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Re: Etude réducteur à courroie pour les moteurs avionables

MessagePosté: 05 Fév 2012, 11:06
par swiftlightpas
En effet, on dirait du Poly-V: c'est une bonne solution pour des puissances pas trop élevées, d'ailleurs l'alterno/démarrreur de ma C2 stop & start est aussi à poly-V et ça va très bien, aucun patinage alors qu'elle n'est pas plus large qu'une courroie de pompe à eau ou alternateur classique (tous les constructeurs auto utilisent maintenant ce type de courroie à la place des trapézoïdales)

Re: Etude réducteur à courroie pour les moteurs avionables

MessagePosté: 08 Aoû 2013, 19:29
par yellow_submarin
Hello

Je n'avais pas fait attention à ce post, c'est intéressant.

Déjà, l'outil "DesignFlexPro" (DFPro) est disponible en téléchargement sur le site Gates. Il permet de calculer les transmissions crantées en prenant en compte facteurs d'utilisation, entraxe, tailles standard, ... Et permet de sauvegarder ses calculs ... On obtient même les efforts sur paliers.

Deux-trois remarques sur ce que j'ai pu lire (mais je n'ai pas tout lu).

Faire une usine à gaz n'est pas forcément la solution pour éviter les problèmes. Une courroie sur-dimensionnée contraindra un peu plus le groupe mobile du moteur mais tiendra bon et ne risquera pas de lâcher en vol.

Concernant l'embrayage : je trouve que c'est franchement dommage de considérer ça. C'est très lourd, complexe, et comme cela a été judicieusement remarqué, cela n'apporte qu'au ralenti. Ceci dit les à-coups de couple sont particulièrement destructeurs au ralenti. Une roue libre serait nettement plus intéressante (sprague clutch) et est efficace à tous les régimes.

Je trouve que l'utilisation de 2 courroies n'apporte quasiment rien en terme de sécurité. Si chacune est dimensionnée pour opérer seule, on va dans l'augmentation de poids conséquente et ça n'est pas justifié. Vous imaginez un réducteur à engrenages avec une telle redondance ?! Si de plus une courroie vient à lâcher, ce qui n'arrivera que si elle est mal dimensionnée, elle foutra probablement en l'air la seconde à moins de les isoler, et pas question de le faire, c'est encore plus lourd.

Concernant les roulements, pour la poulie d'hélice, je privilégie les roulements à bille à contact oblique à double rangée. Montage simple, et largement suffisant pour résister aux efforts gyroscopiques et aux efforts de traction de courroie (500 kg environ). L'effort de traction de l'hélice n'en parlons pas.

Dans l"absolu, oui, le mieux est d'utiliser deux plaques, de faire un sandwich. Mais attention tout de même. Plus la configuration est complexe, plus le coût augmente. Et plus les défauts de fabrication arrivent vite. Le porte-à-faux peut être dimensionné pour être bien assez résistant et a l'immense avantage de pardonner. Si deux roulements ne sont pas correctement alignés (tolérances de fabrication précises = plus cher), à la benne ...

Pour ce qui est du tendeur dynamique, c'est ce que j'envisage. Il y a tout de même un gros soucis avec ça. Il est HORS DE QUESTION de laisser un tel dispositif libre. Un tel dispositif possède une fréquence de résonance, et petit rappel, un amortisseur ne change que l'amplitude vibratoire, pas la fréquence ! Il faut donc le coupler à un ressort, dont la raideur est choisie afin d'éviter absolument de rencontrer cette fréquence lors du fonctionnement du moteur. Mais au final, tout ça, c'est beaucoup d'ennuis, et c'est également une pièce qui s'use. Une alternative intéressante serait un palier élastomérique afin d'éviter un ensemble à bille (linéaire ou rotatif), qui rappelons-le, supporte très mal les oscillations par rapport à un mouvement continu.

Dernier point : pour ce qui est du soudage, je trouve que c'est au contraire une bonne idée. Cela entraîne TOUJOURS des déformations, c'est un fait, mais c'est quantifiable et maîtrisable. Soudé proprement, l'alignement peut être conservé. De plus, il y a aussi la possibilité d'usiner du soudé, plutôt que de souder de l'usiné ...

