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LE COUPLE,

LA PUISSANCE,. LE COUPLE,. LA CONSOMMATION SPECIFIQUE,. ET LA PUISSANCE FISCALE. Masse 20 kg. MASSE ET POIDS. La masse est une valeur fixe en Kg. Le poids dépend de la pesanteur qui varie selon les endroits. (1,6 m/s² sur la lune, 3,7 m/s² sur mars).

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Presentation Transcript

  1. LA PUISSANCE, LE COUPLE, LA CONSOMMATION SPECIFIQUE, ET LA PUISSANCE FISCALE.

  2. Masse 20 kg MASSE ET POIDS La masse est une valeur fixe en Kg. Le poids dépend de la pesanteur qui varie selon les endroits. (1,6 m/s² sur la lune, 3,7 m/s² sur mars) Sur terre l’accélération de la pesanteur (g ou a) est de 9,80665 m/s². La masse multiplié par «g» donne le poids c’est-à-dire la force appliquée sur la table : A 20 x 9,80665 = 196,133 Newton 19,6 daN Pour les calculs on utilise 9,81 m/s² 1 kgf = 1 kg x 9,81 m/s² = 9,81 N Masse en Kg. Pesanteur → poids → force en Newton

  3. Exercice : 2/3 1/3 La répartition de la charge étant de 2/3 à l’arrière et 1/3 à l’avant, quel est le poids appliqué (en daN) sur les roues du tracteur et de la remorque? La masse totale de l’ensemble est de 40 tonnes. 40.000 kg x 9,81=392400 N=39240 daN soit /3 =13080 daN à l’avant, et 26160daN à l’arrière

  4. Masse 20 kg LA FORCE Le poids est la force exercée par une masse sur son support. 19,6 daN Une force a une origine une direction et une grandeur A F=19,6 daN. Ici la force nécessaire pour soulever le seau (équilibre) est égale au poids du seau soit 19,6 daN et de sens opposé. 19,6 daN

  5. LES FORCES Deux forces sont appliquées sur le point A. Une force Fa et une force Fb. Comment représenter la force unique, appelée « Force résultante », remplaçant les deux forces ? A Fa En traçant des parallèles aux 2 forces, on obtient la grandeur et la direction de la force résultante. Masse 20 kg 19,6 daN Fr. Fb 19,6 daN

  6. LES FORCES Fa A Fb Tracez la force résultante Fr des deux forces Fa et Fb. Masse 20kg

  7. REMARQUE : 2 droites parallèles qui coupe 2 autres droites parallèles engendrent des segments de droite égaux. De même deux droites perpendiculaires rencontrant deux autres droites perpendiculaires engendrent des angles égaux. AB = DC AD = BC D A C B

  8. REMARQUE : 2 droites parallèles qui coupe 2 autres droites parallèles engendrent des segments de droite égaux. De même deux droites perpendiculaires rencontrant deux autres droites perpendiculaires engendrent des angles égaux. AB = DC AD = BC D A C B

  9. REMARQUE : 2 droites parallèles qui coupe 2 autres droites parallèles engendrent des segments de droite égaux. De même deux droites perpendiculaires rencontrant deux autres droites perpendiculaires engendrent des angles égaux. AB = DC AD = BC D A C B

  10. REMARQUE : 2 droites parallèles qui coupe 2 autres droites parallèles engendrent des segments de droite égaux. De même deux droites perpendiculaires rencontrant deux autres droites perpendiculaires engendrent des angles égaux. AB = DC AD = BC D A C B

  11. REMARQUE : 2 droites parallèles qui coupe 2 autres droites parallèles engendrent des segments de droite égaux. De même deux droites perpendiculaires rencontrant deux autres droites perpendiculaires engendrent des angles égaux. AB = DC AD = BC D A C B

  12. Tracez la force résultante. Grandeur et direction. A B

  13. LE TRAVAIL ( W en Joule ) Une force immobile ne produit pas de travail. Masse 20kg

  14. LE TRAVAIL ( W en Joule ) Une force qui se déplace fourni un travail. Masse 20kg

  15. LE TRAVAIL ( W en Joule ) Une force qui se déplace fourni un travail. Une masse de 0,102 kg dont le poids est (0,102 x 9,81) de 1 N et qui se déplace de 1 mètre fourni un travail de 1 Joule. Exemple: le travail fourni pour soulever de 0,8 m une masse de 20 kg sera de : 0,8 m L Masse 20 kg 20 kg x 9,81 x 0,8 m 156,96 Joules W en Joule = F en N x L en m.

