Amortisseur de vibrations torsionnelles

[j254]

Bonsoir a tous!
J 'étudie actuellement les volants d'inertie bi-masses

Est-ce juste de dire que l’énergie cinétique ajoutée à la première masse est transformée en partie en énergie calorifique par l'amortisseur ce qui limite la variation de régime de la 2ème masse?
Voici une video qui montre comment travail le volant

http://www.youtube.com/watch?v=YnaXB8q3uzQ

Mais j aimerais pouvoir expliquer la partie physique
Pourquoi les variations de régime sont-elles limitées dans la 2 ème masse?

Merci d'avance
Bonne soirée
-----

[phuphus]

Bonsoir,

c'est l'équivalent d'un système masse-ressort, mais en rotation. Si tu travailles au dessus de la fréquence propre de l'ensemble, tu as un filtre passe-bas.

[invite07941352]

Bonjour,
De plus, on ne peut pas dire qu'il y a de l'énergie perdue en chaleur , rien ne chauffe, ou n'est prévu pour chauffer, enfin très peu .
L'énergie emmagasinée (souvent par un ressort ) à un moment du cycle est rendue à un autre moment .

[LPFR]

Bonjour Catmandou.
Dans ce cas, l'amortissement des oscillations est bien du à la transformation d'une partie de l'énergie de rotation en chaleur.
Et dans l'exemple de la vidéo c'est bien le frottement du ressort qui freine les oscillations.
Cordialement,

[A voir en vidéo sur Futura]

[phuphus]

Bonjour,

Bonjour Catmandou.
Dans ce cas, l'amortissement des oscillations est bien du à la transformation d'une partie de l'énergie de rotation en chaleur.
Et dans l'exemple de la vidéo c'est bien le frottement du ressort qui freine les oscillations.
Cordialement,

Un système masse-ressort n'a pas besoin d'un élément amortisseur pour constituer un atténuateur d'amplitude au dessus de sa fréquence propre. Ici, on a bien une diminution d'amplitude, mais pas forcément un amortissement.

On a dans tous les cas de l'amortissement dans un DVA pour éviter un trop grand Q à la résonance, mais ce n'est pas cela qui est prépondérant pour diminuer l'acyclisme. La vidéo présente même un DVA "simpliste", on a classiquement dans de tels dispositifs des raideurs non linéaires.

[j254]

Bonjour à tous merci pour vos réponses
Si on lit le peu d'information technique que l'on peut trouver, ils parlent bien d'amortissement du fait du frottement des ressorts dans leur logement.

Mais un système masse ressort comment fonctionne-t-il?
-La masse 1 prends une certaine vitesse en plus due à la non linéarité du régime du moteur.
-Le ressort se comprime à une certaine force puis l'a transmets à la masse 2
donc j ai un peu du mal à comprendre si il n y pas besoin d'amortissement?

je vous ait joint le schéma sur lequel j essaie de résonner
J aimerais bien faire un calcul pour comprendre mais je ne sais pas ou commencer

Merci d avance

[LPFR]

Re.
Vos schémas sont incomplets. Les deux disques ni sont pas isolés du reste du monde. Il y a quelque chose qui exerce un couple (non constant) sur un des disques et celui-ci exerce un couple sur un deuxième disque à travers un ressort et un amortisseur.
Éventuellement, le deuxième disque exerce un couple sur un autre système.
Donc, le schéma, en linéaire, serait force->masse-(ressort+amortisseur)-> masse ->(????).
A+

[invite07941352]

Re,
Les schémas présentés sont ceux d'embrayages automobiles ; à gauche, un classique avec le volant moteur à gauche , disque en noir , et sortie vers l'arbre d'entrée de boîte en rouge à droite , c'est le moyeu amortisseur du disque en noir qui gomme les à-coups possibles au moment d'embrayer .
Même disposition à droite, mais le disque n'a pas de système amortisseur ; c'est remplacé par le double volant bleu , volant moteur et le 2ème volant intermédiaire rouge ; c'est cet ensemble bi-disques qui supprime les à-coups de démarrage et agit (peut être ?) en marche normale : c'est le système dit à satellites , les pignons-guides sont dessinés en jaune .
Pour en revenir à ma remarque de ce matin , j'en reste que CE système ne génére pas de chaleur , du moins très peu, une petite friction semble dessinée . L'autre système à ressorts de la vidéo , je ne comprends pas à 100% comment il fonctionne ...pour le moment .
Donc, c'est la masse et donc l'inertie du second disque rouge qui est en cause dans l'absorption des à-coups et vibrations .
Ce système a été la cause de pannes au début ( maintenant, je ne sais pas) employé sur les diesels touristes ( mais pas seulement).
Dans le schéma de droite, l'arbre de boîte en rouge n'est pas dessiné mais existe .
En fait à gauche, il y a des ressorts seuls et à droite des ressorts et une masse libre intermédiaire .

