Physique Mécanique

[AL999]

Bonjour à tous !

Je viens vers vous sur ce forum car j’ai besoin d’un peu d’aide pour un exercice de mécanique automobile. Il s’agit d’un exercice préparatoire en vue de passer des tests afin d’intégrer une école.

Voici le problème en questions :
On considère une voiture dont la masse totale y compris le pilote et le carburant est égale à 850 Kg. Les largeurs de voie avant et arrière sont de 1600mm. L’empattement est de 2100mm.
Le poids est réparti comme ceci : 160 Kg sur chaque roue avant et 265 Kg sur chaque roue arrière. De façon à placer le centre de gravité G à 1309.35mm par rapport à l’empattement.
Ce véhicule est équipé de trains roulants de type double triangulation avec combiné ressort/amortisseur fixé directement sur le triangle inférieur. Les rapports de suspensions, soit le déplacement tige d’amortisseur / déplacement vertical de la roue sont :

- ½ (0.5) pour le train avant
- ¾ (0.75) pour le train arrière

1 / Calculer l’effort que reçoit chaque rotule de fixation des têtes des combinés ressort/amortisseur sur les bras inférieurs quand le véhicule est en configuration statique.

Mon corrigé ne comporte aucune formule mais seulement un résultat. Je n'arrive pas à obtenir ces résultats!!!!

Pour l'avant: 260KG soit 260 DaN
Pour l'arrière: 313KG soit 313 DaN


HELP!!!!


Merci d'avance
-----

[Tifoc]

Bonjour,
Si l'énoncé est vraiment décrit ainsi, les réponses ne peuvent être qu'approximatives...
Pour résoudre, faites un schéma (simple, plan) du train afin de visualiser ce que signifie le rapport de suspension, et déduisez-en les bras de levier des différents efforts sur le triangle inférieur puis les efforts eux-mêmes.
Je trouve 314 daN pour l'avant (soit 320 kg)
Bon courage

[AL999]

Bonjour, merci beaucoup pour votre réponse.

Moi j'obtiens pour la rotule avant: (160*9,81)/0,5=314 DaN
rotule arrière: (265*9,81)/0,75=347Dan

Ces opérations sont elles exactes?

Et auriez-vous par hasard un lien pour un cours sur les bras de leviers appliqués au triangle d'une suspension. Malgré mes recherches, je n'arrive pas à trouver un cours clair sur ce principe physique?

Merci d'avance.

[Tifoc]

Moi j'obtiens pour la rotule avant: (160*9,81)/0,5=314 DaN
rotule arrière: (265*9,81)/0,75=347Dan
Ces opérations sont elles exactes?

Oui mais j'insiste : daN

Et auriez-vous par hasard un lien pour un cours sur les bras de leviers appliqués au triangle d'une suspension. Malgré mes recherches, je n'arrive pas à trouver un cours clair sur ce principe physique?

Le principe, c'est le fondamental de la statique (on dit souvent PFS), et ce n'est pas propre aux bras de suspension ! La difficulté est d'abord de le mettre en œuvre en décrivant bien le système (c'est pour ça que je vous ai dit de faire un schéma simplifié plan), ensuite de savoir résoudre mathématiquement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[AL999]

ok pour l'unité, je ne ferai plus l'erreur.
Merci pour ces infos.

[AL999]

Bon, je me permets d'abuser. La question qui suit me pose aussi pas mal de problème.

Le véhicule a été chargé de 365KG parfaitement repartis afin que le centre de gravité du véhicule ne soit pas déplacé par rapport à la voie et à l'empattement. Cette charge à provoqué un enfoncement uniforme des roues de 140mm.

Calculez le déplacement des tiges d'amortisseurs sur les combinés avant et arrière.
Pour ça, pas de problème: Pour le combiné avant, la tige se déplace de (0,5*140)=70mm
Pour le combiné arrière, la tige se déplace de (0,75*140)=105mm

Ensuite, calculez la force que doit produire chaque combiné ressort/amortisseurs pour réagir à cette action?

