Etude réducteur à courroie pour les moteurs avionables

Les moteurs de moto, de voitures ou autre qui ont déjà été avionnés ou qui peuvent l'être ou que vous souhaitez avionner
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MYR
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Etude réducteur à courroie pour les moteurs avionables

Message par MYR »

Après avoir discuté dans d'autres sujets des avantages et inconvénients des réducteurs à pignons et des réducteurs à courroies, j'ouvre ce sujet qui sera spécifiquement consacré à l'étude d'un réducteur à courroies pour le Yamaha Genesis (un autre sujet spécifique pourrait être ouvert ailleurs pour étudier en parallèle un réducteur à engrenages)

Gardons en mémoire ceci :
http://www.rotaryforum.com/forum/showpo ... tcount=102
flyboat a écrit :Belt drive on Yamaha. Be careful

I hade 50mm cevlar toothed belt on Yamaha with injection and turbo.

The problem was not the power.
The propeller setting was 8000 rpm at full throttle.
When i throttle back the sound and vibration was some different in 5400 to 5800 rpm.
At that time i did not know why sound and vibration was different in that rpm area.
So in the beginning i did not use that rpm. when i use 6000 rpm or more, it was ok.

One day i was instructing a student, we get in a updraft, the student's learning mission was speed and direction (first hour).
I then throttle back to 5800 rpm to keep same hight. The strange sound and feeling was there, but since i did not know what this was i keep on flying whit that rpm.
Afte 2 minuts it was bang and no propulsion.

So the problem with belt drive system can be destructive internal vibration on specific rpm area.
Image
  • Traduction :
    Entraînement par courroie sur Yamaha. Soyez prudents

    J'ai une courroie 50mm kevlar dentée sur Yamaha à injection et turbo.

    Le problème n'était pas la puissance.
    Le réglage de l'hélice était de 8000 rpm à plein régime.
    Quand je réduisais les gaz le son et les vibrations étaient un peu différents de 5400 à 5800 rpm.
    A cette époque je ne savais pas pourquoi le son et la vibration était différent dans ce domaine rpm.
    Donc au début, je n'ai pas utilisé ce régime. Quand j'utilisais 6000 tours ou plus, c'était correct.

    Un jour, je faisais de l'instruction à un élève, on est entré dans un courant ascendant, la séance de l'apprentissage de l'étudiant était la vitesse et la direction (première heure).
    J'ai réduit à 5800 rpm pour garder la même hauteur. Le son étrange et le ressenti était là, mais puisque je ne savais pas ce que cela était, j'ai continué à voler à ce régime.
    Après 2 minutes, ça a été bang et plus de propulsion.

    Donc le problème avec le système d'entraînement par courroie peut être destructeur par vibrations internes dans une la zone de rpm spécifique.
On peut heureusement bénéficier de cette mauvaise expérience. Voila pourquoi il ne faut pas abandonner totalement la possibilité d'un réducteur à engrenage. Ici, on essaiera de concevoir un réducteur à courroies amélioré.
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swiftlightpas
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Re: Etude choix réducteur pour Genesis 3 cylindres

Message par swiftlightpas »

Réducteur mal conçu qui entre en résonance et c'est tout.Un réducteur à engrenage peut aussi griller si mal conçu...voir ma réponse dans le second post sur le même sujet...
swiftlightpas
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Re: Etude réducteur à courroie pour le Genesis

Message par swiftlightpas »

Comme il n'y a aucune explication au sujet du montage utilisé, l'on ne peut pas tirer de conclusions précises sur les causes exactes et se garder de conclusions hâtives...
Mais je connaîs assez bien ce type de transmission pour en avoir vu beaucoup, et j'affirme que c'est très fiable lorsque c'est bien conçu. lorsqu'il y a des vibrations, c'est que quelque chose entre en résonance et en l’occurrence, c'est fréquemment le brin mou de la courroie: comme pour une transmission par chaîne, le brin mou , surtout lorsque la distance entre les poulies est importante, doit être muni d'un tendeur qui amortit les variations de tension...Pour une chaîne, il faut en plus des guides. Ces précautions sont indispensables sur un entraînement à grande vitesse et transmission longue.Sur une transmission courte l'on peut s'en passer avec une courroie, mais pas avec une chaîne.
C'est pourquoi je ne suis pas chaud du tout quand à la conception pifométrique d'une transmission non étudiée par un spécialiste et testée, ceci d'ailleurs même avec une transmission par engrenages: l'on a aussi vu des réducteurs de ce type partir en fumée, surtout sur des entraînements rapides, à cause de la mauvaise conception du graissage par barbotage: à partir d'une certaine vitesse, l'huile était centrifugée et ne graissait plus rien...c'est même arrivé un jour à un grand fabricant de motos sur sa transmission acatène: il a dû fabriquer un pont muni d'une grande fenêtre transparente pour pouvoir visualiser ce qui se passe: des déflecteurs internes ont résolu le problème.....
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jplandez
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Re: Etude choix réducteur pour Genesis 3 cylindres

