Les moteurs pneumatiques Lego (LPE)

Pour expliquer certains fonctionnements, principes et fondements.
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Nico71
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Messagepar Nico71 » Ven Mai 08, 2015 2:16 pm

Un petit post pour informer des nouveautés sur LPE (enfin nouveauté c'est déjà un peu vieux) pour continuer ce topic "bible" (et puis parce que je suis retombé dedans pour un moc ^^)

Les anciens moteur pneumatique lego utilisaient des switchs, souvent modifiés pour encaisser la pression et limiter la friction. Sans modification, un switch bien rodé permettrait de tourner à 100-500RPM maximum. Ce qui limitait leur performance, avait besoin d'un volant d'inertie pour démarrer et passer les points de friction. Rendant ainsi son fonctionnement peu pratique mais surtout le besoin de modifié le switch qui n'est pas à la portée de tout le monde.

En 2011, des tests sont effectués sur des moteurs pneumatiques switchless, c'est à dire sans switch lego. Le contrôle de l'air dans le circuit et réalisé avec le pincement de tuyau lego. Le premier à essayer cette solution (ou du moins le premier à poster quelque chose) est DrDudeNL qui officiait sur l'ancien forum de nicjasno.com. La première vidéo est celle là :



Le pincement des tuyaux est effectué via la rotation de connecteur. Ce n'est pas encore très poussé mais ça marche. A noter qu'il ne faut pas seulement pincer les tuyaux d'alimentation mais aussi ceux de l’échappement, c'est à dire que lorsque le vérin pousse, sa chambre de poussée doit être mise sous pression, et la chambre de tirée (l'autre) doit être mise à l'échappement. Donc Si on a moteur à deux cylindre, chaque pincement pince deux tuyaux (chaque tuyau de chaque cylindre). Si le moteur n'a qu'un cylindre, il faut deux système de pincement décalé de 180°.

Pas grand chose se passe en 2011 et 2012 si ce n'est à la fin de 2012 ou de nouvelle version voit le jour. Notamment une utilisant des cames rotatives (3x3 corner) qui poussent une poutre qui pince le tuyau contre une autre poutre. De la part de MrSuwera :



On a un fonctionnement bien plus souple mais encore quelque vibration du à la grosse des cames utilisées et le déplacement des éléments pinçant.

2013 est vraiment l'année où tout le monde en construit, utilisant plein de technique différente mais le système de pincement entre poutre semble devenir la norme.

Il y a d'autre système que le pincement comme le vrillage, qui en déplaçant un tuyau déjà vrillé va couper son alimentation. C'est bien pensé, mais use certainement le tuyaux :



Enfin, le mode de pincement évolue pour se stabiliser comme suivant : le tuyau est placé contre une poutre, et plutot qu'une autre poutre vienne coincer le tuyau en se déplaçant en translation, c'est une poutre rotative qui tourne légèrement et vient pincer le tuyau. La commande se fait toujours par came, mais le déplacement étant minime, des petites cames type liftarm 1/2t ou 2t sont suffisantes vu le déplacement nécessaire.



Ce système permet de limiter le poids des équipages mobile, les cames étant plus petit et le déplacement de l’élément pinçant étant moindre, le fonctionnement est plus souple et avec moins de vibration.

Aujourd'hui ce système est la norme sur le LPE switchless, il permet en plus d'un fonctionnement souple et avec friction moindre autorisant des vitesses de 1000 RPM, permet aussi à quiconque d'en reproduire un sans grande modification de pièce lego (je conseille néanmoins d'élargir le diamètre d’entrée d'air des vérins d'un mm).

Pour aller plus loin, les vidéos youtubes des switchless avec notament des instructions vidéo

N'hésitez pas si vous avez des questions :)

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Messagepar Anio » Ven Mai 08, 2015 2:42 pm

Je rentrerai pas dans les systèmes de "pincements", c'est assez technique, et finalement secondaire une fois le concept de base établi. On va dire que c'est de l'optimisation.

Par contre, sur le fonctionnement global, j'ai du mal à piger le fonctionnement (le pincement qui remplace un switch).

Un schéma (disons en config 2 pistons) avec les branchements et le trajets des flux est-il envisageable ?

Merci.
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Messagepar Nico71 » Ven Mai 08, 2015 2:58 pm

Pas besoin de schéma c'est assez simple.

Chaque chambre du cylindre pneum est connecté à un T. Une extrémité du T est connecté au cylindre, l'autre à la préssion d'alimentation (la pompe), la dernière est relié à un tuyau libre. C'est ce tuyau qui est pincé alternativement.

Si bien que lorsqu'il est pincé, la pression ne peut pas s'échapper par l'extrémité libre et donc va dans la chambre du cylindre. Et lorsqu'il n'est pas pincé, la chambre du cylindre est mise à l'air.

C'est exactement la même chose qui se passe dans un switch lego en fermant ou obstruant un conduit, là on le fait en pincant un tuyau.

Et alternativement on pince chaque extrémité libre du cylindre. :)

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Messagepar Anio » Ven Mai 08, 2015 3:26 pm

Ah, ok. Donc en fait, chaque vérin ne fonctionne qu'en "poussée".

