TIPE : boîte de vitesse à variation continue vario

[Guimli]

Je fait un TIPE sur la boîte de vitesse Fendt vario. La base de la boîte de vitesse est un train épicycloïdal, le moteur étant lié au porte satellite, la couronne à une pompe hydraulique reliée à un moteur hydraulique qui entraine un arbre sommateur relié par un engrenage au planétaire.
Le rapport de réduction varie suivant l'inclinaison de la pompe et du moteur hydraulique. Je voudrais savoir comment je pourrais trouver le rapport de réduction du train en fonction des inclinaisons du moteur et de la pompe ( ce ne sont pas les mêmes)

[Tifoc]

Bonjour,

Un p'tit schéma serait peut être le bienvenu, non ? Parce que, à ce que je comprend de vos explications, le rapport du train doit être constant... Vous ne parlez pas du solaire Il est fixe ou relié à autre chose ?

Cordialement,

Oups, je réedite ce message pour annuler : j'avais pas bien lu !

[Tifoc]

Je reviens

Il vous faut trouver une relation entre les régimes de la pompe et du moteur hydraulique, probablement en comparant leurs débits respectifs, lesqueles dépendent bien de l'inclinaison des plateaux.
Avec la relation de Willis, ça vous fait 2 équations, et vous pourrez trouver la troisième qui est l'expression du rapport de transmission.

Mais je maintien quand même qu'avec un p'tit schéma ce s'rait mieux !

[Guimli]

Je viens de mettre le schéma en pièce jointe.

[Tifoc]

Re-

Voir PJ

[michel dhieux]

bonsoir:
l explication de la vario n est pas simple:
suivant ton schema,on va dire ,que la transmission vario combine à la fois énergie mécanique et énergie hydraulique,et , est un "combat" constant entre
action et réaction ,du train planétaire ,train épicycloïdal.(couronne, planétaires, et satellites.):
tracteur a l arrêt:
comme représenté sur le schéma la pompe est a débit zero.elle est entraîné par le moteur thermique via 5 et 2 puisque le planétaire 4 est a l arrêt( 4 est l arbre vers les roues),les moteurs hydro n ont pas de débit donc blocage de l arbre (4 )
donc plus facile d entraîner la pompe débit 0, que les roues.
mouvement du tracteur:
moteur hydro cylindrée max , la pompe débite progressivement, jusqu a sa cylindrée maxi = augmentation de la vitesse moteurs hydro.
dans le même temps cote mécanique la résistance crée sur la couronne (3)
par la pompe qui monte en pression, permet au train épicycloïdal(2)de transmettre une puissance du moteur thermique vers le planétaire (4).
la couronne est l élément de réaction du train épicycloïdal. le planétaire tourne.
l arbre sommateur (8) transmet la puissance hydraulique venant des moteurs hydro et la puissance mécanique du planétaire(4) vers les roues ,le tracteur avance.
la transmission de puissance est en grande partie réalisée par l hydraulique ,plus il y a résistance a l avancement, plus la pression sera élevée.
quand la pompe (6) atteint la cylindrée maxi , la cylindrée des moteurs diminue ce qui conduit a une augmentation de la vitesse de ceux-ci . la pression de la pompe est constante et le débit utile va diminuer car les moteurs consomment de moins en moins puisque leurs cylindrée diminue vers zero.cette diminution du débit a pression constante va entraîner une diminution de puissance dans la partie hydraulique .du coté mécanique ceci va se traduire par une diminution de la vitesse de la couronne (3) du train épicycloïdal (2) qui va engendrer une augmentation de la vitesse du planétaire (4) . (effet multiplicateur du train avec entrée par le porte satellites)
l accélération des moteurs et du planétaire va permettre l accélération du tracteur.
lorsque les moteurs (7) arrivent a leurs cylindrées nulle ils n entraînent plus l arbre sommateur (8) et ils n admettent plus de débit et donc blocage de la pompe (6) la pompe étant reliée a la couronne (3) du train épicycloïdal (2) celle-ci va également s immobiliser.
ainsi le train épicycloïdal ne vas plus transmettre de puissance vers la pompe ,(couronne bloquée) donc toute la puissance du moteur thermique passe par le planétaire (2) soit 100 pour 100 de puissance transmise mécaniquement.
configuration a la vitesse maxi (50 km)
les parties en jaune = pont avant et violet= prise de force, il y a egalement deux gammes lente et rapide I et II
ce systeme est egalement avec des petites variantes sur steyr (new holland case) TVT ,CVX. sur john deere, IVT .
ET l inventeur est pour moi komatsu, sur son bull D155ax-3 hydrau mecanical transmission (HMT) de 1989
et j oubliais la prius de toyota, avec a la place de l hydraulique un moteur
electrique ,le monde est petit
ps : explication,de ci dessus, suivant un de mes stages hydro

[polo974]

Envoyé par Tifoc

Re-
Voir PJ

Bonjour,
Si j'ai bien compris, tu dis que le rapport total est "indéterminé" à un rapport hydraulique donné.
Je trouve cela fort étrange... A un rapport de transmission hydraulique donné, ne peut correspondre qu'un seul rapport total.

