Etude réducteur à courroie pour les moteurs avionables

[serge5694]

[jplandez]

J'ai du mal à comprendre ce moteur :
A ce que je vois :
Ce n'est pas le carter de celui de moto? (problablement un dérivé pour les skidoo..
La roulement semble être du côté avant. J'imagine que derriere il y a le pignon d'entrainement de la pompe à eau.
J'imagine aussi que dans le skidoo, quelque chose se monte de ce côté (une poulie ?).
Mais par contre, il semble qu'il n'y ait que quatre taraudages de M6 de ce côté. Un peu juste pour fixer le réducteur?

par contre, de l'autre côté, le carter semble présenter quelque chose qui serait mieux pour fixer le réducteur ?

[serge5694]

ce moteur n'a rien avoir avec celui de la moto qui a 4 cyl si tu regarde plus haut dans le post tu veras que le vilo est en 2 partie un petit arbre entrainé par canelure est maitenu dans le carter par 2 roulements on vois très bien leurs emplacement dans le carter cylindre devant le dernier palier.

[jplandez]

Oui, de ce coté ca doit suffire pour monter un pignon de courroie.
Reste à trouver comment implanter le boitier réducteur. Peut être en se reprenant sur les supports moteur? Si l'axe hélice pile poil dans la diagonale entre les deux, ca doit pouvoir annuler les déformations.

Tu as vu mon lien sur le calculateur de courroies de chez Breco ? J'ai l'impression qu'il a un blême! Ca me préconise pour 90Kw (~100cv) une largeur de courroie de 150mm)!!! J'ai portant pris le "haut de gamme". Il se peut ques le courroies "Gates" soaint plus solides, mais dans une telle mesure ? .
à éclaircir...

[swiftlightpas]

Breco c'est de l'industriel courant si j'en crois ce que j'en ai vu (ex: sur une de mes machines il y a une courroie crantée (de marque illisible) de 100mm pour un moteur de 20KW,alors..., rien à voir avec les courroies Gates à hautes performances, si tu veux de l'Allemand faut voir ce que BMW met sur sa 800: m'étonnerait pas que ce soit du Gates car il n'y a pas 36 fabricants pour ce genre de matériel...

[jplandez]

Breco c'est de l'industriel courant si j'en crois ce que j'en ai vu (ex: sur une de mes machines il y a une courroie crantée (de marque illisible) de 100mm pour un moteur de 20KW,alors..., rien à voir avec les courroies Gates à hautes performances, si tu veux de l'Allemand faut voir ce que BMW met sur sa 800: m'étonnerait pas que ce soit du Gates car il n'y a pas 36 fabricants pour ce genre de matériel...

Breco c'est de l'industriel, mais pas que du courant, j'en ai fait faire chez eux avec des armatures inox, et y'en a plein les moteurs de voiture (distribution.)

Je ne doute pas que les Gates fassent mieux.. mais ?
Si Breco, en prenant le haut de gamme, annonce 150mm de large Pour 80Kw, alors que tu cites une courroie de 100mm pour 20Kw, je m'interroge.

J'ai été sur le site de "Gates" Dommage qu'il n'y ait pas d'infos de calcul comme chez Breco. (j'ai pas trouvé). En fait, il n y'a pas vraiment d'infos techniques sur leur site.

Quand aux motos qui utilisent des courroies en transmission secondaires.. C'est vrai que ca passe les chevaux, mais les vitesses de rotation sont plus faibles...

Bref, je sais pas.. Mais j'ai un doute. Il me semble avoir avoir vus des moteurs d'ULM de petites puissances avec déjà des courroies de 40mm de large, alors pour passer 100cv ?. Je doute que ca passe avec des courroies de type distribution...

[swiftlightpas]

Breco c'est de l'industriel, mais pas que du courant, j'en ai fait faire chez eux avec des armatures inox, et y'en a plein les moteurs de voiture (distribution.)

Une courroie de distribution ce n'est pas du tout comparable à une courroie de transmission de puissance, ne serait-ce que par le pas (14mm pour la polychain)), la forme de la denture et l'épaisseur totale ...
le jour ou tu verras une courroie de moto de près, tu comprendras: rien qu'à la voir c'est du balèze...Les courroies Gates sont utilisables jusqu'à 10 000tr sur l'arbre le plus rapide.
La largeur recommandée par Gates est de 1.4KW par mm de largeur pour la courroie GT2, soit pour 100cv continus (= 75KW): 53mm, mais la courroie GT carbone permet de réduire la largeur de 25% soit dans ce cas 40mm, donc avec la largeur standard de 68mm l'on a plus du double de la recommandation Gates

Ici toutes les docs de tous les types de courroies: à puissance égale , la largeur peut aller de 20mm à 170mm selon la qualité...
http://www.gates.com/france/index.cfm?location_id=11016
Armature Inox? euh, la fibre de carbone c'est déjà 4 à 6 plus solide à section égale et à poids égal il faut encore multiplier par 4...soit en moyenne 20x plus solide que l'acier à poids égal...

