kk-moteur stirling

KK-Moteur Stirling

Kit de construction KK 1

Vous avez plusieurs possibilités pour le montage du moteur :

Volant à droite

Volant à gauche

Deux grands volants

(le deuxième volant n'est pas

compris dans le kit)

Vous pouvez également plus tard

en achetant l'extension pour le kit

(support moteur long et socle long)

et faire le "MoteurBoxer" avec

deux kits.

Attention : Ce moteur n'est pas un jouet et ne doit pas être utilisé par des enfants mais plutôt comme un

objet à contempler.

N° Pièce Dimensions Matière Destination

1 Porte cylindre 89 x 39 x 3 Pièce fraisée en alu

1b Porte cylindre avec deux trous dans la rainure

2 Bride 39 x 4,5 Pièce tournée en alu

3 Volant (petit) Ø 19,8 x 14 Pièce tournée en alu

4 Cylindre déplaceur Ø 39 x 43 Pièce tournée en alu

5 Cylindre moteur Ø 29 x 39 Pièce tournée en alu

6 Piston moteur Ø 12 x 14 Graphite

7 Cylindre en verre Ø 19 x 50 Eprouvette

8 Piston déplaceur Ø 17 x 50 Cylindre en alu

9 Volant (grand) Ø 69 x 14 Pièce tournée en alu

10 Support moteur 15 x 64 Carré en alu

11 Pieds de moteur Ø 15 x 40 Tube en alu

12 Bielle piston moteur 5 x 2 x 80 Plat en laiton Utiliser 5 x 2 x 130

13 Bielle piston déplaceur 5 x 2 x 50 Plat en laiton Utiliser 5 x 2 x 130

14 Tube en laiton 4 x env. 45 Laiton Cylindre moteur

15 Axe de volant Ø 4 x 45 Acier doux

16 Tige du déplaceur Ø 4 x 50 Acier doux

17 Tige filetée M3 x env. 64 Fixation moteur socle

18 Ecrou M3 Pour tige filetée

19 Rondelles Ø 3 Acier doux Pour tige filetée

20 Joint Torique Ø 4 x 1,5 – 2x Joint pièce 1b et cylindre

21 Joint Torique Ø 2 x 1,3 – 2x Pour cylindre moteur

22 Joint Torique Ø 18 x 3 Viton (haute temp.)

23 Goujon acier Ø 2 x 10 Pour piston moteur

24 Goujon acier Ø 2 x 4 Pour bielle déplaceur

25 Bouchon alu Ø 3 x env.5 Pour cylindre moteur

26 Bague laiton Ø 4 x 8 x 8 – 2pce

27 Roulement à billes Ø 4 x 7 x2,5 – 2pce

28 Vis STHC* M3 x 3 Pour serrage du volant

29 Vis CHC* M3 x 10 – 14pce

30 Vis CHC* M3 x 25 – 2pce Raccourcir à 13mm

31 Brûleur Ø 30 x 30 Tube alu

32 Fond de brûleur Ø 24 x 5,5 Acier doux

33 Aimant Ø 5 x 8 Néodyme Maintien le brûleur

34 Tube laiton courbé Ø 5 Pour le brûleur

35 Fil de cuivre Env. 15cm Pour tirer la mèche

36 Mèche Env. 10cm Fibre de verre

37 Couvercle de brûleur Ø 30mm Mat. Synthétique

38 Pieds autocollants Ø 8 x 2 – 4pce Caoutchouc Pieds de socle

39 Rondelles Ø 3 – 2pce Plastique clair

40 Rondelles Ø 4 – 2pce Plastique clair

41 Entretoise Ø int.3,1 x 2 Plastique noir

42 Entretoise Ø int. 4,1 x 2 Plastique noir

43 Tube Silicone Pour la jonction entre les deux cylindres (seulement si solution B)

44 Socle usiné Env. 150 x 100 Bois de Hêtre

45 Paille Pour souffler les copeaux

46 Plan

*Vis STHC = sans tête hexagonale creuse

*Vis CHC = cylindrique hexagonale creuse

Nécessaire en dehors de l'outillage commun : Forêt de 9mm, Taraud M3, Perceuse à colonne et son étau

Deux possibilités pour construire le moteur (A ou B)

Principe de fonctionnement :

Le Piston déplaceur ne fait qu'aider l'air à se déplacer de la partie chaude vers

la partie froide et l'inverse sans la compresser d’où découle une légère

surpression ou sous pression dans l'ensemble du moteur

(dans les deux cylindres).

Le cylindre moteur a pour fonction de convertir cette pression.