L'hydraulique ne permet de rapport variable qu'avec un convertisseur de couple au rendement très moyen, hors il n'y en a pas ici. Et à un alpha et un béta donné, le rapport de transmission hydraulique est fixe.

A mon avis, le système est fait de telle sorte que la partie hydraulique permet la variation du rapport, tout en ne transmettant que la partie variable du mouvement (variable en + ou en -).
Le train mécanique se chargeant de transmettre la partie constante.

C'est d'ailleurs pourquoi l'élément hydraulique 6 peut être inversé (angle variant de 45° dans un sens à 30° dans l'autre). C'est cette inversion qui me fait parler d'élément plutôt que de moteur ou pompe (et cela autant pour l'élément 6 que les éléments 7).

En procédant de la sorte, le rendement médiocre de l'hydraulique (par rapport à un train d'engrenage) n'affecte qu'une partie de la puissance transmise.

Donc hydraulique réduite, pertes réduites, que du bonheur...

Ensuite, ce n'est qu'un mise en équations d'un système dans lequel, il ne faut pas se planter dans les signes...

[polo974]

suite...

Ce qui est étrange, c'est que l'inversion se fait sur l'arbre hors chaine de transmission mécanique, il faut donc que béta passe à 0° quand alpha passe à 0°... Sinon blocage de 7!!!
C'est une contrainte que je ne m'explique pas.

Y a-t-il un couplage entre les angles alpha et béta dans la commande?

[michel dhieux]

Envoyé par polo974

suite...

Ce qui est étrange, c'est que l'inversion se fait sur l'arbre hors chaine de transmission mécanique, il faut donc que béta passe à 0° quand alpha passe à 0°... Sinon blocage de 7!!!
C'est une contrainte que je ne m'explique pas.

Y a-t-il un couplage entre les angles alpha et béta dans la commande?

BONSOIR;
polo, je ne suis pas un scientifique uniquement un technicien.
si j ai compris ta phrase ci dessus, la pompe peut être a débit zéro donc sans aucun débit , et les moteurs reçoivent rien ,et bloque les pignonneries qu ils entraînent ,et pour répondre a ta demande la pompe peut être a débit inverse; soit marche arrière.
je tiens a insister sur le fait que chaque élément ,couronne, planétaire, et satellites, sont très souvent en contrainte, et qu ils lâchent pour un autre élément, leur énergie, quand ils perdent de leur efficacité, et qu ils ne sont plus prioritaire, mais ils peuvent être complémentaire....
pour les moteurs 7,tout comme la pompe ,a partir du moment ou il y a un zéro
de cylindrée, le système se bloque, et cède a une autre fonction l entraînement du tracteur, c est le final pour cet fonction.
je ne suis pas sur d avoir bien expliqué

[michel dhieux]

j ai oublier de dire ,que les moteurs sont au nombre de 2 pour la petite gamme
de tracteur mais pour les gammes haute, un seul moteur de grosse cylindrée
est utiliser.

[michel dhieux]

Envoyé par michel dhieux

la pompe peut être a débit zéro donc sans aucun débit , et les moteurs reçoivent rien ,et bloque les pignonneries qu ils entraînent

BONJOUR
ET EN PLUS JE ME TROMPE
je recommence, sur la partie finale de l hydro
après l augmentation du débit de la pompe au maxi ,les moteurs diminuent leur cylindrées et ainsi ils vont se retrouver a cylindrée nulle a un moment donné,
donc la pompe se bloque,mais l arbre des moteurs n est pas bloqué (8)et de plus,puisque la couronne est bloqué(celle qui entraîne la pompe) les satellites (du thermique) entraînent toujours mais maintenant le planétaire qui fait tourné l arbre (8) et donc les roues via pignonnerie, gammes et pont ,etc...
si il y a une monté avec une charge importante au crochet du tracteur l hydraulique peut reprendre,et aider la partie mécanique.
je n ai pas insister sur le fait que la pompe travaille a puissance constante
parce que la pompe a débit maxi et pression maxi cela dépasse la puissance
du plus petit de ces tracteurs ( de 120 a 230 cv)donc si la pression est trop importante par rapport au débit la cylindrée diminue automatiquement
ainsi l accélérateur au plancher depart arreté, n a aucune incidence sur le thermique.
un autre avantage de ce système, c est que dans une cote (monté ou descente)le tracteur même avec une lourde charge reste en position sans frein a main.