Message par jplandez »

Je sais pas si ca peut aider, mais j'ai eu a concevoir des système asservis (Servos-electriques) avec des courroies crantées de chez Binder, de toutes tailles, et de toutes longueurs (genre des 8m de long pour 60mm de large, armées acier ou Kevlar).Avec des vitesse très différentes.
Certaines assurant le démplacement de masses de plus d'une tonne, à des vitesses non négligeables.
Ce dont je me souviens de ce qui est primordial :
-La longueur de la courroie,
-L'inertie (la masse),
-La vitesse et les accélérations.
A cette époque, on faisait calculer la courroie qui va bien directement par Binder.

Il en résultait aussi des critères de tension assez drastiques (courroies très fortement tendues), ce qui imposait des contraintes fortes au niveau du design des paliers de poulies. (Donc attention à monter ca en bout d'un vilo sur lequel le palier avant serait trop faible).

Le problème, et d'autant plus que la courroie est longue , epaisse et lourde, que la vitesse est élevée, que l'inertie est importante, ce sont les modes d'entrée en résonnance (vibrations).
Donc : faire un design au pif, c'est un peu du "loto"

Mais rassurez vous, y'avait aussi des réducteurs mécaniques, dont un (un espèce de gros "harmonic drive") entrainant en rotation une masse de 7 tonnes. et là aussi les problèmes de conception ne sont pas minces (avec toujours les mêmes paramètres d'entrée : vitesse, accélération, inertie). Si on se loupe, ca se detruit aussi souvent par des modes de résonnance.
MYR
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Re: Etude réducteur à courroie pour le Genesis

Message par MYR »

A mon sens (de façon empirique), la solution pour un moteur à réducteur à courroies doit ressembler à ce qu'a fait Kurt du Danemark pour son CH 601:
(malheureusement pour l'instant, il est injoignable, comme tous les avioneurs du moteur Genesis)
Image
Il faudrait :
  • 2 courroies. Chaque courroie-poulies doit être dimensionnée pour pouvoir fonctionner seule.
  • Installation d'un embrayage centrifuge entre le vilebrequin et la petite poulie double
    (utiliser de l'existant).
  • Les poulies doubles doivent être prises en sandwich entre deux plaques solidaires du moteur (-merci kurt-)
  • Contrairement à la photo, la petite poulie de l'arbre primaire doit être solidaire de la plaque avant avec un roulement à l'avant pour éviter le porte à faux. Ne pas compter sur le palier du vilebrequin ! Il doit y avoir un autre roulement à l'arrière.
  • Les grandes poulies doubles doivent recevoir un roulement de chaque coté. Le roulement avant doit être choisi et dimensionné pour s'opposer à la traction de l'hélice (roulement à rouleaux ?).
  • Le système doit être très ventilé mais cloisonné et grillagé pour éviter l'arrivée des projections entre une courroie et une poulie :
    plaque en tôle entre les deux courroies-poulies, et grillage "tamis" en périphérie
  • Etudier (faire étudier !) un système de tension automatique des courroies (-merci swift-)
  • Le système doit être étudié ou validé par un spécialiste, particulièrement pour déterminer la tension des courroies
    (le fabricant des courroies a certainement un bureau d'étude -merci jplandez-)
  • Pour bien faire : capteurs optiques reliés à une alarme pour avertir qu'une courroie s'est cassée (-merci ERIC 45-)
  • Enfin : essai au banc avec des forces et des régimes plus élevés (moteur électrique + hélices)
  • Pour terminer : essais au point fixe avec moteur de l'aéronef pour vérifier l'existence ou l'absence de plages vibratoires.
    (si possible : mesurer avec capteurs du type "Shadwick")
Image réducteur à courroie avec porte à faux à proscrire : http://www.forum-ulm-ela-lsa.net/downlo ... iew&id=209
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swiftlightpas
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Re: Etude réducteur à courroie pour le Genesis