  16. Calculez le travail développé pour soulever un porteur de 5 tonnes d’une hauteur de 50 cm. 5000 Kg x 9,81 = 49050 Newton 49050 N x 0,5 m = 24525 joules 4905 daN 50cm Calculez le travail développé en (kilo-Joule) pour tracter un porteur avec une force de 500 daN pendant 3 kilomètres. W en Joule = F en N x L en m. W = 5000 x 3000 W = 15.000.000 Joules W = 15 000 Kjoules

  17. 1 sec LA PUISSANCE ( P en watt ) Un travail (une force qui se déplace) dans un certain temps fourni une puissance. Plus la masse sera levée rapidement plus il faudra fournir de puissance. Exemple ci- contre : Un travail de 101,9 kg x 9,81 x 1 m = 1000 Joules en 1 sec, produit une puissance de : 1 m L P = 1000 Joules / par le temps P = 1000 Joules / 1 Sec = 1000 W Puissance P = 1000 watts = 1 kw Masse 101,9 kg P en Watt = W en J / t en seconde Et si le temps est de 10 fois plus rapide? 10 kw

  18. Remarque : P en Watt = F en N x V en m/seconde La vitesse La puissance linéaire est égale à la force x la distance / le temps Le travail P en Watt = W en J / t en seconde

  19. Quelle est la puissance en Watt nécessaire pour tracter un porteur avec une force de 100 daN, sur une distance de 3 Km en une demie heure. PW = F N . L m / t S P = 1000 x 3000 m / (30 x 60) P = 1000 x 3000 / 1800 P = 1666,66 watt Quelle est la puissance en kW nécessaire pour soulever un porteur de 19 tonnes, sur d’une hauteur de 2 mètres en 15 secondes. F = 19000 x 9,81 = 186390 N P en Watt = F en N x distance en m / temps en sec P = 186390 x 2 / 15 = 24852 Watt P = 24,8 kW

  20. Résumé : Masse, Poids (Force), Travail, Puissance. Quelle est la puissance en Watt d’un pont élévateur qui soulève de 1 mètre un véhicule de 1,019 tonnes en 10 secondes ? en N = masse en Kg x 9,81 = 1019 x 9,81 = 10.000 Newton Poids Travail en Joule = Force en Newton x Déplacement en Mètre (W = F x L) en Joule = 10.000 N x 1 mètre = 10.000 Joules Travail Puissance = Travail en Joule / temps en sec Puissance en watts = 10.000 Joules / 10 sec = 1000 watts Correspondances 1 kgf.m/s = 9,81 W 1 ch ( cheval vapeur) = 736 W = 0,7355 kW 1 cal = 4,1868 J 1 kcal/h = 1,163 W 1 kW = 1,36 ch

  21. Sinus = , Cosinus = , Tangente = . Base trigonométrique. (Triangle rectangle) A Hypoténuse Cosinus Sinus Tangente Hypoténuse Coté Adjacent S O H C A H T O A Coté Opposé Opposé Adjacent Adjacent Hypoténuse Hypoténuse Coté Opposé Opposé B Coté Adjacent

  22. Ou 0,962 1 AC = N.B: 4 6 2 3 = 6 x 2 3 = 4 Application : Quelle est la valeur de AC, sachant que:  = 65° , BC = 62 Sinus Sin  = 62 / AC 0,9 = 62 / AC 0,9 x AC = 62 AC = 62 / 0,9 S O H AC = 68,8 A Opposé Hypoténuse Coté Adjacent Hypoténuse B C Coté Opposé 4 x 3 = 6 x 2