Re: Etude réducteur à courroie pour les moteurs avionables

MessagePosté: 08 Aoû 2013, 19:31
par yellow_submarin
PS : comme je le disais sur un autre post, personnellement, je préfère éviter la Polychain Carbon. Elle est conçue pour être utilisée sur des applications en remplacement d'une chaîne, sur des vitesses plus faibles. La rigidité de la carbone me semble de plus franchement une mauvaise chose, même si la résistance va de pair. Je préfère utiliser une Powergrip GT3 (8M dans mon cas, largeur 85mm, sur le Weber).

Re: Etude réducteur à courroie pour les moteurs avionables

MessagePosté: 09 Aoû 2013, 06:35
par Clouds
Passionnant tout cela, quels sont tes choix en matière (justement) de poulies, des composants standards au risque qu'ils soient lourds ou bien un design dédié et quid des traitements de surface ?
Je crois comprendre que tu préfère un systeme de tension, il y a le galet comme dans nos voitures ou bien l'axe glissant au risque d'un mésalignement
Quelles sont les tolérances d'alignement entre poulies selon les constructeurs ? et comment ajuste t'on l'alignement d'une courroie ? car ce serait bien le diable si ça tombait en marche du premier coup

Merci

Re: Etude réducteur à courroie pour les moteurs avionables

MessagePosté: 09 Aoû 2013, 13:09
par yellow_submarin
Pour moi ce sera poulies custom. Le standard, globalement, propose surtout des éléments en fonte, ce qui est hors de question. L'aluminium est généralement réservé aux faibles puissances.

J'ai demandé un devis aux US (étant au Québec en ce moment), pour du Powergrip GT3, pas de 8mm, largeur 85mm. Pour la poulie émettrice, 32 dents, $175, réceptrice, 90 dents, $200, la courroie, $100 (1040mm de longueur). Anodisation dure au programme.

Concernant la Polychain Carbon, j'ai fait un comparatif sur l'outil Gates. A diamètre égal, et pour une puissance de 100 KW majorée à 170 pour couple instantané (le weber peut être porté à 140 hp soit 100KW, je dimensionne pour la postérité :P), la Polychain GT Carbon se retrouve en largeur 62 là où la Powergrip GT3 est en 85mm. Les facteurs de surdimensionnement sont respectivement 1.3 et 1.1. Il faut avouer que vu comme ça, la Polychain est très intéressante point de vue compacité et donc réduction de poids. En revanche, lorsqu'on regarde le coût ... La Polychain est 2.4x plus chère que la Powergrip ! Tant qu'à faire je vais également demander un devis pour celle là, on verra ce que ça donne.

Pour la tension, effectivement, je préfère un galet tendeur plutôt que de déplacer l'axe. L'avantage c'est que le galet tendeur, couplé à un ressort et à un amortisseur, absorbe les pics de couple du moteur sans adjonction d'un flector par exemple (que je n'ai pas réussi à trouver compatible avec ce moteur : aucun ne monte à 7000 rpm et encore moins avec 200Nm de couple nominal !). Pour les PolyV par exemple, Hutchinson préconise une tolérance de parallélisme des axes de +- 2°. Rien n'est prévu pour aligner les axes, ça, c'est le boulot de fabrication qui doit garantir que le parallélisme soit dans les clous !

Re: Etude réducteur à courroie pour les moteurs avionables

MessagePosté: 28 Aoû 2013, 20:45
par serge5694
yellow_submarin a écrit:Pour la tension, effectivement, je préfère un galet tendeur plutôt que de déplacer l'axe. L'avantage c'est que le galet tendeur, couplé à un ressort et à un amortisseur, absorbe les pics de couple du moteur sans adjonction d'un flector par exemple (que je n'ai pas réussi à trouver compatible avec ce moteur : aucun ne monte à 7000 rpm et encore moins avec 200Nm de couple nominal !). Pour les PolyV par exemple, Hutchinson préconise une tolérance de parallélisme des axes de +- 2°. Rien n'est prévu pour aligner les axes, ça, c'est le boulot de fabrication qui doit garantir que le parallélisme soit dans les clous !


salut Cyril, il me semble que les courroies cranté doivent toujours être tendu et la monté sans amortisseur de couple leurs est en général fatal, tu proposes un galet tendeur sur ressort pour agir comme amortisseur, tu aurais donc une courroie détendu lors des pics de couple moteur et il faut que ce galet ce trouve sur la partie (coté) moteur de la courroie, mais il faudrait aussi en monté un de l'autre coté car les pics de couple son alternatif entre la sortie vilo (accélération temps moteur et ralentissement temps échappement une fois par tour) et l'hélice qui veut tourné sans variation de vitesse angulaire. un de chaque coté assurerait toujours la tension de la courroie mais elle risque de rentrer en vibration, tout aussi mauvais que le manque d'amortisseur.
ce n'est que mon avis.