Message par swiftlightpas »

D'un autre côté, est-il raisonnable de tabler sur ce moteur? En effet, il est à priori impossible de faire homologuer une moteur qui peut potentiellement délivrer plus de 100cv...
J'ai eu l'occasion de parler avec un gars qui voulait monter sur son ulm un Jabiru 3300 "limité à 100cv" (par l'hélice à pas fixe interdisant virtuellement de dépasser un certain régime, voir mécaniquement par carbu plus petit, limiteur de régime sur l'allumage...): ce fut un NIET catégorique de la DGAC, alors que ce moteur aurait été intéressant dans cette configuration (peu bruyant, peu de vibrations, pas plus lourd que certains VW ou que le Smart avionné , et permet d'utiliser une hélice beaucoup plus grande donc plus efficace à basse vitesse...
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Re: Etude réducteur à courroie pour le Genesis

Message par MYR »

swiftlightpas a écrit :D'un autre côté, est-il raisonnable de tabler sur ce moteur? En effet, il est à priori impossible de faire homologuer une moteur qui peut potentiellement délivrer plus de 100cv...
J'ai eu l'occasion de parler avec un gars qui voulait monter sur son ulm un Jabiru 3300 "limité à 100cv" (par l'hélice à pas fixe interdisant virtuellement de dépasser un certain régime, voir mécaniquement par carbu plus petit, limiteur de régime sur l'allumage...): ce fut un NIET catégorique de la DGAC, alors que ce moteur aurait été intéressant dans cette configuration (peu bruyant, peu de vibrations, pas plus lourd que certains VW ou que le Smart avionné , et permet d'utiliser une hélice beaucoup plus grande donc plus efficace à basse vitesse...
L'objectif est de faire faire une cartographie d'injection qui limiterait les rpm à une valeur de 100 hp. Personnellement, je ne vois pas l'intérêt d'avoir davantage de puissance. Je crois même que 80 hp avec une wastegate est très bien.
Tout ça est compliqué surtout pour des amateurs sans expérience, mais il vaut mieux se fixer des objectifs élevés. Il est évident que ensuite la validation du projet, les dimensionnements, la réalisation, les essais doivent être mises dans les mains de vrais professionnels. Même sur ce dernier point, il y a encore le problème de leur choix.
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jplandez
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Re: Etude réducteur à courroie pour le Genesis

Message par jplandez »

MYR a écrit :
swiftlightpas a écrit :D'un autre côté, est-il raisonnable de tabler sur ce moteur? En effet, il est à priori impossible de faire homologuer une moteur qui peut potentiellement délivrer plus de 100cv...
J'ai eu l'occasion de parler avec un gars qui voulait monter sur son ulm un Jabiru 3300 "limité à 100cv" (par l'hélice à pas fixe interdisant virtuellement de dépasser un certain régime, voir mécaniquement par carbu plus petit, limiteur de régime sur l'allumage...): ce fut un NIET catégorique de la DGAC, alors que ce moteur aurait été intéressant dans cette configuration (peu bruyant, peu de vibrations, pas plus lourd que certains VW ou que le Smart avionné , et permet d'utiliser une hélice beaucoup plus grande donc plus efficace à basse vitesse...
L'objectif est de faire faire une cartographie d'injection qui limiterait les rpm à une valeur de 100 hp. Personnellement, je ne vois pas l'intérêt d'avoir davantage de puissance. Je crois même que 80 hp avec une wastegate est très bien.
Tout ça est compliqué surtout pour des amateurs sans expérience, mais il vaut mieux se fixer des objectifs élevés. Il est évident que ensuite la validation du projet, les dimensionnements, la réalisation, les essais doivent être mises dans les mains de vrais professionnels. Même sur ce dernier point, il y a encore le problème de leur choix.
Permettez moi de poser une (plusieurs) question(s) peut être HS, mais peut être pas :
-Pour utiliser un aéronef en catégorie ULM, il faut acheter un ULM certifié ULM, par le constructeur ?
-Quelle que soit la masse, la puissance, toute construction amateur passe en catégorie "Experimental", donc nécéssité d'un PPL en validité ?
-Quid de la modification d'un ULM acheté certifié (comme changement de type de moteur) ? Quelle licence ?