[jplandez]

La largeur recommandée par Gates est de 1.4KW par mm de largeur pour la courroie GT2, soit pour 100cv continus (= 75KW): 53mm, mais la courroie GT carbone permet de réduire la largeur de 25% soit dans ce cas 40mm, donc avec la largeur standard de 68mm l'on a plus du double de la recommandation Gates

Ici toutes les docs de tous les types de courroies: à puissance égale , la largeur peut aller de 20mm à 170mm selon la qualité...
http://www.gates.com/france/index.cfm?location_id=11016
Armature Inox? euh, la fibre de carbone c'est déjà 4 à 6 plus solide à section égale et à poids égal il faut encore multiplier par 4...soit en moyenne 20x plus solide que l'acier à poids égal...

Je fais pas de pub pour Breco.
C'est vrai que ca à l'air costaud celle au carbone. Si en plus, c'est léger, ca diminue les risques de vibrations.
Si on peu se contenter de 70mm ou moins, ca devient faisable.
L'idéal serait de demander à Gates une recommandation (dommage qu'il y ait le meme calculateur que chez breco) . En général ces boites répondent sans problème.

Sur un autre sujet, je pense que c'est pas utile de mettre un embrayage, ni d'amortisseur avec une courroie, car même raide, ca garde une certaine souplesse (en tous cas plus que de des pignons.). Vaut peut être mieux surdimensionner la courroie un petit peu. Ca sera moins lourd et plus simple, et plus c'est simple, plus c'est fiable, et moins c'est cher.

Y'a surement à faire...

[seb]

.

[MYR]

Sur un autre sujet, je pense que c'est pas utile de mettre un embrayage, ni d'amortisseur avec une courroie, car même raide, ca garde une certaine souplesse (en tous cas plus que de des pignons.).

Je pense le contraire. Argumentation de "raven-rotor" : http://www.forum-ulm-ela-lsa.net/viewto ... 598#p11598
Il conclut :
Les courroies dentées ne fournissent aucune fonction d'amortissement que ce soit.

[swiftlightpas]

En effet, avec une courroie crantée il faut absolument éviter les a-coups secs, l'effet d'amortissement de la courroie n'est dûe qu'à la souplesse des dents (et le plus souvent les courroies commencent à lâcher par arrachage ou délaminage des dents) car la courroie elle même n'a aucune souplesse (le carbone c'est extrêmement raide), donc amortisseur de couple et embrayage centrifuge indispensable, il n'y a qu'avec un wankel birotor ou un moteur 4 temps 6 cylindres ou 2 temps 3 cylindres que l'on peut prendre moins de précautions...
Et dans tous les cas il vaut mieux embrayage+amortisseur que de croire à la pseudo sécurité d'une courroie doublée!

Sur une moto de 100cv (voir plus) la courroie ne fait que 30mm de large, c'est suffisant parceque l'on n'utilise la pleine puissance que sur de très courtes durées et non en continu, la pluspart du temps l'on ne passera que 30 à 50% de la puissance.
Mais lorsque l'on voit à quoi résiste une Gates Polychain, l'on peut mesurer le coefficient de sécurité, comme ici sur les motos de la marque Boss Hoss ou la puissance démoniaque (445cv!) d'un V8 Chevrolet passe par une polychain de 50mm...le seul amortisseur, c'est le ripage du pneu...l'embrayage est en céramique...
http://www.bosshoss.com/

[jplandez]

Sur un autre sujet, je pense que c'est pas utile de mettre un embrayage, ni d'amortisseur avec une courroie, car même raide, ca garde une certaine souplesse (en tous cas plus que de des pignons.).

Je pense le contraire. Argumentation de "raven-rotor" : http://www.forum-ulm-ela-lsa.net/viewto ... 598#p11598
Il conclut :
Les courroies dentées ne fournissent aucune fonction d'amortissement que ce soit.

