissement est plus importante, sauf que je crois me souvenir qu'un radiateur de voiture n'est pas utilisé en pleine charge dans les conditions normales ( 25% ?).
Manque le générateur entre le moteur et la batterie :mrgreen:

Mais bon, ce ne change pas grand chose.
0.40 x 0.96 x 0.97 = 0.37
Si Gen = 95 % => 35,15 %
Si Gen = 85 % => 34,15 %
Si Gen = 75 % => 27,75 %

Même avec 35 % de rendement, l'augmentation de la masse totale du système risque de diminuer les performances ?

Moteur diesel = idem 100 kg (?)
Réservoir essence = idem 30 à 40 kg (0,75 kg/l - Diesel 0,85 kg/l )
Batterie Li-PO4 (2 000 recharges)= 120 à 140 Wh/kg -> litre d'essence peut fournir 12,5 kWh -> 5 l/100 km ->soit 62,5 kWh (énergie disponible) 25 % transformé en énergie mécanique => 15,625 kWh
On part sur 50 km d'autonomie de batterie car la durée de vie de la batterie si 50km d'autonomie => 2 000 charges * 50 km/charge = 100 000 km.
15,625 kWh/2 => 7,81 kWh (d'énergie méca équivalente à stocker) => 55,8 kg de batterie
+ 55,8 kg
Générateur = + 20 à 35 kg ?
Moteur électrique = + 20 à 35 kg ?
Boite de vitesse = - 30 à 40 kg

Optimiste = + 55,8 kg Pessimiste + 95,8 kg.

Gain rendement 25 à 35% = > Gain sur la consommation ?
15,625 kWh (méca) si 25% donc avec 35 % pour la même énergie méca => 44,64 kWh (énergie disponible dans le carburant) / 12,5 kWh/l => 3,57 l/100 km

Source Pour 50 kg supplémentaires, votre consommation augmente de 1 à 2 %

Donc +50 kg => 1 à 2% et 100 kg => 2 à 4 % => + 0,05 l à + 0,2 l
Au final 3,62 l/100 à 3,77 l/100

We done ... en gros 26 % d'économie de carburant avec un solution hybride, sans la prise en compte de l'énergie récupérée au freinage (positif) ni la qualité/efficacité de la recharge en fonctionnement (négatif).
Si je veux rouler et charger ma batterie en même temps, il me faut un moteur deux fois plus puissant. Sinon la charge ne se fait qu'a l'arrêt (cas de l'exemple / moteur identique).
Sauf qu'un trajet moyen pour aller au travail fait 26 km (autonomie supposée de l'exemple 50km) source

On peut donc dire que c'est bon ???

Pour revenir au Stirling, le STM4-120 japonais fait quand à lui 45,5 % et développe 24,5 kW à 1800 tr/min pour un régime de 750°C/20°C sous du H2 à 110 bar, avec un poids de 75 kg ! ( source Khalili -1990)
17 000 heures de fonctionnement soit l'équivalent de 1 700 000 km
No soucis ! Va pour 50 km / h => 17 000 h * 50 = 850 000 km ...en 1970/80 = qualité d'usinage de l'époque ... La durée de vie d'un moteur conventionnel à cette période est de combien de km ???
Et 100 000 km avec la même huile (de 1980) ... même comparaison et progrès des huiles ces 30 dernières années .

++
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Re: Le moteur Stirling

Message non lu par The Pater »

EtudeSt a écrit : Une pression élevé ? Les réservoirs d'hydrogène (gazeux) sont à 700 Bar, on est loin des 150 bar de notre moteur.
Relis : "pressions de fonctionnement très élevées avec peu de puissance à la sortie par rapport au volume et poids du moteur (un moteur thermique sortira une puissance supérieure avec un même encombrement et poids"
4) -> là je suis du même avis, la surface de refroidissement est plus importante, sauf que je crois me souvenir qu'un radiateur de voiture n'est pas utilisé en pleine charge dans les conditions normales ( 25% ?).
Et ?

Pour la même puissance, le Stirling devra avoir des surfaces d'échange thermique bien plus important car c'est bien l'efficacité des échangent thermiques qui donnera le travail.
Sur un Stirling il y a la partie chaude en plus : il faut transmettre la chaleur au gaz (air par exemple) par simple échange à travers une paroi.
0.40 x 0.96 x 0.97 = 0.37
Si Gen = 95 % => 35,15 %
Si Gen = 85 % => 34,15 %
Si Gen = 75 % => 27,75 %
Un générateur qui a un rendement de 85 ou 75%..... il faut le mettre à la poubelle de suite !
Si je veux rouler et charger ma batterie en même temps, il me faut un moteur deux fois plus puissant.
Pourquoi absolument charger les batteries en même temps ?

Ce n'est pas nécessaire. Et le moteur peut entrainer les roues via le moteur électrique et le générateur sans obligatoirement charger des batteries (voir les gros navires ou certaines loco diesel)

Tu roules sur batteries sur 80 km. Et s'il n'y a pas assez d'autonomie, le moteur thermique prend le relais, le batteries étant principalement chargée aux ralentissements et quand on utilise qu'une partie de la puissance moteur pour avancer (là le moteur participe au rechargement)
Pour revenir au Stirling, le STM4-120 japonais fait quand à lui 45,5 % et développe 24,5 kW à 1800 tr/min pour un régime de 750°C/20°C sous du H2 à 110 bar, avec un poids de 75 kg ! ( source Khalili -1990)
75 kg ? Un moteur de moto de ce poids sort 100 kW comme qui rigole, a des montées en régime...waouh..... et tiens entre les jambes. :wink:
No soucis ! Va pour 50 km / h => 17 000 h * 50 = 850 000 km ...en 1970/80 = qualité d'usinage de l'époque ... La durée de vie d'un moteur conventionnel à cette période est de combien de km ???
Cela dépend du moteur.....

Tournant à la vitesse d'un stirling pour la même puissance et cylindrée.... avec une huile toujours propre..... sans problème.
Et 100 000 km avec la même huile (de 1980) ... même comparaison et progrès des huiles ces 30 dernières années .
En 1988 ou 1989, une BMW 325i a tourné plus de 100 000 km avec la même huile synthétique (du commerce : Mobil 1) sans aucune vidange. L'usure était quasi nul.
Un truc ayant son influence : ils n'ont jamais arrêté le moteur.......

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