Re: Etude réducteur à courroie pour les moteurs avionables

MessagePosté: 28 Aoû 2013, 22:17
par gazaile100
Je n'y connais pas grand chose, mais pour info, le réducteur à courroie du gaz aile est monté sans galet tendeur.
La courroie est simplement tendue pour avoir une flèche de 1 cm maxi quand on pousse dessus à mi longueur entre les deux couronnes dentées ( je ne sais pas si j'ai été clair) mesure faite à froid.
La tension se règle par déplacement vertical de la couronne coté arbre d'hélice. trous oblongs pour les boulons de fixation et vis de poussée fixée sous le nez qui porte l'axe de l'hélice.
Ci dessous une photo tirée du site de JJ Ballot (j'espère qu'il ne m'en voudra pas de pomper...)
[ img ]

Re: Etude réducteur à courroie pour les moteurs avionables

MessagePosté: 04 Sep 2013, 00:31
par yellow_submarin
Hello

Serge, l'idée n'est pas d'absorber le pic de couple mais plutôt le creux. Le galet mobile ne doit surtout pas être situé du côté entraîné, mais du côté libre (comme un galet fixe d'ailleurs, l'effort sur la courroie serait trop important sinon). Idéalement, l'amortisseur - ressort doit avoir une précharge importante et une constante de raideur faible : de cette manière, la tension de la courroie est assurée, et lorsque le moteur est en phase de décélération et que l'hélice continue sur son inertie, le galet est repoussé, mais la tension de la courroie augmente peu.

Gazaile, le réducteur de Serge Pennec (très bien fait soit-dit en passant) peut se passer de tendeur dynamique car il possède un amortisseur de couple. Le mien non. Pour des raisons de simplicité de fabrication (si j'avais encore ma CNC et un temps moins limité, il en serait autrement), j'évite un arbre supplémentaire (et de plus, je n'ai trouvé aucun flector absorbant ce couple à cette vitesse), la poulie est liée directement au vilebrequin. Il y a tout de même un roulement pour éviter au palier de vilebrequin de manger les 400kg de traction de la courroie.

Cyril

Re: Etude réducteur à courroie pour les moteurs avionables

MessagePosté: 04 Sep 2013, 07:40
par Clouds
Concept très intéressant, j'avais bien remarqué moi aussi que les flectors industriels ne passaient pas les régimes supérieurs à 7000 tr/mn avec 70KW à remuer.
Si je comprends bien tu penses mettre un amortissement sur le brin mou, en considérant qu'il devient le brin dur sur les phases de décélérations cycliques (ou non) du moteur. Le mécanisme du galet va avoir un travail non négligeable avec de l'énergie à dissiper. Ceci dit ne crains tu pas qu'un battement vicieux ne viennent faire sauter une dent de temps en temps à la courroie ? (ce n'est qu'une question positive), sauf à mettre une tension sur le galet bien élevée ?
Autre question de néophyte ;à mettre des galets sur le chemin de la courroie est ce qu'on ne réduit pas le potentiel de celle ci ?

Et quoi qu'il en soit, Merci de ce partage de tes investigations.

Re: Etude réducteur à courroie pour les moteurs avionables

MessagePosté: 04 Sep 2013, 13:53
par yellow_submarin
Hello

Oui, il va avoir de l'énergie à dissiper. Mais tout ça se contrôle. Le but n'est pas d'en dissiper trop, évidemment, car c'est de la puissance gaspillée. L'amplitude du battement doit être en effet très réduits, pour éviter que le côté mou saute, et c'est aussi à cela que sert l'amortisseur.

Cyril

Re: Etude réducteur à courroie pour les moteurs avionables

MessagePosté: 04 Sep 2013, 14:40
par yellow_submarin
PS : J'ai aussi pensé à mettre deux galets, rigides l'un par rapport à l'autre. Je suis tout de même moins fan de cet arrangement. Mais l'avantage est évidemment une tension plus maîtrisée. Dans ce cas, il est évident que cet ensemble mobile ne doit SURTOUT PAS être monté libre. Il est vital qu'il ait un ressort, pour le forcer à revenir naturellement du côté moteur, ainsi qu'un amortisseur, pour limiter l'amplitude. Dans ce cas on peut par contre envisager d'utiliser un élastomère à cet effet. Mais le guidage est un peu plus compliqué. Les poulies sont finies, je viens de les payer (400 euros poulies + courroie), je les aurai donc d'ici une semaine. Je prendrai ma décision quand je les aurai sous les yeux.

