[GUIDE] Conception des réducteurs

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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yellow_submarin
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Re: [GUIDE] Conception des réducteurs

Message par yellow_submarin »

Hello

Petit avancement sur la réflexion.

En modélisant le système suivant :
Image
https://goo.gl/photos/b3RTYYwfJcxMBscz7

On aboutit à calculer la fréquence de résonance de la manière suivante :
Image
https://goo.gl/photos/1wQNT3k5bta4gEbv7


- I1 est l'inertie du vilebrequin, du volant d'inertie, du rotor d'allumage, du contre-arbre d'équilibrage si présent, ...
- I2 est l'inertie de la poulie motrice, et l'inertie transformée par le rapport de réduction de l'hélice et la poulie menée
- K est la raideur du ressort de torsion

J'ai commencé sur l'analyse du Weber de la manière suivante :

- Fréquence d'excitation minimale = vitesse de ralenti à 1000 rpm = 105 rad/s
- Afin d'avoir une transmissibilité de 0.1, la fréquence propre doit être de maximum 105/4 soit 26 rad/s
- Au régime de croisière, le ratio devient de 20 environ, soit une transmissibilité inférieure à 0.01 : le réducteur ne verra aucun pic de couple.
- J'ai estimé l'inertie du vilebrequin et du rotor d'allumage
- Je n'ai pas compté la raideur de la courroie (très rigide par rapport au ressort de torsion).
- Je n'ai pas compté la raideur de l'arbre d'hélice : pour moi il sera en tube alu de diamètre 70mm environ donc très rigide.
- J'ai entré arbitrairement des valeurs d'inertie et de raideur pour le volant et le ressort de torsion.

Les conclusions sont :

- Pour coller au critère, il faut par exemple un volant en acier de diamètre 200mm x 15mm (on s'entend que ça n'optimise pas le rapport inertie / masse) + un ressort de raideur 200N.m/rad (3.5 N.m/°)
- Un coupleur élastomérique comme la série Lovejoy LF16 dimensionné au couple nominal a une raideur dynamique de 3400 ou 2000 N.m/rad
- Avec une telle raideur, avec ou sans volant d'inertie, la fréquence propre tombe environ à 95 rad/s soit ... résonance au régime de ralenti !!!!


Afin de satisfaire les critères de raideur et d'inertie, je m'oriente vers la conception d'un "volant d'inertie bi-masse" façon automobile. Il s'agit de coupler un volant d'inertie à deux ressorts périphériques à très faible raideur. Dans certaines phases de fonctionnement, le frottement du ressort se déplaçant fournit un amortissement. Cela est avantageux en phase de démarrage et d'arrêt, par exemple, où le système sera momentanément excité à sa fréquence propre : l'amortissement permet de limiter l'amplification. Cet amortissement est présent aux grands angles de torsion et donc à faible vitesse (raison énergie cinétique E=1/2*I*omega²).
Image
https://goo.gl/photos/LRtFh1Re9pQ1RssD9

La technologie est très bien expliquée dans le document suivant que je rajoute aux sources : http://www.schaeffler.com/remotemedien/ ... heel_1.pdf

Modo UFO: les images ne s'affichent plus mais j'ai mis les liens en clair, vous pouvez au moins cliquer si vous voulez voir.
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Yankeeromeo
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Re: [GUIDE] Conception des réducteurs

Message par Yankeeromeo »

Tes images n'apparaissent pas... :o :?
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yellow_submarin
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Re: [GUIDE] Conception des réducteurs

Message par yellow_submarin »

Tiens... Ça apparaissait il y a une semaine
J'avais chargé les images sur Google, elles ont du bouge d'adresse. Je vais tenter de rectifier.
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yellow_submarin
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Re: [GUIDE] Conception des réducteurs

Message par yellow_submarin »

Hello

Les photos sont réapparues d'elles-mêmes ceci dit.

Une petite note concernant le calcul ci-dessus :

Il est valable pour un bicylindre avec une excitation de 1 / tour. Sur un 4 cylindres, l'excitation passera à 2 / tour. On ne tomberait donc pas sur une résonance au ralenti. Ceci explique par exemple que le Gazaile ne soit pas embêté malgré des pics de couple très importants et l'utilisation d'un flector Lovejoy tel que décrit ci-dessus : le ratio fréquence d'excitation / fréquence naturelle doit donner une transmissibilité acceptable du moins pour la croisière.