Nous sommes bien d'accord que la force étant repartis uniformément, la masse par combiné est de 356,25kg à l'arrière et 251,25kg à l'avant.

En appliquant la formule précédente, ça ne fonctionne pas. J'obtiens des valeurs de force bien trop élevés par rapport au corrigé... Malgré un plan simplifié de l'action, je ne vois pas quel calcul réaliser...

[Tifoc]

Nous sommes bien d'accord que la force étant repartis uniformément, la masse par combiné est de 356,25kg à l'arrière et 251,25kg à l'avant.

Non !

Le véhicule a été chargé de 365KG parfaitement repartis afin que le centre de gravité du véhicule ne soit pas déplacé par rapport à la voie et à l'empattement. Cette charge à provoqué un enfoncement uniforme des roues de 140mm.

Avec ce que vous avez comme valeur, G s'est déplacé de 78mm...

[AL999]

je crois avoir trouvé mon erreur.

Pour l'arrière: 374KG par suspension
Pour l'avant: 292kg....

[AL999]

Erreur de calcul de ma part... décidement.

Pour l'avant: 228,7kg
Pour l'arrière: 378,8kg

[AL999]

Donc la "nouvelle force" appliqué à l'arrière est (378,8*9,81)/0,75=495,5daN donc la force que doit produire le combiné est de 495,5-347=148,5daN
Pour l'avant (228,7*9,81)/0,5=448,7daN donc force que doit produire le combiné est de 448,7-314=134,7daN

Correct?

[Tifoc]

Ensuite, calculez la force que doit produire chaque combiné ressort/amortisseurs pour réagir à cette action?

En interprétant strictement cette question (ambiguë), je m'en tiendrais aux réponses rouges :

Donc la "nouvelle force" appliqué à l'arrière est (378,8*9,81)/0,75=495,5daN donc la force que doit produire le combiné est de 495,5-347=148,5daN
Pour l'avant (228,7*9,81)/0,5=448,7daN donc force que doit produire le combiné est de 448,7-314=134,7daN

[AL999]

ok, merci...

[AL999]

Bonjour, j'ai besoin d'une correction.

Le véhicule à été déchargé de ses 365 kg et une série d'essais sont programmés.
Au cours d'un essai, le véhicule a effectué un saut et, à sa réception "à plat", une accélération verticale, appliquée au centre de gravité (G) de 4.9 m.s2 a été mesurée à cet instant, par l'accéléromètre du système d'acquisition de données.
Quelle est la force verticale appliquée à cet instant sur le centre de gravité du véhicule ?

850*(9,81+4,9)=1250,35 daN

Est-ce correct?

le poids total du véhicule, lorsqu'il a été déchargé de ses 365kg est de 850kg.

[Tifoc]

Bonjour,
C'est correct (sur le principe, je n'ai pas vérifié les calculs) mais laissez tomber le ,35...

[AL999]

merci tifoc!!!

[Griphunter]

@all999
Bonjour il semblerais que je soit sur les même exercice ainsi que la même école
Je suis comme vous en difficultés , mais en bien plus grave.
Serait-il possible de prendre contact avec vous afin d'avoir des renseignements et aide sur les exercices.
Cordialement Maxime

[AL999]

0n considère un moteur 4 cylindres, dont l'alésage des cylindres est de 90 mm. La course des pistons est de 78.5 mm
L'entraxe de bielle est égal à 160 mm.
Le Rapport Volumétrique (Rv) donné par le constructeur est de 11.5
La distribution est assurée par deux arbres à cames en tête et 4 soupapes par cylindre La puissance maxi constructeur est de 240 CV au régime de 9000 tr/min

Calculez la force due à la pression des gaz qui est exercée sur la bielle quand le piston est au PMH quand la pression à l'intérieur de la chambre de combustion est de 50 bars.

F=P*S=50*pi*4,5^2=31808N

Cette valeur est-elle correct? (j'obtiens quasiment la même valeur que sur mon corrigé)

Cependant je tente désespérément d'obtenir la puissance moteur qui découle de ce résultat. Ce n'est pas demandé, mais je tente d'appliquer les formules...

