Effet de la variation de la température ambiante

Bonjour ,

Stockées au garage, mes cabines sont actuellement à 11° (0° à l'extérieur ce matin) et j'ai fait quelques mesures de vitesse à cette température.
Avec ma 4.5 mm de 20 joules à vérin, j'ai mesuré 225 m/s en moyenne, soit 14 joules.
Après une heure au chaud à 20° la vitesse moyenne remonte à 255 m/s , soit plus de 18 joules. Ce n'est pas encore très sensible à 25 m mais j'espère que la chute de vitesse n'est pas inversement proportionnelle à la température, souvent voisine de 5° le matin au stand de tir.

Les gaz étant plus sensibles aux variations de température que les aciers ce n'est pas vraiment
anormal. Cependant 13% d'augmentation de vitesse pour 9°C de plus, c'est beaucoup.

Peut-être un critère à prendre en compte dans le choix de la technologie de propulsion vérin vs ressort ?

Il y a peut-être aussi un impact sur la dureté du joint et de sa résistance dans la chambre ?

En tout cas, super intéressant comme observation


Flash météo : IdF sud-Ouest -> -4°C ce matin à 8h - ensoleillé légèrement voilé.

les premiers tirs sont souvent mous avec une AC à piston quand il fait froid.

n'oublions pas que la graisse durcit, et il suffit de quelques tirs pour réchauffer tout ca.

Cela joue, un peu, aussi sur le diamètre des munitions dans le canon EN THEORIE, en plus de l'adaptation à la dimension du canon.
Voici, grosso-merdo le coefficient d'allongement en température du plomb et de l'acier (α):
Plomb : α = 29 × 10- 6 K-1
Acier : α = 11 × 10- 6 K-1.

Dans le calcul, je part de la température donnée précédemment de -4°C et celle de 36°C correspondant à un été normal.
Ici, on peut comprendre pourquoi des calibres peuvent s'acheter au centième de mm près: 0,45 ou 0,451 ou même 0,449
Je comprends donc que pour le tir, l'hiver on choisi 1 centieme en plus sur les munitions en plomb pour du tir en extérieur, puisque à -4°C les dimension du plomb se sont rétractées.
Pour l'acier je considère que c'est négligeable.

Constat Hiver: Choisir des dimensions + 1 centième a cause du retrait à -4°
Constat Eté: Choisir des dimensions - 1 centième a cause de l'allongement à +36°.

Vous ne comprenez pas? Ça fait rien, croyez-moi.

Je passe au résultats du calcul disponible là: Dilatation thermique des solides Calculer l'allongement d'un matériau connaissant son coefficient de dilatation linéaire α

Réponse pour du plomb:

Coefficient
de dilatation linéaire α : 2.9E-5 K-1
Longueur
Longueur L0
à la température T0 : 0.0045 m
Longueur L1
à la température T1 : 0.00450522 m   ICI: + 1 centième, par défaut. soit 4.51mm
Température
Température T0 : -4°C
Température T1 : 36°C
Allongement
L1 - L0 : 5.2200000000002E-6 m
: 0.00052200000000002 cm


Réponse pour l'acier:

Coefficient
de dilatation linéaire α : 1.1E-5 K-1
Longueur
Longueur L0
à la température T0 : 0.0045 m
Longueur L1
à la température T1 : 0.00450198 m
Température
Température T0 : -4°C
Température T1 : 36°C
Allongement
L1 - L0 : 1.9800000000004E-6 m
: 0.00019800000000004 cm

Seulement, là, je vois que tout le monde s'en fout!
Emö.

EmöGloByN a écrit:

Seulement, là, je vois que tout le monde s'en fout!
Emö.

Meu non..  je ne savais pas que le plomb se dilatait presque 3 fois plus que l'acier. Je veux bien comprendre qu'un centième puisse  modifier la quantité d'air qui fuit autour du plomb par les rayures et affecter le rendement du tir.  
Le plomb doit être également plus dur et donc épouser plus difficilement les rayures.

Je vais faire le même test avec d'autres plombs puis avec une autre cara  (ma Crosman Benjamin NP2  5.5 mm).