Moralité : un bicylindre demandera un système d'adaptation fréquentiel plus lourd et plus spécifique qu'un 4 cylindres !
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offtaps
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Re: [GUIDE] Conception des réducteurs

Message par offtaps »

yellow_submarin a écrit :Hello

Les photos sont réapparues d'elles-mêmes ceci dit.

[...]
Toujours un logo sens interdit vu d'ici :?
Expert PAKRAM sur MOS 32 H-track en bibande PADIRAC

Ta bille au centre tu garderas et loin des cumulo tu resteras
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yellow_submarin
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Re: [GUIDE] Conception des réducteurs

Message par yellow_submarin »

J'essaierais volontiers de changer les liens mais plus possible d'éditer des messages trop anciens ? L'admin peut-il m'autoriser à éditer ?

Merci

Modo UFO : je t'envoie un MP
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yellow_submarin
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Re: [GUIDE] Conception des réducteurs

Message par yellow_submarin »

Une petite mise à jour concernant l'utilisation de deux technologies complémentant l'absorption vibratoire :

- L'embrayage

L'utilise de l'embrayage vient du fait que, un absorbeur est difficile à dimensionner pour les faibles régimes, et impossible à dimensionner pour les régimes allant du démarrage au ralenti. Il se passe, lors du démarrage et de l'arrêt, ce qu'on appelle un "resonance breakthrough", ou "percée de résonance". Durant ce phénomène, le système va traverser sa fréquence propre et résonner brièvement (ce qui se passe avec tous les moteurs avion classique dont le rotax, où c'est la fréquence propre du système d'absorption du bâti qui est traversée). Sur les DMF automobiles, ce phénomène est contré par une fonction d'amortissement qui peut prendre plusieurs formes (spires du ressort qui frottent, limiteur de couple, ...). L'autre solution est un embrayage, découplé en-dessous du régime de ralenti accéléré. Alors, le système réducteur + hélice ne sera pas sollicité dans ces phases critiques. On notera que cela ne marche pas en automobile, car le volant est bien "bimasse" : même débrayé, il y a une certaine inertie accrochée derrière les ressorts de l'absorbeur.

- La roue libre

Elle permet de supprimer un sens de sollicitation, on peut donc considérer que l'amplitude est divisée par deux. Elle ne résout donc pas vraiment le problème de résonance, mais réduit l'amplitude de la source. Son usage est déconseillé car les roues libres ne sont pas conçues pour fonctionner avec une fréquence qui est celle de nos moteurs, la durée de vie en serait très réduite.

Cyril
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JL
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Re: [GUIDE] Conception des réducteurs

Message par JL »

Bonsoir,

Lorsque nous avions construit Aster'X 01, nous avons passés pas mal de temps, à la mise au point du réducteur à courroie crantée.
Le moteur: un visa bicylindre à plat délivrant la puissance terrifiante de 36 CV (Il fallait ça ; c’était un biplace!). Allégé au maximum ; pas de démarreur, génération électrique par un volant magnétique d’Honda 125 cc. Mais nous avions sacrifié 3,7 Kg, au devis de masse, pour un volant d’inertie constitué d’un disque alu allégé au maximum : profil en )( et perçage de trous. Ayant supprimé les attaches carter de la boite à vitesse, nous avons pu utiliser un volant de grand diamètre sur lequel a été monté serré une couronne de démarreur acier de provenance matériel agricole, le disque alu passe la nuit au congélateur et la couronne trente minutes au four, quelques coups de maillet pour les convaincre de se mettre en place, après stabilisation des températures le montage est pratiquement indémontable. À la lumière d’une lampe stroboscopique, la régularité cyclique du visa est très bonne au-dessus de 2000 rpm et acceptable en dessous.
Un amortisseur de couple : anneau élastique Paulstra, entre le volant d’inertie et la petite poulie, montée libre en rotation par des roulements, sur un petit axe solidaire du volant pour reprendre les efforts axiaux. Le brin mou, de la courroie, est équipé d’un tendeur à ressort. La grande poulie, très allégée, est sur l’arbre d’hélice porté par un roulement à rouleau côté poulie et un palier à roulement sphérique du côté hélice. Seule la petite poulie est flasquée.
Le dernier point à été de monter une hélice plus légére pour diminuer l’inertie qui amenait des entrées en résonance, à la réduction des gaz. L’ensemble a tourné sans problème 600 heures et peut être qualifié de satisfaisant, sauf à la coupure moteur où il s’ébrouait; Sans doute le plaisir d’avoir fini de bosser!
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yellow_submarin
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Re: [GUIDE] Conception des réducteurs

Message par yellow_submarin »

Bonjour

Merci de partager ton expérience : on sait souvent quand ça n'a pas marché, mais moins souvent quand ça a marché, encore moins souvent combien de temps ça a marché !

