Nouvelle tentative d’utilisation d’un piston Titane

Il y a maintenant deux ans (Avril 2017), nous avions étudié et réalisé, grâce à nos partenaires SIRRIS, Technochim et le CRM, un piston sur base d’impression 3D Titane (Cf https://team-ecomotion.com/2017/04/19/dautres-innovations/ )

Un problème est apparu au niveau de la tenue du revêtement DLC sur ce piston : ce revêtement s’est rapidement érodé, laissant le Titane frotter sur le Nickasil du cylindre. Le Titane ayant de très mauvaises propriétés de frottement, le piston s’est alors usé à une vitesse vertigineuse.

Notre partenaire le CRM, et plus précisément Florin DUMINICA, spécialiste Senior en Advanced Surfaces Solutions, nous a proposé une nouvelle méthode de revêtement pour le piston. En effet, les revêtements DLC présentent un faible coefficient de frottement (<0.1), une résistance élevée à l’usure et une conductivité thermique élevée. Cependant, leur dureté élevée et leur contrainte résiduelle élevée conduisent souvent à une faible adhérence. La sélection de la couche d’adhésion appropriée, les paramètres de dépôt optimisés pour la préparation du substrat et la structure des multicouches sont essentiels pour obtenir une adhérence élevée et une haute stabilité chimique à haute température. Le piston en titane élaboré par additive manufacturing et utilisé dans le moteur du prototype de 2017 était couvert par un revêtement  multicouches de Ti/TiN/DLC de manière à assurer une transition acceptable en termes de contraintes résiduelles entre le matériau du piston (Ti) et le revêtement lubrifiant de DLC. Malheureusement une oxydation de la sous-couche de Ti/TiN a généré une délamination progressive de la couche de DLC après la course de 2017.

Récemment, les chercheurs  du CRM Group ont élucidé le lien entre les propriétés mécaniques et tribologiques avec l’adhérence afin de sélectionner le meilleur revêtement DLC et la meilleure combinaison des sous-couches.  Ils nous ont proposé l’utilisation d’une structure modifiée basée sur des multicouches Cr/CrC/DLC, plus stable chimiquement et à haute température. Leurs travaux sont actuellement publiés dans la revue de recherche Surface & Coatings Technology, volume 337 (2018) pages 396–403.

Deux nouveaux pistons ont donc été fabriqués et mis à notre disposition pour les prochaines compétitions, avec comme recommandation d’utiliser des huiles non-additivées.

Tous nos remerciements au CRM (Mr DUMINICA), ainsi qu’à SIRRIS (Mr CARRUS) pour leur aide précieuse !

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Nouvelle table de transport du prototype

Geoffrey et Martin nous ont construit une toute nouvelle table de travail et de transport du prototype.

Plus facile à manœuvrer, mieux équipée et infiniment plus esthétique que la précédente elle devrait nous permettre de travailler plus confortablement à l’atelier, en essais et sur les compétitions.

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Fiabilisation de la culasse EcoMOTION 9

Depuis bientôt trois ans nous utilisons une culasse « maison » qui avait été réalisée par  notre partenaire SIRRIS en impression 3D Titane (Cf https://team-ecomotion.com/2016/04/15/une-grande-premiere/ )

A l’époque, nous avions décidé d’usiner les sièges de soupapes et leurs guides directement dans la culasse. Généralement, ces éléments sont rapportés, mais nous avions tenté le pari afin de nous simplifier la vie.

L’expérience n’a pas été très concluante : les guides se sont usés rapidement, et les sièges n’ont jamais gardé leur étanchéité bien longtemps.

Nous avons donc décidé cette fois de revoir la culasse afin d’y placer des guides et des sièges rapportés. Pour les guides nous avons utilisé des pièces d’origine Yamaha légèrement modifiées. Par contre le fabriquant ne proposant pas de sièges en pièce de rechange, ils ont dû être tirés hors d’un barreau d’alliage de Cuivre Béryllium.

C’est à nouveau notre partenaire SIRRIS qui a réalisé pour nous ces usinages délicats. Les soupapes ont dû également être légèrement retouchées au niveau de la gorge du clips, et c’est la société DARDENNE (mécanique de précision) qui a fait le travail.

Un grand merci à SIRRIS (Monsieur Raoul CARRUS) et DARDENNE (Monsieur BAIJOT) pour leur aide !

A très bientôt pour la finalisation d’autres projets !

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Teng Tools est notre nouveau partenaire

Nous avons le privilège de compter un nouveau partenaire industriel : la société Teng Tools.

Par l’intermédiaire de leur représentant Belge Vynckier, nous avons reçu un outillage très complet que nous allons bientôt utiliser dans notre nouvel atelier.

Plus d’informations sur Teng Tools ici : https://www.tengtools.com

Un grand merci à Teng Tools, et à leur distributeur national Vynckier, pour leur aide !

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Attention vent !

Fin d’année, période de cadeaux, et il faut avouer que cette fois, Guilhem et Norman ont été plutôt gâtés !

Le docteur Thomas Andrianne, qui dirige le laboratoire de la soufflerie de l’Université de Liège (http://labos.ulg.ac.be/wind-tunnel-lab/), les a très gentiment accueillis pour leur permettre de mesurer les performances aérodynamiques d’EcoMOTION.