Si ce monsieur le dit, je veux bien le croire,
Toutefois, quand j'évoquais une "certaine souplesse", je ne l'ai pas trouve sur le NET, mais c'est pour l'avoir vérifié et mesure par moi même (jusquà utiliser une caméra grande vitesse pour "voir" les déformations), avec des courroies armées Kevlar, aramide et acier. Allongement qui par ailleurs se calcule aisément dès lors que l'on connait le coefficient d'allongement (mm/m/Kg). (Pas trouvé ces données pour les courroies Carbone Gates.)

Par contre sur leur site, si l'on s'inscrit, il y'a un outil de calcul. Et c'est exact que pour 100CV, quand ca donne une 170 mm de large pour une courroie standard, armée aramide, ca descend vers les 50mm pour la carbone.

Qu'elles soeint plus "raides" c'est certain, mais certainement pas "infiniment", en tous cas à mon sens, moins qu'un train de pignons.
Je précise que je n'ai jamais construit de réducteur à courroies pour moteur thermique, mais de nombreux pour servo-mécanismes, ou justement, l'inconvénient de la courroie, c'est sa souplesse (c'était il y'a 10 ans, je connaissais pas les "carbone").

Maintenant, c'est affaire de calcul. Dans tous les cas il ne faut pas dépasser le limite de fatigue, aux couples transitoires maximum. C'est vrai aussi avec des moteurs électriques, dans les phases transitoires (accélérations/freinages) ou l'effort sur le brin meneur peut être très supérieur (de plusieurs ordres de grandeur) à l'effort à régime constant (d'ou les mesures).
Intuitivement, le calcul de la courroie devrait aussi prendre en compte l'inertie de l'hélice.
Maintenant, il faudrait aussi estimer les pics de couple, dont de tension, sur un cycle de rotation de l'hélice (ca dépend de l'inertie du moteur lui même (équipage mobile vilebrequin+ bielles + pistons)., mais aussi de l'inertie ramenée à l'arbre primaire.

Quant à la nécéssité d'un embrayage, amortisseur, limiteur : pourquoi pas. Faudrait calculer tout ca.
L'embrayage permet de limiter les pics de couple aux trop bas régimes. Au dessus, il ne fait rien.
Le limiteur peut aussi faire la même chose.
L'amortisseur diminuera les pics de couple, mais il risque de saturer aux très bas régimes.

Si la courroie est dimensionnée pour supporter les efforts maximun, y compris les transitoires, il n'ya pas de raisons qu'elle ne tienne pas. Le problème est peut être là. Pour passer le couple correspondant à 100cv au régime maxi, les oscillation de couple peuvent amener à surdimensionner très largement la courroie.

De simple, le réducteur devient bien compliqué.

Il y'a bien sur la solution employée en automobile : le volant d'inertie constitué par l'embrayage, mais pour un ULM, rajouter 10 à 20 Kg pour ca, c'est pas vraiment le top.

Enfin : Voici ce qui apparait dans la fiche de calcul de l'uotil "Gates" :
- Les solutions Gates Design Flex Pro ne sont que valable pour des produits Gates
- Les produits GATES ne doivent en aucun cas être utilisés sur des applications où la défaillance de l'équipement entraîné pourrait
entraîner des dommages corporels ou la mort. Ceci inclus l'utilisation en aéronautique, entraînement d'hélices, ...

Sauf erreur de ma part, cela excut la possibilité de commercialiser un réducteur pour ULM (sauf à avoir de bons avocats).

Ceci n'est que mon humble avis.

[MYR]

Les produits GATES ne doivent en aucun cas être utilisés sur des applications où la défaillance de l'équipement entraîné pourrait entraîner des dommages corporels ou la mort. Ceci inclus l'utilisation en aéronautique, entraînement d'hélices, ...[/i]
Sauf erreur de ma part, cela exclut la possibilité de commercialiser un réducteur pour ULM (sauf à avoir de bons avocats).

Ah les bougres ! Ils savent donc que leurs meilleures courroies peuvent casser dans cette configuration moteur thermique + hélice. Ils ont déjà été sollicités par des ULMistes, cela me parait évident. Je suis lourd : cela me conforte dans l'idée "double courroie crantée" (sauf contre indication de l'entreprise). N'oublions pas que même si les courroies étaient dimensionnés selon nos contraintes, rien ne nous permet d'exclure l'absorption d'un corps étranger entre la poulie et la courroie. N'oublions pas non plus que même si les roulements étaient bien dimensionnés, rien ne nous permet d'exclure une prise de jeu, un grondement, etc., donc des vibrations destructrices. Voir le cas du norvégien "Erik flyboat.no" dont la courroie a explosé au bout de 2 minutes d'exposition aux vibrations.
(Certains ont déjà travaillé dans l'aéro par ici ? ils pourraient peut-être témoigner de cas impensables mais qui ont fini par arriver ...)