L'AsterX, est-ce cet appareil propulsif assez original qui était au stand RSA l'année passée à Blois ? J'avais bien regardé son réducteur justement.

Je comprends de ton problème de vibration en baisse de régime que, lorsque l'hélice était freinée, ton tendeur dynamique se retrouvait sur le brin tendu et entrait en vibration (on ne sait pas si c'est résonance ou pas). Je n'avais pas anticipé ça, c'est un gros argument contre le tendeur dynamique pour un moteur d'avion.

J'avoue moi-même être en train de considérer l'embrayage centrifuge, à l'instar de Serge. Il y a quelque chose que je n'aime pas sur le fait d'avoir un embrayage sur un moteur d'avion. Pourtant, dans le cas du centrifuge, une défaillance d'un ressort (le plus probable) ne l'empêcherait pas de fonctionner, au contraire. Et le système n'est pas en soi plus compliqué qu'un système d'amortissement (je dis bien amortissement, pas absorption) qui serait nécessaire pour gommer les phases d'arrêt / démarrage.
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Re: [GUIDE] Conception des réducteurs

Message par lolo37 »

" dans le cas du centrifuge, une défaillance d'un ressort (le plus probable)"
Ventura a fait un embrayege sans ressort sur le BMW :
https://www.ventura-ulm.fr/moteur/
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JL
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Re: [GUIDE] Conception des réducteurs

Message par JL »

Bonsoir,
L'AsterX, est-ce cet appareil propulsif assez original qui était au stand RSA l'année passée à Blois ? J'avais bien regardé son réducteur justement.
Les avions et ULM de la famille Aster'X sont des trois axes, propulsifs, aile haute articulée et commandée par le manche, en tangage. Le moteur (Visa, Rotax 503, Rotax 582, Rotax 447 est monté sur la poutre support et entraîne, par une courroie crantée, l'hélice propulsive montée en bout d'un arbre de cinquante centimètres. Pour limiter l'inertie de l'hélice aux bas régimes, faciliter le démarrage et le pliage, nous avions équipé le numéro deux d'une hélice repliable; C'est compliqué, très beau au démarrage et à la réduction (il y à toujours des spectateurs intrigués), mais fiable et efficace.
Aster'X 01 moteur Visa 36 CV

Image

Aster'X 02 Rotax 582

Image

Image

Le même hélice repliée

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une vue de l'hélice

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Aster'X 03 Rotax 447

Image
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jplandez
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Re: [GUIDE] Conception des réducteurs

Message par jplandez »

lolo37 a écrit :" dans le cas du centrifuge, une défaillance d'un ressort (le plus probable)"
Ventura a fait un embrayege sans ressort sur le BMW :
https://www.ventura-ulm.fr/moteur/
8l/heure à 100cV ?
Double allumage avec une seule bougie?
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sonex710
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Re: [GUIDE] Conception des réducteurs

Message par sonex710 »

[/quote]
8l/heure / 100cV ?
[/quote]

https://www.ventura-ulm.fr/moteur/

C'est tellement faux (ça fait un BSFC de 81 g/kWh, soit un rendement de 100% !!!) que ça discrédite tout le reste du texte ... :evil:

ou si c'est 100 cv WOT et 8 l/h à 40 % de puissance, il fallait l'écrire clairement.

A+!
lolo37
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Re: [GUIDE] Conception des réducteurs

Message par lolo37 »

bah c'est 8I heure en vol, pas à 100 cv :roll:


Je ne retrouve pas la photo de l'embrayage par déformation, on le voit dans un vol moteur ça me paraissait plus fiable qu'un système habituel à ressort.
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jplandez
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Re: [GUIDE] Conception des réducteurs

Message par jplandez »

Serge a publié des images d'un embrayage peut être de ce type (embrayage de tronçonneuse dixit)
https://www.forum-ulm-ela-lsa.net/viewt ... 35#p102040
(c'est quand même a ressort, mais pas boudin... :lol: ) :arrow:
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