Partie IV Dynamique des moteurs alternatifs 1 IV

Partie IV Dynamique des moteurs alternatifs 1

IV- Dynamique des moteurs alternatifs IV. 1. Système bielle-manivelle IV. 1. 1 Etude cinématique du système bielle-manivelle Le système bielle-manivelle est un mécanisme qui transforme le mouvement alternatif du piston en un mouvement de rotation continu disponible sur la manivelle. Il est constitué de : Piston à la position x du PMH Manivelle, appelée aussi vilebrequin de rayon R Bielle de longueur L 2

IV- Dynamique des moteurs alternatifs IV. 1. Système bielle-manivelle - La position du piston x x= L +R –L cos(β)-R cos(α) On a L sin(β) = R sin(α) => sin(β) = R/L sin(α) =λ sin(α) et Donc

IV. Dynamique des moteurs alternatifs IV. 1. Système bielle-manivelle - La vitesse du piston La position du piston x en fonction de la vitesse de rotation ω est x= Rα =Rωt v= R 2 ω(sin(α)+λ/2 sin(2α)) - L’accélération du piston

IV. Dynamique des moteurs alternatifs IV. 1. Système bielle-manivelle 5

IV. Dynamique des moteurs alternatifs IV. 1. Système bielle-manivelle IV. 1. 2 Etude dynamique du système bielle-manivelle - Les efforts agissant sur l’axe du piston Le piston est soumis à un effort de pression Pg des gaz brulés et un effort d’inertie des masses en mouvement de translation Pj. Ptot= Pj +Pg Pj =-m. R ω2(cos(θ)+λcos(2 θ)) Pg=Sf - Les efforts agissant sur la bielle P = Ptot(cos(β)) - Les efforts agissant sur la bielle C’est le couple total du moteur : est égal au produit de la somme des forces fi qui agit sur le vilebrequin par le rayon de manivelle C = ∑R fi

IV- Dynamique des moteurs alternatifs IV. 1. Distribution - La distribution dans un moteur à combustion interne se fait par un système mécanique qui régule l'ouverture et la fermeture des soupapes et des conduits d'admission et d'échappement. -L'ouverture et la fermeture des cylindres sont réalisées par les soupapes. -L'ouverture est possible grâce à des cames, la fermeture est assurée par des ressorts. - La transmission du mouvement de l'arbre à cames aux soupapes est assurée par des poussoirs - Le vilebrequin qui assure l'entraînement de l'arbre à cames

IV. Dynamique des moteurs alternatifs IV. 1. Distribution Il existe trois modes de distributions : Par courroies crantées Par engrenages Par chaîne 8

IV. Dynamique des moteurs alternatifs IV. 3. Equilibrage L'équilibrage du vilebrequin est nécessaire pour réduire les vibrations du moteur causées par les forces et les moments produits par la pression des gaz dans les cylindres et par les pièces en mouvement alternatif et de rotation, et pour diminuer les charges exercées sur les coussinets de la ligne d'arbre.

IV. Dynamique des moteurs alternatifs IV. 3. Equilibrage IV. 3. 1. Équilibre statique L'équilibre statique du vilebrequin est obtenu lorsque la résultante des forces centrifuges est nulle, plus précisément lorsque le centre de gravité se trouve sur l'axe de rotation. le vilebrequin est équilibré dynamiquement par un moment égal et opposé par l'ajout de contrepoids

IV. Dynamique des moteurs alternatifs IV. 3. Equilibrage IV. 3. 2. Équilibre dynamique L'équilibre dynamique est obtenu sans adjonction de poids si le vilebrequin, équilibré statiquement au préalable, admet un plan de symétrie perpendiculaire à l'axe de rotation, « par rapport auquel les manivelles sont symétriques en nombre, position et dimensions» . La plupart des vilebrequins équilibrés dynamiquement dans leur ensemble ont également leurs manivelles équilibrées individuellement par des contrepoids.