Même constat, j'en parlais dans ce fil de discussion

Je perds entre 3 et 4 cm entre la température de chambre 16-18° et celle du stand 2-4° C à 50m avec des pellets de .25. Au fur et à mesure que mon arme (et l'air y contenu) prennent la température extérieure, cela baisse. Une fois "acclimatée" cela ne change plus.

Ça nous fait tous ça le froid tu devrais le savoir

Après les JSB Exact Diabolo 0,54 g , j'ai fait le test avec des H&N Match Heavy 0,53 g

A 11°C , premier tir à 227 m/s puis la vitesse augmente à chaque tir pour se stabiliser à 236 m/s (14,6 joules )

A 18 °C , la vitesse est de 273 m/s (19,8 joules).

Je ferai un dernier test avec des plombs plus lourds et plus durs comme les H&N Baracuda 0,69 g

bonjour,
Pour le diamètre des plombs, je ne sais pas si vous vous êtes déjà amusé à les mesurer, mais pour ce que j'ai pu en ressortir, c'est à peu près n'importe quoi déjà au 0,01mm près par rapport à ce qui est écrit sur les boites; donc tirer des conclusions à partir valeurs annoncées à 0.001mm, à mon humble avis c'est nul.
Je suis de l'avis de rick dangerous, c'est surtout la mise en température de la mécanique et de sa lubrification qui est importante.

fred900s a écrit:

bonjour,
Pour le diamètre des plombs, je ne sais pas si vous vous êtes déjà amusé à les mesurer, mais pour ce que j'ai pu en ressortir, c'est à peu près n'importe quoi déjà au 0,01mm près par rapport à ce qui est écrit sur les boites; donc tirer des conclusions à partir valeurs annoncées à 0.001mm, à mon humble avis c'est nul.
Je suis de l'avis de rick dangerous, c'est surtout la mise en température de la mécanique et de sa lubrification qui est importante.

Je suis aussi d'accord sur le fait que la dilatation ( ici contraction ) du diamètre du plomb due à la baisse de température est d'un ordre de grandeur  inférieur à la tolérance de fabrication des plombs. C'est pour cela que je suis en train de refaire le test avec des plombs que je pré-enfonce parce qu'ils sont sur-calibrés ( H&N Baracuda 0,69 g et leurs petits frères les Power cuivrés encore plus durs).

Pour ce qui concerne la montée en température, je n'y crois pas sans affirmer que c'est nul car il faut toujours être prudent en science.  

Désolé , ça devient un peu technique,  mais je tente une démonstration:
       
La chaleur massique de l'acier est de 500 joules / kg / degré , ce qui veut dire pour ceux qui ne sont pas familiers avec cette quantité,  qu'il faut fournir ou tirer 500 joules d'énergie thermique pour échauffer ou refroidir d'un degré un kg d'acier.

L'énergie mécanique de détente du ressort est d'environ 35 joules, dont 20 sont convertis en énergie cinétique (1/2 mv²), et une bonne partie du reste ( disons 50% ) sort par le canon avec l'air comprimé échauffé et les 50 % restant échauffe les parois du cylindre de compression et du canon (je ne sais pas estimer la part due au frottement du plomb).  

On peut donc, a mon avis,  se baser sur 5 joules à chaque tir qui échauffent le canon et le cylindre de compression.
En estimant à 1 kg la masse d'acier du canon et du cylindre, ça donne 5/500 ( 0,01 degré) d'échauffement par tir , soit 100 tirs pour 1 degré et en supposant que la cara puisse conserver la chaleur car au moindre petit écart de température avec  l'extérieur, les joules se dissiperont à l'extérieur.
On peut aussi dire qu'en tirant à la cadence de 3 tirs par minutes, la chaleur dégagée est celle d'une résistance chauffante de 0,25 Watt.
Quand il fait 5 °à l'extérieur, ça me semble vraiment négligeable pour réchauffer la cara.        
En fait , je pense que ce qu'on crois être un échauffement de la cabine dû au tir est de la chaleur corporelle transmise par les mains.

Bon , ce n'est que mon avis..

Pour moi, ce n'est pas la température du metal comme tu l'explique si bien. Merci pour l'explication d'ailleurs.