Du coup, 2 questions me viennent à l'esprit :
- le monocylindre, c'est pas un fonctionnement un peu casse-gueule ?
- vu qu'un vérin sur 2 est "libre" à l'instant t, le couple délivré en sorti n'est-il pas 2 fois plus faible que sur un LPE classique à switch où chaque vérin pousse ET tire ?

A voir si on rapporte le couple délivré du volume d'air en entrée. Car ce système à pincement consomme 2 fois moins d'air si j'ai bien compris.
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Messagepar Xtof » Ven Mai 08, 2015 3:53 pm

Le vérin doit fonctionner en double effet; Il suffit d'appliquer le même principe dans les 2 chambres, en pinçant alternativement les mises à l'air inférieure (sortie de tige) et supérieure (rentrée de tige).

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Messagepar sylvain.roque » Ven Mai 08, 2015 5:24 pm

En faite dans l'explication, de Nico, il dit "chaque chambre". Moi j'ai compris que chaque coter du piston présente le même montage.
A savoir:
- l'air arrive sur une sortie du T
- une sortie va au piston
- la dernière sortie est le tuyau de "mise à l'air libre" sur lequel ce fait le pincement.

Soit l'air est bloqué (Close) et va dans le piston ou alors l'air peut sortir (Open) et du même coup, l'air du piston peut s'échapper aussi.
SI j'ai bien compris ça, au moment ou l'air peut s'échapper (donc vient de l'arrivée, passe dans le T et ressort par la mise à l'air), l'air contenu dans le piston doit sortir aussi (poussé par l'autre chambre qui est en compression). Là je me demande si la pression entre l'air qui arrive et celui qui sort du piston ne ce freinent pas mutuellement dans le tuyau de mise à l'air ?
Oulala, je sais pas si vous comprenez où je veux en venir ?

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Messagepar Nico71 » Sam Mai 09, 2015 8:41 pm

Les deux chambres du vérin fonctionne alternativement en les metant sous préssions tout à tour (en pinçant les tuyaux de mise à l'air tour à tour).

Lorsque la chambre de poussé est mise sous pression, le tuyau est pincé, et l'autre (de la chambre de tirée) est mise à l'air. Les deux étant relié à la pression, une partie de la pression s'échappe alors par le tuyau non pincé.

Du coup, je me demande comme ça marche (parce que si la pression fuit à l'air en alimentant une chambre par exemple, le moteur s’arrête : la pression suit le chemin le plus facile). Des idées ?

Il faut reregarder attentivement les vidéos de tuto avec le câblage.

Mais su les vidéos, ça marche très bien et il y a toujours un tuyau de mise à l'air, donc il doit y avoir un truc qu'on oublie !



EDIT : en fait c'est tout simple, les tuyaux étant pincés alternativement (deux groupes de pincage), chaque groupe de pincage comporte la pression et la mise à l'air d'une chambre. Du coup quand on alimente une chambre, l'autre est à l’échappement ET la mise sous pression de cette chambre est coupé (pincé) donc pas de fuite. L'air est injecté alternativement dans chaque chambre (ça se voit bien sur la vidéo du mono cylindre).

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Messagepar Ian » Mar Mai 26, 2015 11:26 pm

Salut Nico!
Les LPE switchless ça fait un moment que ça se fait c'est vrai, j'en avais déjà parlé sur mon topic de projet de voiture hybride. Ça m'a donné envie de m'y remettre tiens. J'ai pas vu sur YouTube de switchless sans flywheel, pas moyen d'en faire un sans?
De toute façon j'ai tendance à preferer les bons vieux LPE classique repercés et graissés. Tu penses qu'il faudrait combien de compresseurs pour alimenter un I2 à un régime décent (motorisation et nombre de pompe)? J'avais pensé à 4 grosses pompes sans ressort alimentées par 2L.
Ahlala avec le sélecteur de la LMP1 de steph77, je vais pouvoir me faire plaisir cet été!

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Messagepar Alban42800 » Mer Mai 27, 2015 11:48 pm

Salut Nico :hello: , merci pour ce résumé, très sympa. Impressionnant le boulot effectué sur ces moteurs. le VR4 DOCH est magnifique.

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Messagepar GuilliuG » Ven Mai 29, 2015 10:21 pm

La méthode n'est pas bête du tout mais en pratique, je me demande quand même ce que ça donne sur le long terme, les tuyaux doivent s'user fortement et je ne serais pas étonné que la durée de vie d'un tel moteur soit moindre que ceux utilisant des switchs. Après, je suis bien d'accord que remplacer des tuyaux pneumatiques revient moins cher que de remplacer des switchs.
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Messagepar Nico71 » Sam Mai 30, 2015 10:04 pm

J'aurais tendance à dire l'inverse !

Avec le switchless, il n'y a plus de partie en mouvement (le sélecteur du switch qui l'use), juste le pincement du tuyau. Si ceux ci vieillissent bien (pas de craquelure, sécheresse etc) je pense qu'il dureront plus longtemps que des swiths, et sont bien moins cher !


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