Cyril

Re: Etude réducteur à courroie pour les moteurs avionables

MessagePosté: 28 Juin 2015, 10:06
par yellow_submarin
Bonjour à tous

Ca fait un bout de temps mais j'avance toujours doucement sur le weber (sisi, toujours !).

Pour faire avancer la réflexion - car je suis passé par 1-2 itérations de design jusqu'à maintenant. AU passage, je conseille fortement aux personnes intéressées par le sujet de consulter le site epi-eng.com. Toutes les considérations relatives aux efforts et aux vibrations y sont traités en profondeur et appuyés par de vraies analyses - pas des intuitions.

Le gros ennemi d'un réducteur, on l'a dit, c'est les à-coups de couple du moteur. D'autant plus qu'on tend à aller sur des moteurs <4 cylindres dont les à-coups sont encore plus importants.

Pour la durabilité de l'ensemble, il faut :

- Idéalement, conserver un volant moteur qui a une bonne inertie - ce qui permet de lisser l'amplitude des pics de couple
- Isoler l'hélice et la transmission d'une résonance. Pour cela, il faut réduire la transmivité du système. Cela revient à avoir une fréquence propre du système réduction - hélice bien en deçà de la fréquence d'excitation du moteur la plus basse. L'hélice et un train d'engrennages - ou une courroie - étant très rigides, il faut intégrer un ressort de très faible raideur. Soit un flector ou autre accouplement élastique, qui n'a pas pour but de dissiper l'amplitude des vibrations (ce 'est pas un amortisseur) mais d'être adaptateur de fréquence (c'est un ressort très mou). Je pense m'orienter vers des barres en polyuréthane de dureté environ 60 Shore A, cisaillées entre alésage menant et arbre mené entre vilebrequin et poulie moteur.

Pour ces raisons, l'embrayage est totalement à proscrire : il ne fait que découpler aux fréquences plus basses plus susceptibles de faire résonner le système, mais n'empêche pas du tout la transmission des vibrations une fois embrayé. Alors que c'est une source de panne supplémentaire - sans parler de coût et masse. La roue libre est également une solution inadaptée.

Concernant la tension, je suis pour l'utilisation d'un tendeur car elle évite un contrôle / réglage périodique sûrement négligé, pourtant vital au fonctionnement de l'ensemble. D'un autre côté, elle permet d'éviter la prétension qui est touujours supérieure à la tension due au couple, afin que le brin mou reste en tension. Le gain en termes de stress sur la transmission et sur le bâti est considérable ! Une considération nécessaire en revanche : le tendeur ne doit pas entrer en résonnance, il faut donc étudier sa raideur correctement.
Le système de tendeur Rosta est très intéressant niveau simplicité et masse (ce sont des barres en polyuréthane comprimées entre deux tubes carrées). Je suspecte que ce système constitue un ressort non linéaire, et donc facilite la gestion de la résonance ...

Re: Etude réducteur à courroie pour les moteurs avionables

MessagePosté: 28 Juin 2015, 17:47
par serge5694
yellow_submarin a écrit:Je pense m'orienter vers des barres en polyuréthane de dureté environ 60 Shore A, cisaillées entre alésage menant et arbre mené entre vilebrequin et poulie moteur.



salut yellow, ravi d'avoir des nouvelles.
par expérience je te déconseille le polyuréthane pour l'avoir monté sur plusieurs amortisseurs de couple , réducteur avion ou entrainement roue de moto, le polyuréthane par en lambeaux très rapidement et s'échauffe rapidement, j'utilise de l'élastomère ou du coloprène, 60 shore c'est bien suivant le bras de levier.

Re: Etude réducteur à courroie pour les moteurs avionables

MessagePosté: 29 Juin 2015, 17:12
par piwip
pour sujet de réflexion messieurs, vous pensez à la puissance de l'hélice qui passe du moteur vers l'hélice, et donc du brin tendu de la courroie. n' oubliez pas le cas du vol en descente moteur réduit, et là, c'est l'hélice qui entraîne le moteur , mais z'alors, est ce le même cas de figure ? :roll: