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  • Sciences de lIngnieur Page 164

    CI5_E11_Transmission de puissance

    Transmission de puissance

    Transfert dnergie entre le moteur thermique (nergie thermique) et le moteur lectrique

    (nergie lectrique) pour produire de lnergie mcanique, lnergie chimique (recharge des

    batteries). Chaque transformation ncessite une adaptation.

    + -

    + -

    + -

    + -

    + -

    batterie

    Thermique

    Electrique

    Bote vitesse

  • Sciences de lIngnieur Page 165

    CI5_E11_Transmission de puissance

    1 Energie

    Dans le sens commun l'nergie dsigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de

    la chaleur, de la lumire, de produire un mouvement.

    L'unit du systme international pour mesurer l'nergie est le joule (J).

    Certaines activits utilisent d'autres units, notamment l'lectron-volt (1 eV = 1,6021019 J), le

    kilowattheure (1 kWh = 3,6 MJ), la calorie (4,18 J), la Calorie (alimentaire : 4 180 J).

    Les sources d'nergies utilises par l'homme sont d'origine renouvelable ou non :

    L'nergie mcanique est une quantit utilise en mcanique classique pour dsigner l'nergie

    d'un systme emmagasine sous forme d'nergie cintique et d'nergie potentielle

    mcanique.

    L'nergie mcanique s'exprime gnralement : pcm EEE +=

    o :

    Em est l'nergie mcanique

    Ec est l'nergie cintique

    Ep est l'nergie potentielle

    Energie cintique : 2

    1

    2

    1+= JmvEc

    Energie potentielle mghE p =

  • Sciences de lIngnieur Page 166

    CI5_E11_Transmission de puissance

    2 Puissance

    La puissance est la quantit dnergie consomme pour effectuer un travail par unit de

    temps. Pour effectuer le mme travail, deux systmes de puissances diffrentes ne mettront

    pas le mme temps.

    A B

    A BA B

    A B

    1

    2

    Le vhicule 2 est 2 fois plus puissant car il effectue le mme travail en 2 fois moins de temps.

    seconde1

    11

    jouleWatt =

    Puissance mcanique dun mobile

    v

    vFP = F en N

    V en m/s

    P en W

    Puissance mcanique en rotation

    F

    r

    Moment dune force

    rFC = Puissance

    = CP

    Rappels :

    Vitesse linaire : t

    dv =

    Frquence de rotation en tr/s : t

    rn

    =

    2

    Vitesse angulaire en rad/s : n= 2

  • Sciences de lIngnieur Page 167

    CI5_E11_Transmission de puissance

    Puissances lectriques

    Il existe 3 sortes de puissances

    P : Active qui effectue le travail en W

    Q : Ractive absorbe par lactionneur en VAR

    S : Apparente mesurable de lextrieur en VA P

    QS

    Exemple

    P fait avancer le bateau

    Q est ncessaire pour le tirer depuis la berge

    S est la somme P QS

    Puissance en monophas Puissance en triphas

    sin

    cos

    QPS

    VIS

    VIQ

    VIP

    +=

    =

    =

    =

    3

    sin3

    cos3

    QPS

    UIS

    UIQ

    UIP

    +=

    =

    =

    =

    Exemple

    3,26ms

    : dphasage entre la tension simple et le courant

    = 18010ms

    t == 68,58180

    10

    26,3

    ms

    ms

    ( )=

    +=

    +=

    72,3

    50201,02

    Z

    Z

    LRZ

    AIeff

    Z

    VeffIeff

    IeffZVeff

    6472,3

    240==

    =

    =

    64240

    )68,58sin(64240

    )68,58cos(64240

    QPS

    S

    Q

    P

    +=

    =

    =

    =

  • Sciences de lIngnieur Page 168

    CI5_E11_Transmission de puissance

    3 Transmissions 3-1 Vocabulaire

    3-2 Denture dun pignon

    Les dimensions de la dent sont donnes par le module zmd =

    m : module de la dent (0,5 ; 0,6 ; 0,8 ; 1 ; 1,25 ; 1,5 ; 2 ; 2,5 ; 3 ; 4 ; 5 ..) Z : Nombre de dents.

    Les modules choisis augmentent quand les couple transmis

    augmentent.

    Lorsque les modules diminuent trop, le rendement de

    transmission diminue.

    3-3 Modification axe de rotation

  • Sciences de lIngnieur Page 169

    CI5_E11_Transmission de puissance

    3 4 Modification du couple

    Lemploi en rducteur dun train

    dengrenages a le plus souvent comme

    objectif une augmentation du couple en

    sortie.

    La puissance dentre est donne par :

    eeC Pe =

    En rgime permanent, vitesse constante

    on a :

    PePs =

    avec : rendement de transmission (entre 95 et 98% pour un couple pignon/roue)

    En connaissant le rapport de rduction, on peut en dduire le couple en sortie.

    Ici

    ees CCs

    =

    = PePs

    s

    e

    eCCs

    =

    r

    1

    s

    e =

    r : rapport de transmission

    e

    s

    =r

    3 5 Relation de WILLIS

    =

    =

    )(

    )()1(

    0/0/

    0/0/

    /

    /

    menesroues

    menantesrouesn

    pse

    pss

    pse

    pss

    Z

    Z

    n : nombre de contacts extrieurs

    ici

    116,0)1(42

    312

    0/

    0/ =

    =

    ZZ

    ZZ

    e

    s

  • Sciences de lIngnieur Page 170

    CI5_E11_Transmission de puissance

    3 6 Transmission par courroie

    Rapport de transmission

    D

    d

    N

    N

    d

    D

    d

    D ==

    3 7 Transmission par chane

    Rapport de transmission

    D

    d

    p

    p

    d

    D

    Z

    Z

    D

    d

    N

    N==

  • Sciences de lIngnieur Page 171

    CI5_E11_Transmission de puissance

    3 8 Train picyclodal

    Prius : un trange mlange dnergie et de transmissions