  23. Exercice récapitulatif : Deux forces à 90° sont appliquées sur le point A. Une force Fa et une force Fb. Tracez la force résultante Fr et calculez la valeur des forces Fa et Fb. 125° 40 x 9,81 = 392,4 Newton = 39,2 daN A CAH Cos  = Adj / Hyp Fa Cos 55° = Fa / 39,2 Masse 40 kg 0,57 = Fa / 39,2 Fa = 39,2 x 0,57 = 22,3 daN Fr = 39,2 daN SOH Sin 55 = Fb / 39,2 Fb 0,8 = Fb / 39,2 Fb = 0,8 x 39,2 = 31,4 daN 39,2 daN

  24. On a  et O , on cherche H O SOHCAHTOA H A On a  et H , on cherche A  SOHCAHTOA On a  et A , on cherche O SOHCAHTOA

  25. Tracez la force résultante. Calculez sa valeur. A 30 daN • Exemple de solution : • Tangente = côté Opposé/ côté Adjacent • Tg a = 30 / 20 • Tg a = 1,5 soit a = 56,3° • Sin 56,3 = 30/Hypoténuse • Hypoténuse = 30/Sin 56,3° • H = 30/0,83 H = 36,14 daN • Vérification : • = 90° – 56,3° = 33,7° Sin 33,7° = 0,554 Sin b = 20/36,14 = 0,553 a b 20 daN B

  26. Pression du gaz de combustion Naissance du Couple, étude statique. Cosinus Tangente Sinus SOH CAH TOA Opposé Adjacent Adjacent FL Force latérale. Ovalisation Hypoténuse Hypoténuse Opposé Sinus= , Cosinus= , Tangente= . résultante F A r Coté Adjacent Hypoténuse Force utile Fu Coté Opposé

  27. Calcul de la force tangentielle FU-1 9° Fu F 9° 61° Fu1 151° 1148,93 61° 29° 20° Exemple: pour un moteur monocylindre de 85mm d’alésage, une force de 1134 daN sur le piston et à 20° vilebrequin. Cos 9° = Coté adjacent/hypoténuse Fo Force latérale. Ovalisation  Cos 9° = d’où Fu = 9° Fu = 1134/0,987 = 1148,93daN résultante F Fu 180 - 9 – 20 = 151° 180 - 151 = 29° Fu1 90 – 29 = 61° 20° Fu Cos 61°= Fu1/1148,93 d’où Fu1= Cos 61°x1148,93 Fu1= 0,484 x 1148,93 Fu1 = 556 daN

  28. Calcul de la force tangentielle FU-2 15° Cos 15° = d’où Fu = Fu F 15° 35° Fu2 125° 1175,12 35° 55° 40° Exemple: pour un moteur monocylindre de 85mm d’alésage, une force de 1134 daN sur le piston et à 40° vilebrequin. Cos 15° = Coté adjacent/hypoténuse Fo Force latérale. Ovalisation  15° Fu = 1134/0,965 = 1175,12daN résultante F Fu 180 - 15 – 40 = 125° 180 - 125 = 55° 90 – 55 = 35° Fu2 40° Fu Cos 35°= Fu2/1175,12 d’où Fu2= Cos 35°x1175,12 Fu2= 0,819 x 1175,12 Fu2 = 962,42 daN

  29. Calcul de la force tangentielle FU-3 Cos 25° = d’où Fu = Exemple: pour un moteur monocylindre de 85mm d’alésage, une force de 1134 daN sur le piston et à 65° vilebrequin. Cos 25° = Coté adjacent/hypoténuse Fo Force latérale. Ovalisation  25° Fu = 1134/0,906 = 1251,65 daN résultante F Fu Fu 3 = 1251,65 daN 65° Fu = Fu3