pour répondre a polo:
je te cite, l hydraulique ne permet de rapport variable qu avec un convertisseur de couple au rendement très moyen
heu,... une machine hydrostatique qui se déplace sur la route de 0 a 30 km/h la pompe débite de 0 a 250l/mn,il n y a pas de rapport variable!!! explique moi mieux pour que je comprenne ?? .ET :
un alpha et bêta donné le rapport de transmission est fixe....
sauf que dans une hydraulique moderne ,il n y a jamais de position fixe.
puisque ,dans le cas des machines hydrostatique en plus de la puissance constante il y a la vitesse programmée donc une correction en continue du débit , fonction de la charge ,positive ,négative, difficile de maintenir une vitesse de 5.6 km/H réel sur une moissonneuse si tu n a pas ces systèmes avantageux.

[michel dhieux]

Envoyé par Guimli

Je fait un TIPE sur la boîte de vitesse Fendt vario. Je voudrais savoir comment je pourrais trouver le rapport de réduction du train en fonction des inclinaisons du moteur et de la pompe ( ce ne sont pas les mêmes)

bonjour:
comment répondre a cette question;
hormis le rapport initial ,nombres de dents a nombres de dents, la variation est continue ,comme son nom.
la pompe et les ou le moteur sont en constante variation, et le porte satellites
EST TOUJOURS, en appuie rigide soit sur le planétaire si coté pompe la force a vaincre est plus faible ,et vice versa si coté planétaire la force a vaincre est plus faible, la recherche du meilleur entraînement est constante, et presque naturelle

[polo974]

Personnellement, j'ai compris la problématique de la façon suivante:
comment calculer le rapport de transmission en fonction de alpha et beta.

Pour chaque angle alpha et béta donné, les éléments hydrauliques ont une cylindrée donnée (nulle à angle nul) _{(bien sûr en tenant compte de la cylindrée totale si plusieurs éléments sont montés en // (7))}.

Le rapport hydraulique dépend de ce rapport de cylindrée, et il est donc fixe pour un couple alpha, béta donné.

La variation continue n'est possible que grâce à la variation continue des angles alpha et béta. La variation de débit est commandée, elle n'est pas intrinsèque au mécanisme.

Le fait que les cylindrées soient commandées par un automatisme ne permet pas de dire que le rapport est variable à un alpha et béta donné. Même s'ils sont continuellement ajusté. Donc à un alpha et un béta donné, il n'y a qu'un seul rapport de transmission, et non pas une répartition "magique" de la vitesse et du couple suivant la charge qui va faire varier ce rapport, c'est la régul qui assure ce rôle "magique".

Car, à ce compte là, en faisant cirer mon embrayage, j'ai aussi une variation continue su ma boite 5 vitesses (avec un rendement épouvantable et de la fumée au bout d'un certain temps). Mais c'est une variation commandé, tout comme les angles alpha et béta permettent de commander et contrairement au convertisseur de couple hydraulique, qui lui se débrouille tout seul avec "juste" des aubes bien placées et hélas des pertes trop importantes.

Quand je parlais de contrainte, je parlais de point incontournable et pas d'effort mécanique. Si alpha vaut 0°, le débit hydraulique est nul, et donc si béta n'est pas nul, l'arbre 8 est obligatoirement arrêté par les éléments hydrauliques 7, ce qui n'est pas acceptable, donc alpha et béta doivent être commandés de telle sorte que béta soit à 0° quand alpha passe à 0°.

Précision encore: le porte satellite (élément moteur) est toujours en appui (via les pignons) sur la couronne ET le solaire, car si l'un d'eux ne résistait pas, les pignons tourneraient dans le vide et empêcheraient toute transmission de couple vers l'autre (un peu comme le différentiel d'une voiture, si une roue est levée, aucun couple ne peut être transmis à l'autre _{(sauf autobloquant)}.

Et pour finir, pour la moissonneuse à vitesse constante, si elle monte ou descend une côte, il y a obligatoirement une variation de puissance sur le moteur puisque le travail change.