A droite (solution A) A ce moment le piston déplaceur est

en bas et l'air est en haut dans la partie chaude, l'air se

dilate et pousse le piston vers le bas.

A droite en bas (solution B)

Le piston déplaceur est en haut, l'air se refroidit et le piston

est aspiré vers le haut.

Donc il faut relier les deux cylindres entre eux pour que l'air

puisse circuler entre eux. Avec ce modèle vous avez

deux différentes possibilité :

Solution A

- Avantage : Esthétiquement plus joli car on en voit pas le

conduit d'air

- Inconvénient : Plus de travail

Solution B

- Avantage : la construction est plus rapide

- Inconvénient : c'est moins esthétique

Remarque : L'air contenu dans le moteur est toujours le

même. Il n'est pas consommé ou remplacé, de ce fait il

est très important que le conduit soit parfaitement

étanche, sans fuite, et à l'intérieur tout doit être propre,

sans copeaux ou corps étrangers.

D'un point de vue purement technique, la solution

choisie ne fait pas de différence.

En cas de choix de la solution A :

La description ci-dessous n'est PAS à prendre en compte.

Dans la description "Piston déplaceur",

seulement exécuter les sections A, B et C, ensuite voir ici

bas de page pour la suite.

Tube laiton 4 x 9 Faux

Perçage 3,9 Juste

Perçages 3,9

Cylindre moteur: Avec le forêt de 3,9mm percer env. 55mm de

profondeur comme sur l'image, ensuite insérer le tube laiton,

il doit dépasser d'environ 4-5mm

Cylindre déplaceur :

Avec un forêt de 3,9mm percer entre la 1ère

te 2ème

ailette?

Attention à ce que ce perçage soit en face du perçage du cylindre

moteur. Ensuite insérer le tube laiton de 4 x 14. Ce tube ne doit

en aucun cas dépasser à l'intérieur du cylindre.

Quand le moteur est monté, relier les deux tubes avec le tube

silicone

En cas de choix pour la solution B :

Dans la description "Piston moteur" page 7

seulement voir les sections A et F, (à la section F, veiller à

ce que le perçage soit exactement entre les deux

filetages, sinon le tube en laiton ne sera pas au bon

emplacement) Ensuite voir ici bas de page pour la suite.

Vue éclatée

14 Vis M3 x 10 n° 29

2 Vis M3 x 25 n°30

Joint Torique, les mesures sont

ø intérieur et épaisseur

Cylindre en verre n° 7

Piston déplaceur n°8

Bride n°2

Cylindre déplaceur n°4

2 x Bagues n°26

Tige de déplaceur n°16

Support cylindre n° 1b

Support cylindre n° 1a

Tige acier 2 x 4 n° 24

Filetage M3 de dessous, fileter à environ 5mm

de profondeur pour la tige fileté M3

Entretoises noire n°41 + 42 (doivent toujours

êtres du côté du cylindre moteur, quel que

soit l'emplacement du volant)

M3 x 25 n°30

raccourcir à env.13mm

Grand Volant n° 19

Les Volants peuvent êtres intervertis ou aussi deux grands volants (le 2ème volant est à acheter à part)

Le volant tel qu'on le voit ici est monté à droite et c'est l'option qui permet le mieux de lancer le moteur

(l'idéal serait de mettre 2 volants)

Bouchon en alu n° 25

à insérer et à coller

avec du freinfilet

Perçage de 3mm

Tube laiton 4 x 39 n° 14

Cylindre moteur n° 5

Piston moteur graphite n° 6

2x Joints Toriques n°21

Goujon acier doux n°23

2x Joints Toriques n°20

2x filetages M3 l'un au dessus de

l'autre (doivent êtres bien centrés

Support moteur n°10

Vis STHC n°28

Petit volant n° 3

M3 x 25 n°30

raccourcir à env.13mm

Rondelles

plastique n° 39 + 40

Conseils, Consignes de sécurité et fonctionnement

Conseils

Important : Plus votre travail sera précis et mieux tournera votre moteur. Prenez votre temps,

les petites erreurs accumulées peuvent avoir une influence négative.

Certaines mesures sont marqués "Exact", il faudra impérativement les respecter.

Travaillez toujours avec une perceuse à colonne et son étau, c'est également l'idéal pour le

taraudage. Si vous avez des problèmes ou questions, téléphonez moi.

Vous pouvez acquérir chaque pièce séparément.

Le socle (en Hêtre) devra être passé au verni incolore avant la première mise en route pour que

d'éventuelles tâches d'huile puissent êtres facilement nettoyées.

