Calculer force freinage

[invite980c3098]

Bonjour à tous,

Je participe avec mon école à l'écoshell Marathon en guise de TFE. Dans ce projet j'ai la tâche de m'occuper de tout ce qui est accessoire (batterie, actionneur électrique, freins,...).

J'ai décidé de prendre des freins de vélos (beaucoup plus leger que des freins à disques). Le prototype sera constitué de 3 roues, deux à l'avant et une à l'arrière.

Cependant le "contrôle technique" précédant la course, teste les freins à l'arrêt sur une pente de 20%. Sachant que l'effort sur chaque roue sera de plus ou moins 50kg, je dois calculer la force nécessaire à appliquer à la poignée de frein pour éviter que le proto ne dévale la pente.

Quelqu'un pourrait-il me donner une voie à suivre.

Merci d'avance
-----

[Ouk A Passi]

Bonjour,

pente de 20% ---> ok
mais

Sachant que l'effort sur chaque roue sera de plus ou moins 50kg

Devons-nous comprendre que la masse totale de l'engin sera de l'ordre de 150 kg, répartie uniformément sur les 3 roues?

Je trouve de grandes similitudes avec l'exercice du skieur sur une pente dont le vecteur poids peut se décomposer selon la normale à la pente et ...

[LPFR]

Bonjour.
Pour pouvoir faire le calcul, il vous faut
-le rayon des roues.
-le rayon de la zone d'application des freins.
-le coefficient de friction entre les freins en la jante.
-le rapport entre la force appliquée sur la poignée et celle appliquée sur les freins.
-et, évidemment, le problème du skieur.
Au revoir.

[invite980c3098]

Merci à vous pour vos réponse. Grâce à LPFR j'ai pu réunir l'ensemble des données. Cependant je ne trouve pas sur le forum l'exercice du skieur, s'agit-il simplement de trouver la résultante de force, sa direction et son intensité?

Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour.
Oui. C'est bien cela. Quand le mobile est sur un plan incliné, seule la composante du poids dirigée le long du plan pousse le mobile vers le bas.
Au revoir.

[invite980c3098]

Merci pour vos précisions.

J'ai avancé dans mes calculs.

Pour la charge sur chaque roue pour une pente de 20% donc 11°

50kg par roue donc 50 x 9,81 = 490,5N

490,5N x cos 11° = 481, 5 N

Chaque roue sera soumise à cette charge.

Nous prendrons un coéfficient de 0,4 (n'ayant pas trouvé le coéff. du caoutchouc/alu)

Donc 481,5 x 0,4 = 192, 6 N

J'en conclut que c'est la force que doivent exercer les deux patins sur la roue pour eviter qu'elle ne dévale la pente.

Seulement je ne sais pas comment calculer le rapport entre cette force et la force à exercer sur mes freins.

De plus je pense que mes calculs sont faussés car le diamètre de la roue et la surface des patins n'interviennent nulle part, alors que ce sont des données relativement importantes à mon sens.

Quelqu'un pourrait-il me diriger sur la voie?
Merci d'avance

[Ouk A Passi]

Bonjour,

490,5N x cos 11° = 481, 5 N

Auto-contrôle: la force de freinage serait comparable au poids 490,5N ?
Avez-vous fait un petit croquis?

[LPFR]

Bonjour.
@Ouk a passi:
La première force (481) calculée par Verviano est la normale au plan. La seconde (192) est la force de friction. Le calcul me semble correct.

@Verviano.
Il faut que le couple (force par bras de levier) exercé par les patins de frein soit le même que celui exercé par la force de friction sur la surface de roulement de la roue. C'est pour cela que vous aviez besoin du rayon du point d'appui des patins sur la jante.
Au revoir.

[Ouk A Passi]

Bonjour,

@LPFR
Je vous ai envoyé un mp

Veuillez m'excuser de m'être fourvoyé dans une idée erronée, aidé en cela par le premier message:

le "contrôle technique" précédant la course, teste les freins à l'arrêt sur une pente de 20%

Dans un premier temps, je cherchais donc quelle était la force minimale de freinage pour maintenir le véhicule (déjà arrêté) dans la pente.

Il est évident que cette performance minimale requise par le "contrôle technique" ne présente aucune garantie de sécurité pour un véhicule en mouvement, qui plus est en descente.

J'ai enfin compris que vous recherchiez l'utilisation de l'adhérence maximale, propre à assurer le freinage le plus efficace possible (dites-moi si je me trompe!).

Mais alors, pourquoi écrire:

Nous prendrons un coefficient de 0,4 (n'ayant pas trouvé le coeff. du caoutchouc/alu)

Vos roues sont sans doute en caoutchouc....
mais vous ne roulez certainement pas sur une piste en ...aluminium.

Je comprends bien que vous parlez de jante en alu sur les flancs de laquelle viendront s'appliquer des patins de frein en caoutchouc

Mais avant d'en arriver là, de quelle adhérence roue/chaussée pouvons-nous disposer?
D'un côté une roue en caoutchouc surgonflée et de l'autre une piste en asphalte ou en béton?
Je verrais bien comme base de travail un coefficient de l'ordre de 0,6 ou 0,7 sur route sèche, et 0,1 à 0,2 sur route mouillée.
(j'espère que le Marathon est reporté en cas de mauvais temps).

Ce n'est que par la suite, et en fonction de la décélération souhaitée, vous calculerez le couple de freinage à la périphérie de la roue, que vous ramènerez ensuite à la jante.

C'est à ce moment que le coefficient de frottement des patins de frein sera utile.

Mais je me trompe peut-être, et c'est pourquoi je laisse bien volontiers LPFR me corriger avec toute la rigueur nécessaire.

[LPFR]

Bonjour.
Je suis d'accord avec Ouk a Passi sur les coefficients de friction. Mais j'imagine que le coefficient dont parle Verbiano est celui utilisé pour les patins du frein contre la jante.
Vous trouverez quelques valeurs dans ce site:
http://www.engineeringtoolbox.com/fr...nts-d_778.html
Vous trouverez ici le coefficient de friction caoutchouc-aluminium.
Il y a une TRÈS grosse différence quand vous cherchez sur le web en français ou en anglais.
Au revoir.