[michel dhieux]

Envoyé par polo974

Personnellement, j'ai compris la problématique de la façon suivante:
comment calculer le rapport de transmission en fonction de alpha et beta.

bonsoir
plus exactement, je cite guimli,.......trouver le rapport de réduction du train en fonction des inclinaisons du moteur et de la pompe.
moi je sais pas , car il peut se calculer que sur terrain parfaitement plat,et
sans charge sur l arrière du tracteur. donc quand tous les éléments, sont a cylindrée fixe,soit 1 pour 100 du travail d une journée, ou quand les moteurs arrivent a cylindrée zéro, et que la couronne se bloque pour laisser la place,
a la mécanique , mais cela arrive que sur route.
c est sur qu avec un alpha et un beta donné, le rapport est fixe, mais combien de temps .....4 secondes, un peu plus.....
il n y a donc que l automatisme ,la régulation, qui ajustent continuellement,
les cylindrées ,suivant la position de l accélérateur, la charge tractée, et les declinivités, et comme tu dis c est magique, cela s appelle la variation continue.
pour ta 7 eme phrase, quand je parlais de contrainte.....
tu a entièrement raison l arbre 8 est obligatoirement arrêté par les éléments 7
si les moteurs ont une cylindrées positive et pas la pompe,il y aurais alors cavitation puisque la pompe donne rien et les moteurs aimeraient recevoir un peu d huile, et le peu qu ils reçoivent ils le renvoient vers la pompe qui a réception fermé (cylindrée zero, donc fermée)
le système fonctionne différemment:
d abord la pompe vers la cylindrée maxi progressivement( en tenant compte de la puissance absorbée constante),alors que les moteurs sont au maxi de cylindrée donc couple maxi,et ces derniers vont diminuer leurs cylindrées vers le nul,zero, a ce stade la couronne devient tellement dure a entraîner que le porte satellite préfère entraîner le planétaire,
mais , il y a un mais...
la pompe pendant que les moteurs "diminués " de cylindrée, elle restait proche du maxi avec des diminutions de cylindrée suivant la régulation de puissance, et lors de la cylindrée zéro des moteurs, elle s est mis a zero de cylindrée car
si elle était resté a maxi cela aurait fait environ 170 kw absorbé par le thermique, donc moteur calé.
les composants de marque LINDE supportent en intermittent du 520 bars, continu 450 bars.
pour ta 8 eme phrase;
bien entendu le porte satellites va se charger du plus faible et l obliger a travailler, pour qu il y ai une égalité des charges et forces sur celui ci, mais il faut penser que le planétaire tourne avec les roues du tracteur, si il y a une monté ou charge supplémentaire, le porte satellite va "délaisser "le planétaire, et s occuper de la couronne plus faible et comme la vitesse du tracteur chute
les moteurs et pompe vont reprendre du service ,et ainsi de suite.
pour ta dernière phrase:
tu a changé deux de mes mots ,tu dit vitesse constante, j ai dit vitesse programmée et puissance constante, et il y a forcement une variation de puissance absorbé dans une monté ou une descente ,
pour mieux comprendre , je donne un autre exemple une pelle mécanique. avant, elles avaient de gros moteurs et maintenant pour la même gamme des moteurs plus petit qui tournent sans à-coup , et très régulièrement alors qu ils travaillent durement !!!! pourquoi grâce a la puissance constante absorbée.
la pompe va se mettre plein débit, le godet en "l air " vers le travail, et des qu il touche la terre, la pompe va se mettre progressivement en diminution de cylindrée. 100 L de débit et 10 bars,et 10 litres et 100 bars c est une égalité
si on exclus les pertes de rendement ( les composants a pistons ont un rendement proche de 95.)
ici il y a une variation de travail, mais il n y a pas de variation de puissance
absorbée.
a bientôt
michel

[polo974]

Envoyé par michel

bonsoir
plus exactement, je cite guimli,.......trouver le rapport de réduction du train en fonction des inclinaisons du moteur et de la pompe.
moi je sais pas , car il peut se calculer que sur terrain parfaitement plat,et
sans charge sur l arrière du tracteur. donc quand tous les éléments, sont a cylindrée fixe

On est donc globalement d'accord sur la problématique.
Pour étudier le système, il faut le décomposer, donc dissocier le régulateur du système mécanique.
A partir de là, en considérant un instant donné, alpha et béta sont à considérer fixes. Du coup le rapport N6/N8 est fixe et déterminé par l'hydraulique.
Connaissant ce rapport de vitesse, on peut en déduire le rapport du train épicycloïdal (N4/N5) (en considérant connus les différents rapports d'engrenages).
Donc pour chaque couple alpha-béta, il y a un rapport de transmission (non compté la boite 2 vitesses en 9). Pour le trouver, il "suffit" de résoudre un petit système à 2 équations et 2 inconnues.

Une fois connu la loi de variation, on peut ajouter une régul qui va en plus tenir compte d'un tas d'autres paramètres (et j'en oublie sûrement), et c'est cette régul qui va rendre le système souple d'emploi en faisant varier le rapport N6/N8.