Je n'ai pas lu le sujet, donc je risque de dire un truc deja mentionné. Mais je pense que les variations sont dues au réchauffement de la graisse. La viscosité est tres influencée par la temperature de celle-ci et contrairement à l'acier, il en faut relativement peu pour fluidifier le tout et donc avoir une vitesse qui augmente apres quelques tirs.

Je n'ai jamais mesuré et je ne compte pas le faire ( je suis mieux au chaud) mais c'est un effet que j'ai souvent constaté .

Alors effet réel, placebo ou excuse pratique pour se dédouaner de ses pietre resultats quand en realité c'est le froid qui altère notre visée.... je ne sais pas.

ce n'était pas ce à quoi je pensais, benco.

dans une AC à piston, les parois du cylindre sont légèrement grasses.
à la compression, l'air s'échauffe suffisamment pour créer un effet diesel (donc plus de 450°). ce qui chauffe le joint et le gras. donc favorise le glissement. donc permet de retrouver une puissance plus proche de la normale.

si seulement je savais comment expliquer... ca serait bien

enfin bon.
quand je tire (au froid) avec la TX200 ou la prosport, je commence toujours par faire quelques tirs de chauffe rapides.
car j'ai constaté que les 5-10 premiers plombs tombent vite, signe d'un manque de puissance.
bon, j'utilise une graisse EP00, pas une standard pour mes AC piston haut de gamme. elle reste assez fluide tant que la température ne tombe pas sous le zéro.
par contre, en cas de défaut d’étanchéité du joint de piston, c'est dieseling assuré (bien que cette graisse ne brûle qu'à partir de 580°). on ne peut pas tout avoir.

PS: pour les autres (hatsan, gamo, etc), c'est graisse solide solvantée. une fois le solvant évaporé (4-5mn), il reste juste un film de graisse, et difficile à enlever en frottant... parfait pour ce type d'AC.

Je viens de faire un essai avec de bons gros plombs bien lourds ( H+N Baracuda  et Power cuivrés)

Cet été,  quand il faisait entre 18 et 22 ° dans mon garage :  229 m/s en  moyenne  soit 18,1 joules ( j'ai des dizaines de mesures enregistrées dans Excel )

Ce matin , la cara sortie à 7,5 ° et test immédiat dans mon garage à 13 ° ( j'ai mis un peu de chauffage pour remonter la température)

195 m/s  (13 joules ) et aucune hausse de la vitesse  après 20 tirs.

Test après réchauffement de la cara pendant 90 minutes dans la maison,  thermostat à 20,5 ° en ce moment

207 m/s  (15 joules).  

Autre test avec une Crosman Benjamin 5.5 mm et plomb FX 1,03 g  

à 7,5 °:  216 m/s ( 24 joules)

après 90 mm dans mon salon et test dans mon garage à 14 ° : 216 m/s  

La cara est donc insensible à cet écart de température !!

Mais je note une baisse entre 2 à 4 joules par rapport à la moyenne de l'été.  

Je pense aussi qu'il faut probablement regarder du côté du joint de type parachute ( rendu plus rigide par le froid ) et de la graisse.
Pour ma part , je mets uniquement un tout petit peu de graisse lithium haute pression sur le poussoir du levier de chargement et le crochet de détente et je compte  sur la migration de cette graisse pour déposer un film imperceptible , sauf au doigt, sur la paroi du cylindre. Je n'ai jamais de diéseling avec cette méthode.

Plus j'y pense et plus de crois à une rétraction et/ou une baisse de souplesse de la jupe du joint de piston due à la température.
Je vous soumets une explication :

le joint de type parachute n'est étanche qu'à l'instant où la pression est suffisante pour plaquer sa jupe contre la paroi du cylindre de compression. Si la jupe en élastomère est rigidifiée par le froid et un peu rétractée ( ce qu'on observe quand elle est usée et un peu noircie ) , elle met plus de temps à se plaquer contre la paroi et laisse fuir de d'air au départ du piston.
Comme je graisse très peu, je ne peux pas compter sur un film de graisse autour de la jupe pour compenser le retard au déploiement du joint parachute.
Inversement, un joint graissé doit compenser la fuite liée à la perte de souplesse de la jupe du joint mais peut-être au détriment de la régularité, surtout s'il y de l'échauffement dû au dieseling.

En conclusion de ces observations, je vais remplacer le joint du piston et je verrai bien si elle est toujours aussi sensible au froid.