Maintenant que GATES a ouvert le parapluie en grand, ils pourront peut-être aider quand même ? Il faudrait les questionner sans leur dire l'usage. Ensuite quand ils auront dimensionné, il faudrait leur dire l'usage en leur expliquant bien qu'ils n'auraient aucune responsabilité.

Questionne les ?
Ce serait intéressant d'appréhender l'aspect "amortissement" (selon moi, il y a peut-être un amortissement, mais ce n'est pas un amortissement recherché par le constructeur).
Il faudrait également lever le doute sur cette incompatibilité de deux courroies crantées dans le même réducteur.

Quant à l'embrayage centrifuge + flector caoutchouc, (oui, je suis lourd) : Ca peut pas faire de mal (il faudrait trouver où se fournir), et après tout ! : ne l'installeraient que ceux qui en veulent !
Il faudrait s'assurer du parfait alignement de la partie menante et de la partie menée. C'est ce qui ressort des débats des américains dans leur forum. Il vaut mieux continuer le débat "embrayage centrifuge" dans son sujet : http://www.forum-ulm-ela-lsa.net/viewto ... 332&t=1971

[kawa1135]

Je pense que vous etes entrain de vous prendre la tête pour rien!! Gates n'a pas envie de se faire ch.... avec ces histoires de réducteurs, ulm, avions,
et tutti quanti,d'où cette clause qui le dégage de toute responsabilité au cas où!! Il ont déja pas mal à faire dans le domaine industriel pour ne pas s'emboucaner encore avec nos histoires...maintenant chacun fait sa vie en connaissance de cause...et je ne vois pas pourquoi demander l'avis de Gates, dés lors que l'on sait ce qu'on veut..d'autres sont capables de calculer ce genre de choses..si calcul il faut..sachant qu'une Gates polychain gt carbon en 63mm de large peut transmettre jusqu'a 400 cv...et que de toute façon, il va falloir un peu tatonner, malgré tout les calculs savants qui pourront etre faits..donc pour ma part je vois les choses comme ça:
-elaboration d'un ou plusieurs plans, aprés validation par des sages ,etape suivante.
-fabrication d'un proto
-essais+essais+essais( au sol bien-sur, sur un moteur electrique par ex.)
-réparer la casse( parcequ'il va y'en avoir, et je souhaite que ça arrive, cela permettra de rectifier le tir)
-re-essais
-une fois que c'est tout bon, on designe un kamikaze pour essais en vol (je suis volontaire!!)
Question : ça sera monté sur quel moteur??

[jplandez]

Les produits GATES ne doivent en aucun cas être utilisés sur des applications où la défaillance de l'équipement entraîné pourrait entraîner des dommages corporels ou la mort. Ceci inclus l'utilisation en aéronautique, entraînement d'hélices, ...[/i]
Sauf erreur de ma part, cela excut la possibilité de commercialiser un réducteur pour ULM (sauf à avoir de bons avocats).

Ah les bougres ! Ils savent donc que leurs meilleures courroies peuvent casser dans cette configuration moteur thermique + hélice. Ils ont déjà été sollicité, cela me parait évident. Je suis lourd : cela me conforte dans l'idée "double courroie crantée" (sauf contre indication de l'entreprise).

Maintenant qu'ils ont ouvert le parapluie en grand, ils pourront peut-être aider quand même ? Il faudrait les questionner sans leur dire l'usage. Ensuite quand ils auront dimensionné, il faudrait leur dire l'usage en leur expliquant bien qu'ils n'auraient aucune responsabilité.

Questionne les ? Ce serait intéressant d'appréhender l'aspect "amortissement" et également cette incompatibilité de deux courroies crantées dans le même réducteur.

Quant à l'embrayage centrifuge + flector caoutchouc : oui, je suis lourd, ça peut pas faire de mal (il faudrait trouver où se fournir), et après tout ! : ne l'installeraient que ceux qui en veulent !
Il faudrait s'assurer du parfait alignement de la partie menante et de la partie menée. C'est ce qui ressort des débats des américains dans leur forum. Il vaut mieux continuer le débat "embrayage centrifuge" dans son sujet : http://www.forum-ulm-ela-lsa.net/viewto ... 332&t=1971

Concernant la précaution de Gates, y'a de fortes chances que tout fabriquant de quoi que ce soit (Surement aussi Breco) se protège de la même manière.
En matériel aéro, seuls les fabricants de matériels certifiés peuvent à mon avis s'affranchir de cette précaution (M^me les contructeurs d'ULM en général déclinent toute responsabilité).