Mes interrogations sont peut être des fantasmes, mais dans la cadre du sujet concernant des alternatives aux moteurs ? (Je me ramène à mon idée de départ qui est un WT9 avec autre chose qu'un Rotax 912 (seules motorisations fournies par aerospool). Mon WT9 risque de ne plus pouvoir être un ULM.. (Reste à revalider mes licences... :lol: )
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Re: Etude réducteur à courroie pour le Genesis

Message par ERIC 45 »

Mes dernières cogitations,j'ai potassé la doc Gates ,alors la courroie GT Carbon larg 36mm pas 8mm passe 103kw on ne mets qu'une courroie,car la durée de vie de base est de 25'000h même avec un facteur de correction hard de 50% personne ne va l'user au bout du potentiel.
Le moteur 130ch est mieux adapté car tourne 1000tr de moins à 100ch. la courbe du couple est bonne et remonte au max.de tours.En limitant à max 100cv on se réserve une marge de fiabilité.

Tableau des vitesses 120 ch max 6600 tr = 2640 tr hélice max admissible en secours,et max pour la courroie avec un bon rendement hélice,reduction 2,5
100ch 5500 tr = 2200tr
croisière 75 ch 4400 tr = 1760tr conso 23 ltr heure à ce regime, moteur et courroie inusable et peu de bruit.

On peut faire le réducteur sans carter, l'arbre moteur diam 32mm porte la poulie diam 92mm collée au moteur,porte à faux de 20mm au milieu de la largeur de poulie, acceptable car le palier pour un moteur de 130ch c'est pas celui d'un mixer,ça supporte un effort surtout au ras de la sortie de l'axe,on a pas de flextion.
Entre axe très faible env 250mm ça suffit pour amener l'hélice au bon niveau et pour éviter des battement de courroie entre les poulies.
La poulie supérieure diam 230mm reduction 2,5 son axe usiné en alu et portera deux roulements pour prolonger l'axe d'hélice,et
sera soudé sur le bout de la culasse qui fait 130mm d'épaisseur et ensuite reprise en finition de l' usinage des portées de roulements pour un alignement parfait de l'axe.
Je connais un atelier de soudure spécialisé réparation de culasses, après soudure maturation au four pour enlever les tensions.Le poids est grandement diminué, moins de travail mécanique et encombrement super réduit.La traction sur l'hélice est estimée a 240kg.
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JETHRO
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Re: Etude réducteur à courroie pour le Genesis

Message par JETHRO »

MYR a écrit :
swiftlightpas a écrit :D'un autre côté, est-il raisonnable de tabler sur ce moteur? En effet, il est à priori impossible de faire homologuer une moteur qui peut potentiellement délivrer plus de 100cv...
J'ai eu l'occasion de parler avec un gars qui voulait monter sur son ulm un Jabiru 3300 "limité à 100cv" (par l'hélice à pas fixe interdisant virtuellement de dépasser un certain régime, voir mécaniquement par carbu plus petit, limiteur de régime sur l'allumage...): ce fut un NIET catégorique de la DGAC, alors que ce moteur aurait été intéressant dans cette configuration (peu bruyant, peu de vibrations, pas plus lourd que certains VW ou que le Smart avionné , et permet d'utiliser une hélice beaucoup plus grande donc plus efficace à basse vitesse...
L'objectif est de faire faire une cartographie d'injection qui limiterait les rpm à une valeur de 100 hp. Personnellement, je ne vois pas l'intérêt d'avoir davantage de puissance. Je crois même que 80 hp avec une wastegate est très bien.
Tout ça est compliqué surtout pour des amateurs sans expérience, mais il vaut mieux se fixer des objectifs élevés. Il est évident que ensuite la validation du projet, les dimensionnements, la réalisation, les essais doivent être mises dans les mains de vrais professionnels. Même sur ce dernier point, il y a encore le problème de leur choix.
D'où il apparaît la nécessité de faire accepter le moteur avionné (ou le projet ?) par les "autorités compétentes".
Ça risque d'être plus difficile que de mettre au point un réducteur... :evil:

Quelqu'un sait-il quelles sont les dispositions à prendre, à qui s'adresser, quelle procédure(s) engager, quels dossiers à fournir, etc... ?