  30. Calcul de la force tangentielle FU-4 Cos 23° = d’où Fu = 23° 1232,6 Fu4 Exemple: pour un moteur monocylindre de 85mm d’alésage, une force de 1134 daN sur le piston et à 90° vilebrequin. Cos 23° = Coté adjacent/hypoténuse Fo Force latérale. Ovalisation  Fu = 1134/0,92 = 1232,6 daN 23° Fu résultante F cos 23° = Fu4 / 1232,6 67° 90° Fu4 d’où Fu4 = cos 23° x 1232,6 = 0,92 x 1232,6 Fu4 = 1133,99 daN

  31. Calcul de la force tangentielle FU-5 SOH CAH TOA Cos 18° = 1134 / Fu SOH CAH TOA 22° Sin 22° = coté opposé / hypot 0,374 = Fu5 1193,68 Exemple: pour un moteur monocylindre de 85mm d’alésage, une force de 1134 daN sur le piston et à 140° vilebrequin. Fo Force latérale. Ovalisation  Fu = 1134 / 0,95 = 1193,68 daN 18° Fu résultante F 140° 180-18-140=22° r Soit Fu5 = 0,374 x 1193,68 Fu5 Fu Fu5 = 446,43 daN

  32. Reportez les différentes valeurs de la force tangentielle, et tracez la courbe. Combustion détente Force daN ½ tour 1251 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 1133 Fu1 (20°) = 556 daN Fu2 (40°) = 962,42 daN Fu3 (65°) = 1251,65 daN Fu4 (90°) = 1133,99 daN Fu5 (140°) = 446,43 daN 962 556 446 Rotation vilebrequin 20 40 65 140° 0° 90 180°

  33. Le couple, étude statique. Couple = Force x rayon Couple = 50 N x 1m Couple = 50 N.m Couple = 5 daN.m 1 m 2 m 25 N Couple = Force x rayon 50 N Couple = 25 N x 2m Couple = 50 N.m Couple = 5 daN.m

  34. Naissance du Couple en statique sur un moteur. COUPLE = FORCE x RAYON qui dépend de: - la surface du piston - la pression développée sur le piston qui dépend de la qualité de la combustion qui dépend de la forme de la chambre et du piston, du nombre de soupapes, de l'épure de distribution, du type d'injection .............. F qui dépend de: - la course, qui elle-même détermine la longueur du maneton du vilebrequin (r), soit : r Course = 2 rayons

  35. Évolution du couple sur un moteur ayant une course de 22 cm. 2 1 3 15° 9° 5 4 25° 23° 18° 962,42 556 1251,65 1133,99 r 446,43 Exemple N°1: 556 x 0,11 = 61,16 daNm N°2 : 962,42 x 0,11 = 105,86 daNm N°3 : 1251,65 x 0,11 = 137,68 daNm N°4 : 1133,99 x 0,11 = 124,73 daNm N°5 : 446,43 x 0,11 = 49,1 daNm

  36. Reportez les différentes valeurs de couple, et tracez la courbe. Combustion détente Couple daNm ½ tour 137,68 130 120 110 100 90 80 70 60 50 124,73 Fu1 (20°) = 61,16 daNm Fu2 (40°) = 105,86 daNm Fu3 (65°) = 137,68 daNm Fu4 (90°) = 124,73 daNm Fu5 (140°) = 49,1 daNm 105,86 61,16 49,1 40 Rotation vilebrequin 20 40 60 140° 0° 90 180°

  37. F Différence entre couple et moment du couple appliqué sur un axe r COUPLE = FORCE x RAYON Composé d’une force et d’un rayon avec F 5N et R 0,02 Couple = 5 x 0,02 = 0,1 mN MOMENT DU COUPLE DE FORCES = une des FORCES (½F) x DIAMETRE Composé de deux forces égales et d’un diamètre ½ F Moment du couple = 2,5 x 0,04 = 0,1 mN r Si F = 5 N et R = 0,02 m r ½ F

  38. ½ tour 1 tour Variation du couple moteur Couple moyen avec volant moteur Combustion détente Admission Compression Échappement Couple Moteur avec 1 Cylindre Rotation 0° 60° 130° 180° 360° 540° 720°