Donc avec cette force, je peux calculer le couple moteur: C=F*r=31808*0,03925=1248,15N.m bon déjà ici on s'apercoit qu'il y a un petit problème, parce que l'on obtient le couple d'un camion avec un moteur 2L de 240ch...

Normalement ensuite, on peut en déduire la puissance: P=C*(2pi*n/60)

Je ne comprends pas d'ou vient l'erreur....

[AL999]

Dans la question suivante, on me demande la valeur du couple au point mort haut. Et d'après le corrigé, le couple est nul au point mort haut. C'est sans doute pour cela que mon calcul de couple n'a aucun sens. Mais je ne comprends pas pourquoi étant qu'une force s'exerce sur le piston....

[AL999]

Merci d'avance...

[Tifoc]

Bonsoir,

la pression à l'intérieur de la chambre de combustion est de 50 bars.

50 bar sans s ! C'est une unité...

F=P*S=50*pi*4,5^2=31808N
Cette valeur est-elle correct? (j'obtiens quasiment la même valeur que sur mon corrigé)

Ouaip, quasiment... à 10 puissance qqchose près hein ? Quand on met la pression en bar et la section en cm², on obtient des daN.

Pour le calcul du couple bien sûr que ça ne veut rien dire.
Déjà avez vous compris pourquoi il est nul au PMH ? (et au PMB aussi)
Ensuite la pression n'est pas constante.
Et puis il y a les effets d'inerties de l'équipage mobile.
Et enfin la boucle de charge à assurer.
Bref, pour un couple moteur de 100 N.m, le couple instantané, sur 2 tours, dû à un seul piston, varie en gros de -50 N.m à +250 N.m (ce sont des ordres de grandeur).
Le calcul que vous avez fait n'est même pas fait au couple max instantané

[Tifoc]

tiens une petite idée pour un cylindre :

[AL999]

Non justement, je n'ai pas compris pourquoi le couple est nul au point mort haut...
arff je n'arrive pas à ouvrir votre lien...

[Tifoc]

C'est parce qu'il faut attendre qu'il soit validé.
Le couple est dû, à chaque instant, au moment de la force elle même due à pression (entre autre, mais c'est celle là qui nous intéresse ici). Le moment c'est l'intensité de la force par le bras de levier que fait celle-ci avec l'axe, autrement dit la distance de la droite d'action à l'axe (du vilebrequin). Aux points morts, elle est nulle.
C'est comme lorsque le cycliste est debout sur une pédale dont la manivelle est verticale (pour le moteur, c'est la bielle qui est verticale au PMH ou PMB).

[sitalgo]

B'soir,

50 bar sans s ! C'est une unité...

Les unités, écrites « au long » prennent la marque du pluriel sauf, comme tout autre substantif, quand elles se terminent par s, x ou z (siemens, lux, hertz).

[AL999]

merci tifoc.... d'éventuelles ouvrages à me conseiller pour ces notions de couple?

[AL999]

Quand vous dites la distance de la droite d'action à l'axe, ça veut dire la force qu'exerce la bielle sur l'axe du vilebrequin?

[Tifoc]

Bonjour,
Bonne remarque de Sitalgo , j'ai tapé trop vite. Les 50 bars étant dans une phrase, il y a bien un 's'. C'est p= 50 bars qui eut été faux, mea culpa

Quand vous dites la distance de la droite d'action à l'axe, ça veut dire la force qu'exerce la bielle sur l'axe du vilebrequin?

Oui, et la bielle étant verticale, la ligne d'action coupe l'axe du vilebrequin.

[le_STI]

Salut.

En ce qui concerne l'exercice relatif aux efforts sur les rotules des combinés, j'avais participé à la résolution de ce type d'éxercice peu après mon inscription sur le forum.

A toi de voir si tu veux faire une recherche pour retrouver la discussion en question.

[AL999]

salut le_STI, si tu peux me donner le nom de la conversation... je regarderai bien

[le_STI]

Je ne m'en souviens plus mais j'imagine que si tu parcours mon profil, tu pourrais le retrouver.