Pour la double courroie, ils vont surement te répondre que oui.. Pourquoi pas. Mais s'il faut déjà une courroie de 60mm pour passer le couple, en mettre ca revient à une poulie de 120 mm + espacement. ca commence à faire gros.
Ainsi donc, le montage expérimental dont on a vu la photo, avec deux petites courroies, risque même de ne pas résister longtemps , même avec les deux. Si une pète et l'autre suit immédiatement, car insuffisante, ou est le gain ?

Pour l'amortissement, je ne suis pas tout à fait convaincu par les arguments de swiftflithpath, pour moi, la courroie, même "raide", l'est moins qu'un réducteur à pignons. De plus, bien choisie, elle a peu de jeu (or dans un reducteur, avec un couple non constant, surtout s'il passe cycliquement en plus et moins, ce qui doit être le cas aux faibles régimes, le jeu c'est une plaie, car ca crée des chocs, donc des contraintes énormes sur les dents (dès que les pignons "claquent")..

Pour l'embrayage, ca résout les problèmes de "claquement" au start-up et à l'arrêt. C'est sur. L'autre avantage est que l'hélice ne se met pas à tourner dès le démarrage.(sécurité). Mais bon : le "personne devant à la mise en route" ca se fait aussi. Par contre, en vol, tant que le régime d'hélice est supérieur au régimme ou il est "collé", il ne fait plus rien (et c'est tant mieux, j'aurais envie de manquer de couple à le remise de gaz!).

En revanche, un système "amortisseur", sauf a vérifier qu'il n'entraine pas de régimes "oscillatoires", et si la courroie ne suffit pas, ca ne peut que faire du bien.
On peut imaginer un système a caoutchoucs dans la poulie motrice, mais elle est petite, et il faut conserver la capacité de tension, et la parfaite concentricité de la couronne.
On peut aussi l'imaginer dans la poulie menée, qui est plus grosse avec un rapport de réduction de 2.5. : Par exemple un montage similaire à celui qu'on trouve dans les emrayages de voiture (sur le disque). Ca revient à monter la couronne sur roulements par rapport à l'arbre d'hélice, et d'intercaler un système à ressorts, dument tarés pour le couple maxi continu.

Une troisième voie que j'imaginais serait de combiner la fonction de "tension de la courroie" avec la fonction "amortisseur". Je m'explique :
-Intercaler entre la poulie meneuse et la poulie menée deux galets presseurs, montés sur une platine mobile perpendiculairement à l'entre axe des poulies principales. L'écartement entre ces deux poulies étant commandé par une vis à double filet (droite et gauche) de manière à permettre le réglage de la tension.
-Monter cette platine sur un système de glissières sans jeu (glissières à billes. Ca se trouve dans le commerce).
-Cette glissière, et donc les deux galets presseurs, peuvent donc se déplacer de droite à gauche. Moyennant deux ressorts dument tarés, situés de chaque cote de la glissière, ceux ci font effet d'amortisseurs de couple, un peu comme le disque d'embrayage.
-On pourrait même assez aisément imaginer d'y associer un petit amortisseur hydraulique.

Avantages :
1-Cela permet de figer la position de l'arbre d'hélice => Carter bien plus simple, et surtout garantie de l'alignement des poulies par "usinage" (je crains en effet que de devoir régler la tension de courroie par déplacement de l'arbre d'hélice n'entraine des problèmes insurmontables d'alignement, sans parler de la complexité de l'usinage du carter.
2-Montage très simple de la poulie motrice, directement sur l'arbre du Genesis.
3-Tout ca peut aisément se construire avec des éléments du commerce : Poulies directement achetées chez Gates (ou Breco). Galets, glissières. se trouvent aussi dans le commerce. Reste à usiner le carter et quelques pièces.
4-Il me semble que cette réalisation serait faisable avec un bon tour et une bonne fraiseuse, sans passer par des ateliers sophistiqués.

Inconvénients :
- Nécéssitera certainement d'éloigner la poulie menée pour laisser suffisament de longuer de brins (pas forcément gênant pour le Genesis, car cela revient à remonter l'axe d'hélice).
- Risque d'accroitre le vieillissemnt des courroies, car plus de déformations dues aux galets presseurs (il faudrait qu'ils soient assez gros.)

Question : L'amortissement créé sera t'il suffisant pour absorber les pics de couple, et ainsi se passer du limiteur de couple et de l'empbrayage ?

Ce ne sont que des idées.