Salut,
rares sont les matières qui ne réagissent pas aux différences de températures, dans les plus courantes, l'acier, le bois, certains plastiques, le caoutchouc, toutes ces matières sont sensibles à la chaleur, au froid, mais aussi à l'hygrométrie, alors forcément dans une arme à air, il peut y avoir de petits changements, notamment sur la VO.
La graisse, les huiles ne sont pas conseillées dans les mécanismes de détente, parfois ça glisse bien, et parfois ça colle...
Pour ces mêmes raisons, il faut mettre très peu de graisse sur le ressort d'une AC piston/ressort, et non pas bourrer comme un âne  
Après ce qui m'interroge un peu est le faible ratio entre ta température basse et ta température haute, elle est quand même peu importante, je comprendrais mieux entre 20/25° et 0°, là ok, 7.5° ce n'est pas une température froide, et encore moins à 11°, alors

wovokaa a écrit:

Après ce qui m'interroge un peu est le faible ratio entre ta température basse et ta température haute, elle est quand même peu importante, je comprendrais mieux entre 20/25° et 0°, là ok, 7.5° ce n'est pas une température froide, et encore moins à 11°, alors

Les gros écarts de vitesse constatés sont entre mes mesures de cet été et maintenant dans mon garage. La température de stockage est passée de 22 à 7,5°. Le joint étant en élastomère thermoplastique ( lequel ?), je ne serais pas étonné qu'il y ait une différence sensible de rigidité de la jupe entre ces deux températures. Autre facteur, le vieillissement du joint pendant plusieurs semaines d'inactivité de la carabine.
Je verrai bien après son remplacement.

Je pense aussi que tu as raison d'être interpellé par la nature même du "caoutchouc" du piston, après tout c'est lui qui apporte la compression dans la chambre d'une AC piston/ressort ou assimilée, après remplacement tu seras effectivement fixé à son sujet.

Ma Stoeger RX20 est devenue tout d'un coup très sensible au froid  (grosse perte de puissance à 7,5 °C) et reprenait sa puissance normale à 20° .
J'ai émis l'hypothése que c'était dû à une perte de souplesse du joint de piston. Et bien , l'autopsie ( du joint..) et son remplacement par un neuf  confirme bien la cause

Le joint actuel ( sur la photo ci-dessous)  à côté du neuf est tout simplement "cuit" et revenu au diamètre du cylindre de compression ( 25 mm) , c'est à dire que sa jupe est juste en contact avec le cylindre de compression. De ce fait,  la contraction de l'élastomère thermoplastique explique le manque d'étanchéité du piston par temps froid. Par comparaison,  le diamètre de la jupe d'un joint neuf est de 28 mm et exerce une pression importante sur la paroi du cylindre.

Bon, pour être honnête, je constate probablement ici les effets du dieseling que j'exploite volontairement sur cette cara..

Gros problème et grosse déception avec ces joints soi-disant Stoeger RX20  et Gamo achetés chez Joints pour Stoeger RX20 / Gamo

Si quelqu'un à un autre fournisseur à me proposer..  trouver les pièces détachées est vraiment une galère!

Ci-après la traduction Google de l'email que je viens de leur envoyer:

Monsieur,

J'ai finalement découvert ce qui n'allait pas avec les joints de piston Stoeger/gamo: le centrage du trou conique est mauvais et l'excentricité résultante de la jupe (d'épaisseur inégale) crée trop de friction et une mauvaise étanchéité à l'air (voir photo ci-jointe)  
En outre, le caoutchouc étant trop mou et le joint pas assez serré autour de la tête de piston, le premier que j'ai monté a littéralement explosé comme un pneu (trou entouré de rouge sur la photo).  
J'ai dû utiliser de la colle de résine pour maintenir l’étanchéité, puis tourner la jupe sur un tour (pas une opération facile avec du caoutchouc!) pour la recentrer avec la tête de piston.    
Je m’attends donc à recevoir un autre jeu de joints correctement fabriqués (pièces originales, si possible) ou à être remboursé.