[j254]

Oui effectivement c'est juste pour comparer avec ou sans volant bi-masse
Mais si on prend le rapport des masses 1:1 est ce qu il y a moyen de faire un calcul pour comprendre?
En prenons en compte que se soit un ressort amortisseur et non un simple ressort.
Ou un simple ressort à voir...

Merci d'avance
A+

[invite07941352]

Re,
Je ne vois pas trop ce que vous cherchez à calculer . On arrive - soit disant - à un confort de conduite , surtout au moment d'embrayer , supérieur dans le 2 ème système que dans le premier .
Comment voulez vous mettre en équation " un confort " qui est fonction de tout l'ensemble, élément par élément, et ce pour un moteur de puissance donnée ?

[invite07941352]

Re,
En fait, je crois bien que l'on a réinventé les dampers :

http://www.atiracing.com/links/pr/dodge_srt4/

[j254]

Ce que je voulais calculer c'est par rapport au schéma des deux masses reliées par un ressort avec un rapport de 1:1

En supposant que ces masses soient égales.

Si on applique une inertie à la première, quelle en sera l'effet sur la deuxième? sans m'occuper des composants avant ou après. Idées? merci.

[cardan]

Bonjour,

Dans le premier cas d'embrayage les ressorts créent une progressivité sur 15 ou 20 degrés dans la mise en application du couple moteur et donc un démarrage plus onctueux, lorsque ce dispositif est détérioré (ressorts cassés par ex) lorsque la pédale d'embrayage est relâchée il y a un ac-coup brutal qui détériore des éléments annexes du véhicule: silent blocs de pot d'échappement etc

Dans le cas des volants bi masses je pense qu'il s'agit d'atténuer les vibrations de torsion généré par les nouveaux moteurs Hdi afin que ces vibrations ne soient pas transmises à la boite de vitesses, on a un peu affaire à un étouffeur de vibrations qui bien sûr n'est efficace qu'à une certaine fréquence choisie par le constructeur et qui se trouve aux alentours du couple maxi.

En physique un système Masse - ressort est considéré comme conservatif c'est à dire que l'énergie mécanique est conservée sauf que lorsqu'on en fait fonctionner un, au bout d'un certain temps il s'arrête et donc réellement le système Masse - Ressort n'est pas conservatif (même s'il n'y a pas d'amortisseur de placé).....tout simplement parce que le ressort dissipe de l'énergie tout seul et n'est pas parfait (frottement à l'intérieur de la matière du ressort)

Pour établir les équations dynamiques d'un tel système, on a affaire à un couplage dynamique dans un système à deux degrés de liberté (en méca c'est du niveau licence), si vous êtes un peu curieux en feuilletant les techniques de l'ingénieur rubrique "embrayages" vous devriez trouver de quoi satisfaire votre sagacité...

Cordialement

[j254]

Merci pour votre réponse cardan je vais aller fouiller!
Bonne soirée

[cardan]

Bonjour,

En numérique un peu compliqué car certains articles sont de consultation gratuite mais le reste soumis à abonnement mais si si vous habitez dans une ville où il y a une bibliothèque universitaire ou une école d'ingénieurs les fascicules (gros classeurs verts) sont sous une forme "papier", on peut alors les consulter et photocopier les pages concernées, cordialement.

[cardan]

Bonjour,

J'ai réussi à vous trouver de la doc......universitaire sur ce genre de problème, à partir de la page 16 ou 17 on commence à taper dans le dur.....CORDIALEMENT


http://tel.archives-ouvertes.fr/docs...i_francais.pdf

[j254]

Merci beaucoup je vais aller voir ca c'est complet en tout cas haha.

Mais juste une dernière question si j ai une masse de 30kg reliée a une autres masse de 30kg par un ressort. La première subit une forte accélération. Que sera transmit dans la 2 ème? La même à peu de chose près ou non?
Bonne soirée

[LPFR]

Bonjour.
Ce qui agit sur la deuxième masse est la force du ressort. Et cette force ne dépend que de la déformation du ressort. Donc, de la différence de positions (la distance) entre les deux masses. Pas de l'accélération ou de la vitesse d'aucune des masses.
Au revoir.

[cardan]

Bonjour,

On peut imaginer que pour que la première masse subisse une accélération une force Fo soit appliquée dessus (on peut même pousser un peu plus loin en indiquant que cette force est modélisée par une force de type harmonique : Fo.sin (w.t)
Les deux masses n'ont pas lieu d'avoir la même accélération car elles ne subissent pas les mêmes efforts, la première est sollicitée par: Fo, l'action du ressort et son poids......La deuxième juste par l'action du ressort et son poids. En fait on peut même imaginer que ces deux masses aient des mouvement différents, elles s'écartent puis se rapprochent etc

Bon après si vous avez un exercice à faire avec un paramétrage donné, le plus simple c'est peut être de mettre en pièce jointe l'énoncé afin que des internautes puissent vous guider pour la réalisation de l'exercice tout en sachant que dans le cas de deux masses on a souvent à faire à système à deux degrés de liberté (chaque masse doit être paramétrée), on tombe généralement sur deux équations différentielles couplées si mes souvenirs sont bons......

