Voiture à l'eau

[bozandi]

Bonjour tout le monde,
Je m'appelle Sam et j'ai un projet de Cégep (lycée) à faire et je l'ai presque terminé, mais j'ai été confronté à un problème et j'aurai besoin de voa conseils pour essayer de le régler.Mon projet est le suivant: je fais un modèle réduit d'automobile qui fonctionne grâce à un système entraîné par le mouvement de l'eau. Le principe : une voiture avec 4 roues, les 2 roues avant étant reliées à un axe lui même étant lié à 2 engrenages, 1 de chaque côté de la voiture. Ces engrenages sont mis en mouvement par un système de courroies, elles-mêmes étant mises en mouvement par 2 autres engrenages (un de chaque côté de la voiture) fixés à un axe qui lui est entraîné en rotation par une roue à pales qui tourne grâce à un débit d'eau constant coulant dessus grâce à une pompe. Le problème: l'eau n'a pas assez de force pour entraîner la roue à pales en rotation. L'eau tombe sur la roue et rien n'avance, même si je fais tourner les roues dans le vide (je tiens la voiture en l'air). Qu'est-ce-que je pourrai faire pour réussir à faire fonctionner la voiture? Quel est mon problème selon vous et est-ce que je devrais changer mon système?
Merci de votre aide
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[Gawel]

Bonjour Sam,
quelques questions :
Au niveau de la pompe, quel débit/section/pression ?
Au niveau de la voiture, quelle masse/inertie des éléments en mouvement (roues+axes+courroies)? Quelles conditions de pivotement (diamètre, coefficient de frottement, pression induite par la masse de la voiture ou des éléments en mouvement si vous maintenez la voiture par ses éléments fixes) ?

Il est clair qu'il y a un débit minimum pour mettre en mouvement le système, et visiblement, vous ne l'avez pas encore atteint!
Si on met de côté la problématique de rendement (qui est centrale dans votre système), sur le papier ça devrait marcher. Avez-vous essayé d'envoyer un jet beaucoup plus puissant?

[Kissagogo27]

Bonjour, on peut avoir des photos de l'ensemble pompe et arrivée sur la roue a aube ?

il faut augmenter la vitesse de l'eau e n réduisant la sortie d'eau avec une buse si la pompe le supporte
ou augmenter le diamètre de la roue a aube ..

[Dynamix]

Salut

qui tourne grâce à un débit d'eau constant coulant dessus grâce à une pompe

Et la pompe tourne grâce à quoi ?
L' eau n' est finalement qu' un vecteur .

[A voir en vidéo sur Futura]

[bozandi]

Le débit de la pompe est de 50 gallons par heure ce qui n'est visiblement pas suffisant.
Je ne connais pas la masse exacte des courroies et des roulements mais ils sont tres légers. Je pourrai vous les donner quand j'aurai la voiture avec moi (ce soir). Même chose avec les roues qui sont un peu plus lourdes mais qui restent relativement légères.
Aussi j'utilise 2 courroies de chaque côté de la voiture parce que je n'en ai pas trouvé d'assez longues. Bilan de chaque côté : 1 roulement pour chaque axe et 1 roue, 2 roulements entre les deux courroies pour leur transmettre le mouvement.
Pour les conditions de mouvement, je n'en suis pas trop sûr mais je vous donnerai le plus d'informations les concernant quand j'aurai la voiture avec moi (ce soir).
Finalement, oui j'ai essayé de faire couler un débit d'eau plus fort dessus mais ça n'a pas changé grand chose. Toutefois, je réessayerai après. Merci pour votre aide

[trebor]

Bonjour à tous,

Si j'ai bien compris, il y a deux courroies, celle-ci ne peuvent pas être trop tendue.

A la main, arrive tu à faire tourner les roues dans le vide en actionnant la roue à aubes ?

[bozandi]

Oui il y a 2 courroies et oui j'arrive à faire tourner la roue à aubes avec les roues dans le vide. Les coirroies ne sont pas tant tendues mais je pourrai réduire la tension entre celles-ci.

[bozandi]

Je vous enverrai des photos du système ce soir, je n'ai pas la voiture avec moi maintenant. Oui, il serait possible de fixer une buse sur la sortie de la pompe pour augmenter la force de l'eau. Aussi, la pompe fonctionne avec un panneau solaire. Elle tire son énergie de l'énergie solaire grâce au panneau solaire, c'est un détail que j'avais oublié de préciser. Toutefois, il n'y a pas de problème ici puisque le panneau solaire est fait pour faire fonctionner cette pompe, c'est un ensemble.

[Dynamix]

oui j'arrive à faire tourner la roue à aubes avec les roues dans le vide

Augmente la démultiplication .

[trebor]

La roue à aubes touche t-elle l'eau à sa base ?