Cordialement

Valable aussi pour les armes à feu.
J'ai moi-même constaté, avec du 30-30 Winchester, près de 40cm d'écart à 200m, entre des réglages d'été et des réglages d'hiver.
En hiver, mes 357 sont bien moins pêchues qu'en été, la différence de recul est flagrante.

celui-là: joint gamo 25mm??

sinon, chez customairseals, mais c'est long pour venir... sur ebay, c'est le même tarif qu'à la boutique

Oui, c'est ça et je vais passer commande ( je connaissais le vendeur mais ces joints n'étaient jamais en stock).
Merci de me rappeler ce lien en tout cas.

Le site anglais m' a fait cette réponse très commerciale qui ne m'étonne pas d'eux.  Je ne vais pas renvoyer le seul joint sur les quatre..  
Ils ne me reverront plus et je ne manquerai pas une occasion de leur faire de la pub.
 
Salut,

Merci pour votre message.
Les pièces sont authentiques, nous en avons vendu des centaines et les utilisons dans notre propre atelier sans problème de façon régulière.
Comme vous l'avez indiqué dans votre message initial, les joints ont été installés / modifiés, mais nous ne pouvons malheureusement pas accepter les retours.
Si l'un des joint est en parfait état, il peut nous être retourné pour un remboursement complet.

Cordialement

Bonjour à tous,

A peine plus de 2° sous abri ce matin au stand de tir pour tester le remplacement du joint de piston British dont j'ai dû rectifier la concentricité et le diamètre de la jupe au tour (oui c'est possible avec un outil bien coupant) et renforcer l'étanchéité autour du cône inversé de fixation au piston avec de la colle Epoxy.
Le caoutchouc est en effet trop souple et le premier que j'ai monté a littéralement éclaté au centre,  comme un pneu (photo plus haut).
     
Mais bon, ce bricolage inédit pour récupérer un joint  aussi m...dique  que cher semble avoir payé à la vue de mon carton de ce matin.
La veille,  dans mon garage , j'ai mesuré 17 joules, ce qui est acceptable en ce moment.

A mon avis et en conclusion de ces observations et cogitations, la baisse sensible de vitesse observée à basse température est essentiellement due à la rétraction et au raidissement de la jupe du joint en élastomère thermodurcissable et très peu à la dilatation de l'acier et du plomb.      
           

Bonjour à tous
j'ai reçu de nouveaux joints pour Gamo ou Stoeger diamètre 25 mm de cet armurier en ligne . Ils sont bien conformes et à un prix normal contrairement à ceux que j'ai fait venir du Royaume Uni.  Entre ma 5.5 Crosman et ma Stoeger
4.5 je commence à avoir l'expérience du remplacement de joint et j'ai constaté que de toutes petites non-conformités pouvaient avoir beaucoup d'effet sur le fonctionnement de la cara:
entre autres :

1)  un joint légèrement trop épais , ne serait-ce que de 0,5 mm, laisse un  vide entre la butée du ressort piston et le fond du cylindre de compression qui augmente le volume mort  (volume d'air comprimé non expulsé du cylindre de compression). J'ai constaté une différence de 3 joules sur ma Crosman avant et après arasement du joint pour le remettre dans le plan de la butée du piston.    

2) un joint trop souple ( cas des contrefaçons British vendues à prix d'or.. )  claquera aux premiers coups de diéseling souvent inévitables après une maintenance ( voir détail du claquage plus haut) .

3) un joint dont le bord de la jupe n'est pas chanfreiné ( c'est le cas des contrefaçons ) a tendance à serrer dans le cylindre et en plus a toute des chances d'être détérioré au montage au passage des ouvertures du cylindre, même si celles-ci sont préalablement chanfreinées à la lime.


Pour éviter le claquage des joints trop souples ( le cas des contrefaçons) ,  j'enduis le trou conique de fixation et la base de colle Epoxy ( résine + durcisseur) . Cerise sur le gâteau, le mélange Epoxy frais  permet de "chausser" le joint facilement sur son support (en forme de cône inversé) . Evidemment, il faudra enlever ( gratter avec une lame de cutter ) la colle lors du prochain remplacement.  

Contrefaçons ou originaux , je colle systématiquement les joints pour être sûr de l'étanchéité.

Voilà, en conclusion si votre cara devient (trop) sensible au froid, pensez à remplacer (ou faire remplacer) le joint.

Très technique, très intéressant, merci :)