Une journée entière passée à tester le véhicule sous (presque) tous les angles et vitesses leur a permis d’avancer dans leur travail de modélisation du proto.

En termes de résultats, cela ne semble pas trop mal : un peu plus d’1 N de traînée à 25km/h, soit un Cx d’environ 0,13. Le proto engendre trois fois moins de résistance que sa plaque de support en bois ! (voir images ci-dessous), c’est à peine croyable !

Encore un tout grand merci au docteur Andrianne, pour sa disponibilité et ses explications enrichissantes!

Merci également à Antoine, son assistant, et à Lejeune Motosport pour le coup de main logistique !

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Le trombinoscope d’EcoMOTION 9

Petite présentation des groupes de Bac 3 qui se sont constitués pour les projets de cette première moitié d’année scolaire

Amélioration du banc d’essai moteur : Leonnel et Loïc

 

Etudes de pertes d’énergie dans les roulements de roues : Samir et Massimo

Etude d’une nouvelle roue libre et d’améliorations au banc d’essais à rouleau : Nathan et Morgan

Mise au point d’un programme d’analyse/prédiction des performances : Guilhem et Norman

Construction d’une nouvelle table de travail/transport du prototype : Geoffrey et Martin

A bientôt pour plus de nouvelles de l’avancement des projets !

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Cuit

Grand soleil la semaine dernière sur Londres, où se déroulait le traditionnel Shell Eco Marathon Européen. Chaleur étouffante dans les tentes allouées à chaque équipe, soleil piquant à l’extérieur, les zones d’ombre étaient rares et l’huile solaire a coulé à flots !

Heureusement, EcoMOTION 8 ne nous a pas donné trop de travail. Bien que le châssis, la coque et toutes les liaisons mécaniques soient nouvelles, aucun gros problème à signaler, le travail de l’année a bien porté ses fruits, et c’est avec un proto plutôt fiable et bien fini que nous avons entamé la semaine de compétition.

Contrôle technique passé le mardi sans aucun problème, avec une première bonne nouvelle : sur la balance, EM8, prêt à rouler, est sous la barre des 29 kilos !

Le programme de la suite : essais mercredi et jeudi puis quatre runs à réaliser vendredi, samedi et dimanche.

On ne va pas tourner autour du pot, le résultat final ne sera pas à la hauteur. Nous terminerons la semaine avec 1136 km/l, à la septième place de la catégorie moteur thermique.

Si on compare avec le résultat de 2017, c’est plutôt maigre puisque nous avions réalisé alors plus de 1400 km/l, ce qui nous avait placés quatrièmes de notre catégorie. Pour être complet, signalons que le circuit a changé cette année, plus court et tortueux que celui de l’année dernière.

En analysant les choses, notre manque de performance n’est pas tellement dû au prototype lui-même, mais plutôt à son exploitation à Londres, aux essais et pendant les runs. En fait, nous n’avons jamais réussi à faire un run « correct », et voici pourquoi.

Les essais servent principalement au pilote à découvrir le circuit, et élaborer sa stratégie de course (c’est-à-dire où démarrer, depuis quelle vitesse et jusqu’à quelle vitesse).

Nos deux premières sorties en essais (mercredi) se sont soldées par une panne, due à une mauvaise isolation électrique du boîtier qui recouvre le moteur. Ce boîtier n’avait encore jamais été utilisé pendant nos différents essais, nous avons découvert le problème au mauvais moment.

Jeudi, la troisième et la quatrième séance d’essais se sont mieux passées, mais elles n’ont pas encore suffi à déterminer une bonne stratégie de course.

Vendredi, un élément de la direction se bloque, et nous devons jeter l’éponge pendant notre premier run.

Le lendemain, samedi matin, nous réussissons à valider le 2eme run mais le résultat (1136 km/l), devrait pouvoir être amélioré car cette tentative a plus servi de séance d’essai complémentaire qu’autre chose. Samedi après-midi, nous avons droit à un 3eme run, mais nous le gaspillons : bouchon de réservoir insuffisamment serré, donc chute de pression d’air, donc panne.

Et dimanche, pendant le quatrième et dernier run, Sarah doit freiner à plusieurs reprises (drapeau jaune, trop de trafic sur la piste, …). C’est cuit, nous n’améliorons finalement pas.

Le bilan est néanmoins plus que positif : EM8 fonctionne bien, c’est le résultat d’un très bon travail tout au long de l’année. Quant aux problèmes rencontrés pendant la compétition, ils révèlent des points sur lesquels nous devrons encore progresser. Plus de rigueur dans les tests avant le déplacement, éliminer toute source de panne potentielle, plus d’efficacité dans l’élaboration de la stratégie de course, mieux gérer le trafic pendant les runs … Il y aura du pain sur la planche !

Merci à Lejeune Motosport et à la maison de la formation de la Province de Liège pour l’aide logistique. Merci à Charles Edouard et Pierre Julien pour leurs visites, et bon rétablissement à Isabel qui n’a pu venir. Courage et bon rétablissement également à Miguel Angel Oliva Meyer de l’équipe UMH, rendez-vous au SEM 2019 !

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