L'exemple du Jab'-six a souvent été évoqué, c'est un fait. Interdit tel quel, ce moteur (sous cette marque, avec cette référence ?).
Mais tous les moteurs existants sont potentiellement à même d'être "gonflés", ou également bridés !

Ne serait-ce pas le cas des motos importées en France, où si je ne me trompe, la puissance est limitée "administrativement" à 106 cv ? Je ne connais pas le domaine motos, mais si tel est bien le cas, quelles différences y a-t-il entre les modèles francisés et les mêmes modèles dans leurs pays d'origine ?
Tiens, quelle était donc la puissance maximum, à l'étranger, du moteur servant de base au Vija, qui est, lui, autorisé ? :?:
Col. JETHRO. (Pioneer P300S, 912ULS, Hélice SR3000-2)
- Ce qui se conçoit bien s'énonce clairement, et les mots pour le dire nous viennent aisément. (N. BOILEAU)
- Les Nombres mènent le Monde (Pythagore)... Si les chiffres gouvernent le monde, ils montrent aussi comment le monde est gouverné (Gœthe)
- De la Théorie à la Pratique, il y a un abîme que seule l'expérimentation rigoureuse permet de franchir... (Bon Sens)
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Re: Etude réducteur à courroie pour le Genesis

Message par JETHRO »

jplandez a écrit : ...
Permettez moi de poser une (plusieurs) question(s) peut être HS, mais peut être pas :
-Pour utiliser un aéronef en catégorie ULM, il faut acheter un ULM certifié ULM, par le constructeur ?
-Quelle que soit la masse, la puissance, toute construction amateur passe en catégorie "Experimental", donc nécéssité d'un PPL en validité ?
-Quid de la modification d'un ULM acheté certifié (comme changement de type de moteur) ? Quelle licence ?

Mes interrogations sont peut être des fantasmes, mais dans la cadre du sujet concernant des alternatives aux moteurs ? (Je me ramène à mon idée de départ qui est un WT9 avec autre chose qu'un Rotax 912 (seules motorisations fournies par aerospool). Mon WT9 risque de ne plus pouvoir être un ULM.. (Reste à revalider mes licences... :lol: )
1 - Un ULM n'est pas un aéronef "certifié". Il est déclaré comme tel, c'est-à-dire aéronef ULM.
Heureusement, ce qui permet au monde ULM d'échapper aux contraintes ahurissantes appliquées au monde des aéronefs certifiés... Pour l'instant !
...Et c'est bien pour ça qu'il vaut mieux ne pas faire de vagues ! ! !

2 - Ne pas confondre les aéronefs ULM de construction dite "amateur", qui ne sont pas immatriculés mais identifiés, avec les aéronefs de construction "amateur" classés avions (CNRA, etc...) qui sont, eux, immatriculés en F--xxx : ce ne sont pas les mêmes règles qui s'appliquent.
Un pilote d'ULM doit détenir une licence de pilote ULM (et d'emport passager le cas échéant).
Un pilote d'avion de construction "amateur" doit détenir une licence PPL en état de validité.

3 - En cas de modification importante d'un ULM, je crois qu'il faut recommencer la procédure de déclaration de l'appareil (sous réserve, à vérifier), tant que l'on demeure dans les limites applicables aux ULM. Si on outrepasse ces limites, on tombe dans le domaine de la construction avion dite "amateur".

Cordialement,
Dernière modification par JETHRO le 05 déc. 2011, 19:23, modifié 1 fois.
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- Les Nombres mènent le Monde (Pythagore)... Si les chiffres gouvernent le monde, ils montrent aussi comment le monde est gouverné (Gœthe)
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Re: Etude réducteur à courroie pour le Genesis

Message par swiftlightpas »

Le Vija, basé sur le moteur de la Suzuki Bandit GSX 1200 avait la même puissance partout, soit 98cv.Cette moto n'était pas une sportive mais une machine polyvalente au moteur orienté "couple à tous les étages".