Ici elle ne touche pas à sa base et l'eau rempli des cavités, ce qui augmente la force de rotation.
http://dbhsarl.eu/temp/hydroroues/Tracaube2.htm

[bozandi]

Augmente la démultiplication .

Que voulez-vous dire par là? Augmenter le rapport des engrenages (courroies)?

[bozandi]

La roue à aubes touche t-elle l'eau à sa base ?

Non, la roue ne touche pas l'eau à sa base. La roue est suspendue au-dessus de l'eau d'environ 5cm. Aussi, j'ai pensé à modifier les aubes pour qu'elles forment des cavités, mais est-ce que ça sera suffisant pour emporter la roue en rotation?

[Dynamix]

Que voulez-vous dire par là? Augmenter le rapport des engrenages (courroies)?

Le couple est insuffisant pour vaincre les frottements .
Pour augmenter le couple à la roue , il faut réduire sa vitesse .

[bozandi]

Le couple est insuffisant pour vaincre les frottements .
Pour augmenter le couple à la roue , il faut réduire sa vitesse .

Réduire la vitesse de la roue à aubes?

[Gawel]

De manière générale, il y a 2 familles de leviers sur lesquels on peut agir :
Augmenter la source énergétique / Augmenter le couple généré
- Augmenter de débit en augmentant la puissance de la pompe (évidemment très efficace, mais à vérifier si c'est compatible avec la source solaire utilisée)
- Réduire la section en sortie de pompe (a priori, pas le plus efficace)
- Augmenter le rayon d'incidence du jet (très efficace, mais à vérifier l'encombrement de la nouvelle roue à aubes)
- Augmenter la démultiplication entre la roue à aubes et les roues (très efficace, mais réduction de la vitesse de la voiture puisque pour une même vitesse de rotation de la roue à aubes, les roues du véhicule tourneront moins vite, mais donc avec plus de couple, donc plus de capacité à vaincre les frottements)

Réduire les dépenses énergétiques / Augmenter le rendement
- Réduire la masse des éléments mobiles (a priori, pas beaucoup de chose possible à faire à part enlever les roues!!)
- Réduire la masse des éléments fixes et choisir un bon couple de matériaux pour réduire les pressions hertziennes (à priori, celui là, on peut le négliger face à tous les autres)
- Réduire le coefficient de frottement sur les points de pivotement (là, ça risque d'être dur de faire mieux puisqu'on est déjà monté avec des roulements)
- Réduire les diamètres de pivotement (à tester, ça peut pas faire de mal, à part en termes de robustesse)
- Réduire la déformation des composants de transmission (si possible, éliminer la courroie, pourquoi pas une chaîne? ou une liaison rigide par engrenage? on peut imaginer pas mal de chose)

Pour tester petit à petit, vous pouvez par exemple :
- Démonter les roues et regarder si l'axe tourne ou non
- Générer un jet d'eau "artificiel" avec un plus gros débit (depuis un robinet par exemple), pour voir si le système bouge
- Initier le déplacement des roues pour voir si cela change quelque chose
etc.

[Dynamix]

Réduire la vitesse de la roue à aubes?

Non , surtout pas !

- Augmenter la démultiplication entre la roue à aubes et les roues (très efficace, mais réduction de la vitesse de la voiture puisque pour une même vitesse de rotation de la roue à aubes, les roues du véhicule tourneront moins vite, mais donc avec plus de couple, donc plus de capacité à vaincre les frottements)

Vu que pour l' instant la vitesse du véhicule est nulle , il n' est pas possible de la réduire

[bozandi]

Oui c'est ça le problème, elle ne roule pas encore alors je ne peux pas réduire sa vitesse.

[bozandi]

- Augmenter le rayon d'incidence du jet (très efficace, mais à vérifier l'encombrement de la nouvelle roue à aubes)

Comment est-ce que je pourrai augmenter le rayon d'incidence du jet?

[bozandi]

- Réduire la masse des éléments fixes et choisir un bon couple de matériaux pour réduire les pressions hertziennes

Je vais en effet réduire la masse des objets fixes comme la structure de la voiture que je vais couper à certains endroits.

[Gawel]

Comment est-ce que je pourrai augmenter le rayon d'incidence du jet?

Il faut que le point d'entrée en contact du jet avec l'aube soit plus éloigné de l'axe de rotation

[bozandi]

Mise à jour :
Hier, j'ai modifié les pales de la roue à aubes pour des pales "réservoir" pour que l'eau y reste coincée. Cela a plutôt bien fonctionné pour les pales que j'ai modifiées, la voiture s'est mise en mouvement (je ne les ai pas encore toutes faites). Je pense que c'est la solution à mon problème. Jai aussi grandement réduit la masse de la voiture en coupant des morceaux de la structure. Si la voiture ne fonctionne pas, je vous le dirai et si elle fonctionne finalement je vous le dirai aussi.
Merci beaucoup pour votre aide et vos conseils,
Sam