Ne pas laisser le brûleur allumé quand il n'y a plus d'alcool car la mèche se consumera, et au contraire elle

durera pratiquement à l'infini.

Pour souffler les copeaux de perçage il y a une paille qu'on peut recourber pour souffler dans les endroits

inaccessibles, mais on peut bien entendu utiliser une soufflette de compresseur.

Sécurité :

- Ne jamais laisser tourner le moteur sans surveillance

- Ce moteur n'est pas un jouet, il ne faut pas la laisser à la portée des enfants

- Le cylindre devient extrêmement chaud - risque de brûlures !

- Ne jamais tenter de refroidir le cylindre en verre avec un liquide (ex. de l'eau) il pourrait se casser

- Le brûleur est de votre fabrication et il est important de toujours vérifier la bonne étanchéité, en cas de

fuite – risques d'incendie

- Ne pas saisir le moteur en fonctionnement

Fonctionnement :

Lubrifier très légèrement toutes les pièces en mouvement, (huile mécanique fine et sans solvants)

Le piston moteur est en graphite, ne jamais lubrifier (le piston graphite fonctionne toujours à sec)

Remplir le brûleur d'alcool à brûler, allumer la mèche. Attention à sa stabilité.

La flamme du brûleur ne doit chauffer que le tiers avant du cylindre en verre.

Après environ 15 secondes le moteur est assez chaud pour le lancer, vérifier le bon sens de rotation

(le fait de tourner dans le mauvais sens ne nuit en rien au bon fonctionnement, mais il ne tournera pas)

Le moteur tourne, lubrifiez seulement de temps en temps avec une goutte d'huile parcimonieusement.

Ne lubrifiez jamais le piston en graphite!

Ne laissez pas chauffer trop longtemps le moteur sans le faire tourner.

Ne chauffez pas avec un petit chalumeau ou d'autres sources de chauffage trop intenses.

Si après avoir inséré les deux bagues, la tige du déplaceur ne coulisse

plus, on peut passer un forêt de 4mm à plusieurs reprises jusqu'à ce que

la tige coulisse librement.

(Ne percez en aucun cas)

Attention à ce qu'il ne reste pas de petits copeaux ou de corps étrangers.

On peut éventuellement mettre un peu d'huile sur l'axe et le faire

tourner en va et vient à l'aide d'une visseuse.

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Perçage 3mm (pour le volant)

A 5mm percer à ø 3mm puis fraiser avec un forêt de

4,5mm.

Plus la bielle sera légère et moins le moteur aura

besoin d'équilibrage et tournera sans vibrations.

Bielle du piston moteur Utiliser le plat en laiton 5 x 2 env.135

1) Perçage 2mm pour piston

déplaceur

2) Goujon acier (2 x 10) essayer

il entrer facilement mais sans jeu La meilleure technique est celle

du bas, la bielle est plus légère Ici limer de façon à ce que la pièce ne

cogne pas le piston n°6

Cylindre, Déplaceur et Bride

Construction du brûleur :

Insérer le fond du brûleur de ø 24,5 x 5mm dans le tube en alu, puis le serrer dans un étau (le

côté chanfreiné en haut) en cas de besoin, taper avec un marteau. Il est assez difficile à insérer

mais il tiendra normalement sans coller et de façon étanche.

Percer à ø 5mm pour le tube en laiton (axe du trou à environ 8mm du bas) et insérer le tube,

puis le coller avec du freinfilet ou tout autre colle résistante à l'alcool à brûler.

Attendre que la colle soit sèche (de préférence une nuit) puis vérifier l'étanchéité.

Le couvercle en plastique est adapté au diamètre mais il est un peu trop long et de ce fait difficile

à retirer, on pourra donc le raccourcir en coupant les nervures de façon à n'en laisser qu'une

seule. Attention, ce couvercle n'est pas étanche!

A l'aide du fil de cuivre tirer la mèche préalablement pliée en deux au travers du tube, la mèche

en fibre de verre doit dépasser d'environ 3 à 5mm.

Lors de l'utilisation, la mèche devra se situer à 5-10mm sous le cylindre en verre et chauffer

seulement le premier tiers avant.

Important : Ce brûleur étant de construction personnelle il ne correspond à aucune consigne

de sécurité en vigueur! A chaque utilisation, contrôler si tout est bien étanche et que l'alcool

ne s'écoule pas, son utilisation est donc sous votre propre responsabilité!

Perçage de 3mm pour la tige filetée M3x62 qui sera

cachée dans le tube pieds du moteur et vissée en

haut dans le support moteur et en bas dans le socle

avec une rondelle et un écrou M3 de manière à ce

que le support fixé et maintenu sur le tube, (fraiser

le dessous du socle pour le passage de l'écrou et de

la rondelle).

