MOTEUR À AIR COMPRIMÉ
Image « Ensemble Compresseur+Réservoir+Moteur »
Comme pour l’hydrogène, l’air comprimé sert de vecteur d’énergie puisqu’il n’est pas disponible dans la nature sans transformation. Il faut donc utiliser un compresseur qui alimentera une cuve pouvant restée statique et de laquelle pourra être transférée l’air compressé dans un petit réservoir mobile. Par le biais d’un dispositif de raccordement rapide, ce transfert est réalisé de manière quasi-instantané ce qui donnera une autonomie de fonctionnement allant de 30mn à 1h suivant l’application.
En mode moteur, au début du premier temps du cycle, l’électrovanne e2 est activée, (e1 et e3 non actives) et la soupape s2 ouverte (voir Figure 2). L’air comprimé issu du réservoir entre dans la chambre de compression pour pousser le piston vers le bas. Lorsque le piston a réalisé 1/3 de sa course, la soupape s2 se referme et le piston continue sa course, poussé par la détente de l’air contenu dans la chambre de compression. Le deuxième temps de ce cycle moteur consiste dans la remontée du piston : la soupape s3 s’ouvre pour refouler l’air présent dans la chambre. Bien qu’étant inactive dans ce cycle, l’électrovanne e3 laisse échapper l’air provenant de la soupape s3.
Remarque : durant ce cycle moteur, la soupape s1 s’ouvre lors du premier temps et se referme au deuxième temps mais cette action est sans effet sur le fonctionnement puisque l’électrovanne e1 est inactive.
Les applications de cette nouvelle technologie sont multiples, permettant de décarboner les machines d’espaces verts, de proposer des moyens de locomotions douces tels que le transport de marchandises en zone urbaine, ou d’autres équipements légers tels qu’un groupe électrogène par exemple.
En savoir plus sur le fonctionnement du moteur à air comprimé
Descriptif du fonctionnement du moteur :
Figure 1 : Vue en coupe du moteur
Figure 2 : Fonctionnement en mode Moteur
L’accélération et la décélération du moteur sont réalisées par une régulation du débit d’air comprimé, en amont du moteur. La commande d’accélération, qui sera réalisée au moyen d’un potentiomètre, donnera une consigne qui sera transmise à la vanne de régulation de débit via l’unité de traitement (nommée Control Unit sur Figure 3).
De manière à optimiser l’autonomie du fonctionnement du système, l’air contenu dans le réservoir sera porté à une pression de stockage supérieure à la pression de fonctionnement du moteur. Un détendeur, en sortie du réservoir permettra de diminuer la pression utile pour le moteur.
Enfin, un afficheur (nommé Panel sur Figure 3) informe l’utilisateur sur l’état de fonctionnement du système : autonomie restante, indiquée en heures, vitesse de rotation, température du moteur.
Figure 3 : Architecture de pilotage du moteur
En mode recharge, l’énergie motrice est fournie par la charge que le moteur entraîne. Au début du premier temps du cycle, les électrovannes e1 et e3 sont actives, (e2 non active) et la soupape s1 est ouverte (voir Figure 4). L’air ambiant entre dans la chambre de compression lors de la descente du piston. Lorsque le piston est au point bas, la soupape s1 se referme permettant à l’air de se comprimer dans la chambre lors de la remontée du piston. La soupape s3 s’ouvre pour laisser s’échapper l’air comprimé, qui passera par une soupape tarée, pour être finalement injecté dans le réservoir.
Remarque : durant ce cycle de recharge, la soupape s2 s’ouvre lors du premier temps et se referme ensuite, mais cette action est sans effet sur le fonctionnement puisque l’électrovanne e2 est inactive.
Figure 4 : Fonctionnement en mode Recharge
Certains systèmes motorisés ne permettent pas de fonctionner en mode de récupération d’énergie, comme par exemple une tondeuse à gazon. Dans ce cas, le moteur à air comprimé est simplifié, la soupape s1 étant supprimée, de même que les électrovannes e1 et e3.