Les motos importées en France et dont la puissance est supérieure à 106cv sont bridées soit électroniquement, soit par des modifications mécaniques plus profondes (sur les modèles de très grande puissance comme les 1300 Ayabusa,kawasaki 1400zzr ou BMW K1300s qui oscillent entre 160 et 180cv en version libre...)
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Re: Etude réducteur à courroie pour le Genesis

Message par serge5694 »

pour changer le moteur d'un ulm de serie il faut l'autorisation du construcreur, idem pour une construction amateur mais la l'accord est facile à obtenir.
un pilote du club à changé le 582 de son alegro par un hirth bicylindre a injection (une belle conerie le moteur n'a jamais marché) le contructeur avait donné sont aval noir sur blanc, aprés faire un dossier de modification majeur.
http://www.developpement-durable.gouv.f ... n-sur.html
http://www.aero-hesbaye.be/pdf_doc/montage_moteur.pdf
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jplandez
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Re: Etude réducteur à courroie pour le Genesis

Message par jplandez »

ERIC 45 a écrit :
On peut faire le réducteur sans carter, l'arbre moteur diam 32mm porte la poulie diam 92mm collée au moteur,porte à faux de 20mm au milieu de la largeur de poulie, acceptable car le palier pour un moteur de 130ch c'est pas celui d'un mixer,ça supporte un effort surtout au ras de la sortie de l'axe,on a pas de flextion.
Je pense quand même qu'il faut être très prudent sur le calcul des contraintes au niveau des poulies.

Comme je l'ai "posté", mon expérience avec des courroies Binder m'a causé pas mal de surprises, dues entre autres aux tensions de courroies que nous lui avions fait calculer.
Nous avons du reprendre presque tous les axes de poulies, tant côté dimensionnement des roulements, que diamètre des axes qui cassaient en fatique.
En bout de vilebrequin, ce n'est certainement pas le diamètre qui pourrait poser problème, mais plutot la résistance du palier, qui n'est en général pas calculé pour des efforts radiaux importants. Il serait peut être prudent de rajouter un roulement à rouleaux derrière la poulie.

Les tensions préconisées par Binder étaient très élevées. Il y'a bien sur l'option de tendre moins fort. Mais bon, s'assoir sur les calculs de Binder, on a pas osé.

Concernant la grosse poulie qui tient l'hélice, les roulements de palier doivent encaisser la tension de courroie (effort radial) et la traction (effort axial). Comme les roulements à bille classiques ne sont pas très bons en axial, il faudrait envisager des roulement à pistes obliques ou rouleaux coniques, mais le réglage est pointu (calages de précontrainte). Ou sinon y rajouter une butée axiale (roulement à rouleaux cylindriques + une double butée)

Et, c'est de l'usinage à mieux que le centième, et ca coute plutot cher.
MYR
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Re: Etude réducteur à courroie pour le Genesis

Message par MYR »

jplandez a écrit :Je pense quand même qu'il faut être très prudent sur le calcul des contraintes au niveau des poulies.
...
En bout de vilebrequin, ce n'est certainement pas le diamètre qui pourrait poser problème, mais plutot la résistance du palier, qui n'est en général pas calculé pour des efforts radiaux importants. Il serait peut être prudent de rajouter un roulement à rouleaux derrière la poulie.
...
Concernant la grosse poulie qui tient l'hélice, les roulements de palier doivent encaisser la tension de courroie (effort radial) et la traction (effort axial). Comme les roulements à bille classiques ne sont pas très bons en axial, il faudrait envisager des roulement à pistes obliques ou rouleaux coniques, mais le réglage est pointu (calages de précontrainte). Ou sinon y rajouter une butée axiale (roulement à rouleaux cylindriques + une double butée)

Et, c'est de l'usinage à mieux que le centième, et ca coute plutot cher.
On est bien d'accord. Comme la prudence est de mise, il vaut mieux éviter les risques. les gens intéressés feraient bien de faire dimensionner tout ça par des gens qui savent faire.
JP : est-ce que Binder s'occupe aussi des roulements ? ou est-ce que tu t'étais adressé à une autre entreprise ou autre bureau d'étude ?
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