Fixer dessous les pieds en caoutchouc autocollants

Percer à 5mm pour l'emplacement de l'aimant Néodyme, on pourra soit percer de part en part pour

En cas de besoin repousser l'aimant, soit ne percer que jusqu'à 1mm du bord pour ne pas voir le trou

du dessus. Si nécessaire coller l'aimant avec de la super glue

Montage du Moteur

Particularité du piston en graphite, (piston moteur) :

Le piston peut se casser, manipuler avec précautions. Le goujon n°23 pour le fixer sur la bielle ne peut

entrer que d'un côté dans le piston et sera inséré dans la partie opposée.

Le piston en graphite ne doit jamais être lubrifié, il est actionné à sec dans le cylindre moteur!

Monter le support moteur avec les deux supports de cylindres et les deux cylindres, le piston moteur avec

la bielle + 2 fois joints Toriques 2x1,3 + goujon en acier, tige du déplaceur avec la bielle (goujon 2x4 est à

coller avec du freinfilet) voir vue du moteur éclatée et page "Deux possibilités pour construire le moteur

(A ou B)". On pourra coller les deux supports de cylindres eu silicone pour parfaire l'étanchéité du conduit

d'air (rainure fraisée) faire très attention de ne pas obstruer le conduit, une astuce consiste à y mettre

une ficelle qu'on retirera après le collage pour être sûr que le conduit soit libre.

Au cas ou le piston en graphite ne passerait pas au travers des deux supports, mettre d'abord le piston et

la bielle dans le cylindre et mettre après les supports de cylindres, ou limer légèrement le trou des

supports. Si les vis ne passent pas très bien vous pouvez éventuellement agrandir ces trous en perçant à

3,2mm. Quel que soit la manière dont vous construisez le conduit d'air, il faut dans tous les cas utiliser les

2 supports de cylindres.

Axe et Volants :

Monter l'axe sur les roulements (éventuellement coller avec du freinfilet), utilisez les rondelles en

plastique et les entretoises noires (voir vue éclatée) Quel que soit le côté ou sera monté le grand volant,

(ou 2 grands volants)il faut dans tous les cas mettre l'entretoise de 2mm du côté du déplaceur et une

rondelle en plastique de 0,8mm du côté du cylindre moteur. Cas particulier avec le "Boxermoteur".

La position de la bielle se fera d'après le croquis (page suivante) suivant, les volants seront fixés sur l'axe

avec les vis STHC (ne pas serrer trop fort), les volants devront avoir un minimum de jeu de chaque côté de

manière à ce qu'ils tournent librement.

Premier test :

Lancer le volant (sans les bielles), il devrait tourner pendant au moins 10 à 20 secondes. Bielle, tige du déplaceur et piston déplaceur :

Fixer les cylindres et portes cylindres sur le support moteur. Visser la tige filetée dans le support moteur,

enfiler le tube en alu sur la tige filetée et visser sur le socle avec l'écrou et rondelle.

Visser le piston déplaceur jusqu'au bout (sans forcer) et mettre du freinfilet , fixer la bielle sur le volant à

l'aide des vis CHC (n°30) raccourcies à 13mm, tester si la rotation est libre et que le piston ne cogne pas le

fond du cylindre, puis mettre du freinfilet..

Deuxième test :

Lancer le volant à l main, il doit tourner librement sans rien cogner et devrait faire entre 5 et 10 tours.

Bride et cylindre en verre :

Enfiler le joint torique sur le cylindre puis l'insérer dans le cylindre du déplaceur (à 5mm du fond), mettre

la bride et la fixer à l'aide des 4 vis CHC, vérifier si les trous correspondent bien aux filetages, si ce n'était

pas le cas on pourra agrandir les perçages à 3,2mm. Serrer alternativement et précautionneusement les

vis. Il doit rester un écart d'environ 1,5mm entre la bride et le cylindre du déplaceur, le piston déplaceur

en fonctionnement ne doit pas toucher à l'avant, si c'était le cas, avancer un peu le cylindre en verre ou

meuler légèrement l'avant du piston.

Troisième test : Lancer le volant, il devrait faire moins de tours qu'au 2ème test et s'arrêter toujours au

même endroit, on devrait sentir un minimum de compression, si ce n'est pas le cas il est probable que le

conduit d'air ou le cylindre en verre n'est pas étanche. Éventuellement faire un essai avant de démonter.

Si les trois tests sont concluants, le moteur tournera!

Angle de calage des volants

Traduit en Français par Bernard Guiot www.blooo.fr 2009

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