Cordialement

[j254]

Bonsoir Cardan
l'exercice en question c'est:
2 masses de 5kg reliée par ressort posées sur une table
On néglige les forces de frottements.

M1 est accélérée de 5cm en 1 seconde
Le ressort se comprime de 4cm
Quelle en est l'effet sur M2? déplacement + force et accélération.

Moi j ai résolu ca de la sorte

5cm en 1 sec => a= 0.05*2/1puissance 2
=0.1m/s*s

F=m*a => 5*0.1 =0.5N

Comme le ressort se comprime de 4cm m2 bouge de 1cm au début puis est accéléré par 0.5N sur 4cm

Après je bloque pourriez vous m'aidez?
Merci d'avance bonne soirée

[LPFR]

Bonjour.
J'imagine que la phrase bancale:
" M1 est accélérée de 5cm en 1 seconde"
doit être comprise comme:
"La masse M1 est accélérée avec une accélération a1 qui lui fait parcourir les premiers 5 cm en 1 seconde".
Calculez la position de la masse M1 fonction du temps.
La force sur M2 sera égale à la déformation du ressort: [(distance avancée par M1) - (distance avancée par M2)] multipliée par la constante du ressort.
Cette force fixera l'accélération de M2 laquelle donnera (en intégrant deux fois) la position de M2 en fonction du temps.
Et ces deux positions de M1 et M1 permettrons de calculer la force en fonction du temps.

Comme vous voyez, il faut écrire els équations en fonction du temps et intégrer deux fois l'accélération pour obtenir la position de M2.
Au revoir.

[cardan]

Bonjour,

Le plus important c'est de définir le paramétrage, lorsque le paramétrage est en place vous avez déjà solutionné la moitié de votre exercice:

Chaque masse possède un degré de liberté par rapport à sa position d'équilibre que vous pouvez noter x1 et x2 (masses 1 et 2)

Après il faut isoler chaque masse et appliquer le PFD pour avoir une équation du mouvement c'est à dire en faire une projection sur l'axe horizontal xo

Ensuite vous obtenez deux équations différentielles du second ordre couplées (couplage élastique)

Un mini schéma à main levée peut être pour expliquer ce que j'ai compris modulo le fait que c'est un peu vous qui avez l"énoncé....

Cordialement

[cardan]

Re,

Je complique peut être un peu avec le développement précédent on peut néanmoins garder le paramétrage

Il suffit peut être juste d'appliquer le PFD à l'ensemble des deux masses en translation:

Somme des forces extérieures à (1 + 2) = M1 . aG1 + M2.aG2 notation vectorielle.....Que je n'ai pas indiquée.....

La force développée par le ressort devient une force intérieure puisqu'on isole 1 et 2

On peut facilement trouver Fo: force sur la première masse à supposer quelle soit constante...et pas harmonique auquel cas on rejoint ma réponse précédente.

Cordialement

[invite07941352]

Bonjour,
Le problème est pratiquement le même ici :

http://vnguyen.pagesperso-orange.fr/...rts2masses.pdf

[cardan]

Bonjour,

Disons qu'au départ j'ai un peu plus l'impression qu'il s'agit d'un problème de vibrations car on part sur de l'étouffeur de vibrations sur un embrayage bi disques après on a visiblement plus un problème de dynamique, on en saura peut être plus à partir d'un scann de l'énoncé ? Affaire à suivre

Cordialement

[j254]

Bonjour à tous désolé du délai de réponse.
J ai pas d'exercice à scanner car je l ai inventer.
Je suis de nature curieuse! d’où ma question.
merci cardan pour le schéma c'est exactement ca! c'est quoi un pfd?
Merci catmandou pour le lien mais ils ne propose pas mon exemple ( ou l on accélère qu'une seule) masse. C est peut être le même principe mais je n arrive pas à faire le lien.
J aurais voulu une formule ou une équation pour pouvoir introduire mes données et observer ce que ca donne.
Bonne soirée

[cardan]

Bonjour,

Pour les embrayages bi masses, je pense qu'il s'agit d'un principe d'étouffeur mécanique de vibrations. Au niveau théorique ce sont des équations établies à partir du cours de vibrations (un niveau licence de la spécialité) donc comme tous les pbs de vibrations c'est compliqué, si vous n'avez pas de compétence en mécanique théorique ça deviendra tout de suite compliqué d'écrire quoi que ce soit il vaut mieux à ce moment là en rester (ce qui n'est pas gênant en fait) à une analyse fonctionnelle de l'embrayage et à en voir juste son utilité.

P.F.D: Principe Fondamental de la Dynamique

Cordialement