Pour répondre à Celeri, je vais tenter de vous expliquer quelle a été ma démarche pour la réalisation de ce projet et, tenter d'expliquer aussi simplement que possible le fonctionnement d'une machine à vapeur.
- Définir son projet: j'avais envie de réaliser une machine à vapeur, vous l'avez tous compris, mais quel modèle? Je voulais intégrer un compresseur fonctionnant avec des moteurs électriques et une batterie. Il fallait donc que cette machine possède un tender, indispensable pour loger son mécanisme et ce, sans faire la même chose que ExiTed. J'ai donc entrepris des recherches sur internet pour finalement repérer cette machine, certes plus compliquée à réaliser, mais intéressante pour toutes ses fonctions. Cela représentait un vrai défit technique.
- Il faut, soit des compétences dans ce domaine pneumatique, soit les acquérir. J'ai dû les acquérir. Je connaissais quand même le principe de fonctionnement d'une machine à vapeur mais sans entrer dans les détails. En lego j'ai découvert les fonctions pneumatiques en montant le camion Mercédès, mais pour ce projet c'est une autre dimension!
- Le modèle étant sélectionné, il fallait définir l'échelle. Trouver l'élément lego critique sur lequel on n'a pas d'autre choix. En l'occurrence ce fut les roues motrices et donc avec la photo et les dimensions des roues lego j'ai pu définir les dimensions du modèle. Il faut simplement savoir faire des règles de 3.
- Valider la faisabilité: Pour cela il fallait réaliser une maquette de compresseur ainsi qu'un boggie.
Pour le compresseur il fallait posséder des pompes. J'ai commencé par 4 pompes. J'ai imaginé les monter sur deux vilebrequins en parallèle et en quadrature pour répartir sur un tour la charge des moteurs électriques. Cette version était trop encombrante et pas assez robuste.
La deuxième version était toujours avec 4 pompes montées 2 par 2 sur le même axe et en opposition, le tout animé par deux moteurs. Chaque ligne de pompes est reliée à un réservoir pour lisser la pression. C'est avec cette seconde version que j'ai commencé à tester le boggie maquette.
Les premiers essais étant décevant, il fallait augmenter la puissance du compresseur. J'ai joué sur 3 paramètres: le nombre de pompes (4 à 6) le nombre de moteurs (2 à 3) et enfin la puissance de la batterie (LIPo 12V) et c'est avec cette version que j'ai réalisé le tender et qui fonctionne parfaitement. Faire plus était impossible pour des raisons d'encombrement. Pour plus de détails n'hésitez pas à consulter les explications qui sont en début de projet.
Le boggie maquette est réalisé avec 3 essieux qui sont solidaires et animés de deux manières différentes. A l'extérieur, les bielles sont montées en quadrature d'un côté et de l'autre. Comme l'emboitement des pièces lego n'est pas très robuste, leur synchronisation est maintenue par des engrenages à l'intérieur du châssis. Pour produire le maximum de couple, l'idéal serait qu'à mi-course les pistons soient le plus horizontaux possible, c'est à dire raccordés à l'essieux le plus éloigné. Il faudrait de grandes tiges de piston, ce qui n'est pas le cas de ceux utilisés. Il sont donc raccordés à l'essieux le plus proche. Le principe ne changera pas.
Faire le câblage pneumatique, c'est là que j'ai eu des soucis car ça ne tournait pas! Il a fallu intervertir 2 tuyaux sur un piston pour que ça démarre. Donc venons en au principe de fonctionnement:
Le principe est similaire à celui d'un moteur thermique 4 cylindres sauf que dans ce cas il n'y a que 2 cylindres qui sont actifs mais dans 2 directions (poussée et contre poussée) alors que les cylindres d'un moteur thermique le sont uniquement en poussée.
Pour mieux comprendre je vous présente un schéma décomposé en 4 positions sur 1 tour de roue:

Le côté piston est l'avant de la machine, les roues supérieures représentent la position de celles de droite, en dessous celles de gauche. Les roues de gauche actionnent la valve de gauche qui envoie l'air comprimé dans le piston de droite (cheminement rouge). Sous l'action du piston, les roues tournent et arrivent à la position 2.

La valve de gauche se ferme tandis que celle de droite envoie de l'air au piston de gauche. Ce sont alors les roues de gauche qui perpétuent le mouvement. Le principe se répète de manière similaire au cours des positions 3 et 4 qui sont présentées.


Cette présentation est simpliste. En fait il y a toutes les phases de transition entre chaque position. Les positions présentées sont les instants ou le couple est maximum. Comme dans un moteur thermique, qui possède un volant d'inertie, cette machine en possède un également pour lisser le mouvement.
Voilà donc pour le principe. si vous avez des questions spécifiques, n'hésitez pas à revenir vers moi ...
Donc le système étant validé, même s'il est encore perfectible, je suis passé à l'habillage:
- Connecter les deux boggies entre eux et réaliser la commande de direction
- Habillage du tender pour vérifier que la pompe et tous les composants annexes peuvent s'y loger
- Etude de la structure interne de la chaudière y compris le changement de diamètre (définition des dimensions, longueurs et diamètre)
- Etude de la cabine, position, réalisation et fixation du toit, parois
- Habillage de la chaudière, c'est à ce moment qu'il a fallu revoir le type de valves et leur position.
- Vérifier que la nouvelle implantation des valves donnait de bons résultats.
- Terminer l'habillage de la chaudière avec tous ses détails
- Habiller l'essieux porteur avant avec son pare buffle
- Et pour terminer faire des essais de roulage réels.
Voilà donc toutes les grandes étapes par lesquelles je suis passé. C'est en fait un résumé de tout ce qui est expliqué dans le sujet. J'espère vous avoir intéressé par ce post, dans le cas contraire vous aurez probablement zappé.
Merci pour tous vos commentaires.