Petit avancement sur la réflexion.
En modélisant le système suivant :
On aboutit à calculer la fréquence de résonance de la manière suivante :
Où
- 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).
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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