  39. Variation du couple moteur Couple moyen avec volant moteur Combustion détente Combustion détente Couple Moteur avec 2 Cylindres Moteur avec 1 Cylindre + - Rotation 0° 60° 130° 180° 360° 540° 720°

  40. 180° Variation du couple moteur Couple moyen avec volant moteur Combustion Détente du 1 Combustion Détente du 3 Combustion Détente du 4 Combustion Détente du 2 Couple Moteur avec 4 Cylindres Moteur avec 2 Cylindres Moteur avec 1 Cylindre + - Rotation 0° 180° 360° 540° 720°

  41. 120° Variation du couple moteur Couple moyen avec volant moteur 6 Combustions détentes sur 2 tours Couple Moteur avec 6 Cylindres Moteur avec 4 Cylindres Moteur avec 2 Cylindres Moteur avec 1 Cylindre + - Rotation 0° 180° 360° 540° 720°

  42. 90° Variation du couple moteur Couple moyen avec volant moteur 8 Combustions détentes sur 2 tours Couple Moteur avec 8 Cylindres Moteur avec 6 Cylindres Moteur avec 4 Cylindres Moteur avec 2 Cylindres Moteur avec 1 Cylindre + - Rotation 0° 180° 360° 540° 720°

  43. Récapitulatif : 1/ Un 4 x 2 de 15 tonnes démarre sur une déclivité formant un angle de 20° avec l’horizontale. Calculez le couple nécessaire ( sur une roue AR) pour vaincre la pente ( équilibre ). Le diamètre de la roue est de 98 cm.

  44. Récapitulatif : 1/ Un 4 x 2 de 15 tonnes démarre sur une déclivité formant un angle de 20° avec l’horizontale. Calculez le couple nécessaire ( sur une roue AR) pour vaincre la pente ( équilibre ). Le diamètre de la roue est de 98 cm.

  45. 20° Récapitulatif : 1/ Un 4 x 2 de 15 tonnes démarre sur une déclivité formant un angle de 20° avec l’horizontale. Calculez le couple nécessaire ( sur une roue AR) pour vaincre la pente ( équilibre ). Le diamètre de la roue est de 98 cm. 1/ Calcul du poids du véhicule 15000Kg x 9,81 = 147150 N 2/ traçage de l’angle de la pente. 3/ Calcul de la force due à la pente. 5032,53 daN SOH Sin 20° = Oppo / Hypot Sin 20° = F pente = 14715 x 0,342 = 5032,53 daN 4/ Calcul du couple d’équilibre. (0,98/2) x 5032,53 = 2465,93 daNm pour 2 roues 2465,93 / 2 = 1232,96 daNm pour une roue. 14715 daN

  46. Calculez le couple nécessaire ( sur une roue AR) pour vaincre la pente ( équilibre ). 15 tonnes = 15000 Kg Roue diamètre 98 cm. F1 = 15000Kg x 9,81 = 147150 N F2 = 2 (roues) F3 = 50325 N Couple = Force F3 x rayon r Couple = 50325 x 0,49 = 24660 mN 2 roues soit 24660 / 2 Couple pour 1 roue = 12330 mN Couple par roue = 12330 mN r F2 = 50325,3 N Cosinus 70° = F2 / ( 15000 x 9,81 = 147150 N) 0,342 = F2 / 147150 F2 = 147150 x 0,342 = 50325 N Couple = Force F3 x rayon r Couple = 5032,5 x 0,49 = 2466 mdaN F1 = 147150 N

  47. Admission Echappement Consommation Régime moteur Couple en daNm Accélérateur Dépressions Paramètres calculateur moteur Le couple se mesure en sortie moteur par équivalence avec un couple résistant connu qu’on lui oppose.

  48. Transmission

  49. Bobinages

  50. COURBE DE COUPLE (pleine charge) Couple en daNm 200 180 160 140 120 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 tr/mn Moteur VOLVO D12C420 EURO II Tracer la courbe de couple suivant les relevés ci-dessous. Couple en daNm Régime en tr/min

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