Influence de l'inertie sur un couple moteur

[invite1bd3a900]

Bonjour à tous,
je ne suis pas aussi calé que la plupart des participants sur ces forums, car le domaine de la science n’est pas mon domaine de prédilection qui serait plutôt l’automobile.
Vous ne serez pas étonné alors si je fais appel à vos lumières.

Le problème qui me taraude depuis longtemps est de démontrer par un théorie établie (autrement que par un banc moteur avant/après) si il y a interactivité, dans un sens ou dans un autre, entre 2 phénomènes mécanique (si je peux appeler ça phénomènes ) qui sont l’inertie des masses mobiles et le couple moteur.
Pour être plus précis dans ma question : prenons un moteur à explosion, (automobile par exemple) avec une puissance (kw) et couple d’origine (Nm/tr-min), et diminuons une des masses mobiles comme le volant moteur.
Je ne modifie aucun autre paramètre sur la voiture.

Forcément il y aura interactivité sur la vitesse de rotation du moteur, qui sera plus rapide (+ ou -) à monter dans les hauts régimes, mais la question est de savoir si il y a une diminution, augmentation ou neutralité du couple moteur dans sa valeur maxi initiale (Nm) et (ou) sur son régime initial (tr/min) auquel le couple est à son maximum.

Existe-t-il une théorie mathématique à ce problème qui répondrait clairement à ma question ?

J’espère avoir été clair dans l’exposé de mon problème, et bien sûr, si il faut que je précise ma question ou l’exposé de mon problème, je reste à votre disposition.

Désolé de ne pas avoir la verve scientifique aussi développée que la plupart d’entre vous…….comme je le disais, chacun son domaine de prédilection, donc j’espère que vous pardonnerez ma rédaction de néophyte et le sujet certainement basique pour vous.

Merci d’avance pour vos réponses.
-----

[invite981ec232]

si ces forums n'était reservés qu'a des scientifiques chevronnés ça serait d'un barbant..

l'inertie d'un ensemble mecanique entrainé en rotation par un moteur ne joue que sur les variations de regimes
la relation est trés simple: (couple moteur)/(Inertie )= acceleration angulaire
plus il y a d'inertie plus le moteur mettra du temps a monter en régime
attention cette relation est valable pour des moteurs a couple constant comme les moteurs electriques
pour des moteurs thermiques le couple depend du regime et il faut utiliser cette formule sur des petits intervalles de temps ou on admet que le couple est constant

[invitea3eb043e]

Les moteurs à explosion ont été abondamment étudiés et théorisés. Il faut savoir un certain nombre de choses :
1) Les parties mobiles (bielles+pistons) participent à l'inertie. On a l'habitude de dire que 2/3 de leur masse travaillent en translation et 1/3 en rotation. C'est une approximation grossière bien entendu.
2) Le couple moteur n'est pas constant sur un tour, l'effort n'étant exercé que pendant une explosion. Il en résulte un acyclisme (la vitesse de rotation n'est pas constante) qui entraîne du bruit.
3) L'inertie du volant moteur n'est conséquente qu'au point mort et en première. Au delà, l'inertie du véhicule tient lieu de volant.
4) L'acyclisme joue sur la combustion en changeant le temps de réaction mais ce n'est pas essentiel.
Les éditions de l'Institut Français du Pétrole ont publié plein de livres à ce sujet (éditions Technip) :
http://www.editionstechnip.com/indexfr.asp

[invite1bd3a900]

Merci à vous pour votre accueil.
Sympa de savoir que je ne suis pas le seul néophyte sur ce forum. Il est vrai qu'à discuter entre gens qui connaissent déjà une science par coeur, on fini peut-être par tourner en rond, alors que c'est toujours enrichissant et motivant d'inculquer son savoir à des néophytes.

Pour mon problème et bien déjà 2 réponses....super
Puis-je considérer, suite à vos réponses, qu'il n'y aurait pas d'inflence sur la valeur de couple et sur le régime auquel cette valeur maxi est atteinte ?
Puis-je conclure aussi que vous êtes d'accord, il n'y a que la formalution qui diffère.

l'inertie d'un ensemble mecanique entrainé en rotation par un moteur ne joue que sur les variations de regimes

3) L'inertie du volant moteur n'est conséquente qu'au point mort et en première. Au delà, l'inertie du véhicule tient lieu de volant.

Si il y a d'autres avis affirmatifs ou infirmatifs par rapport à ce qui a été dit, n'hésitez pas, je suis toute ouie...ou du moins j'ai mes lunettes sur le nez !!

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite981ec232]

non pas d'influence sur le couple ni sur le regime
l'inertie ne joue que sur les variation de vitesse
c'est comme un reservoir qui stocke l'energie quand le moteur accelere et la restitue intégralement quand il décélère
comme le dit jean paul le volant d'inertie sur un moteur de voiture stocke l'energie pendant la descente du piston pour la restituer quand il remonte
moins il y a de cylindres plus il faut d'inertie
et si il y a suffisament de cylindres on peut le supprimer
en préparation automobile les volants moteurs sont souvent allégé pour justement gagner en vitesse de montée en regime mais il faut faire attention car ensuite on peut tomber sur des problemes de resonance qui peuvent faire eclater le vilebrequin

[invite1bd3a900]

Donc confirmation de ce que je pensais au départ, pas d'influence sur la valeur de couple et son régime.
Cependant et sans vouloir être lourd à peine inscrit sur ces forums et sans mettre en doute vos conclusions, existe-t-il une formule mathématique qui démontrerait cette conclusion, comme par exemple, on prend plusieurs paramètres connus comme la puissance en KW, un couple maxi en Nm et son régime auquel il est atteint, la masse et diamètre d'un volant moteur.....(j'en oublie certainement à vous de me dire) et dans cette formule ou théroème mathématique, quelque soit la masse du volant moteur, on retombe toujours sur la même valeur de couple et son régime maxi.

Je schématise certainement (pour être franc, j'en suis sûr ) mais en fait mon objectif est de démontrer concrètement à ceux qui me soutiennent que le fait de diminuer les inerties ou frottements d'un moteur influent sur la valeur de couple et son régime maxi.
Connaissant les énergumènes que j'ai en face de moi, une simple affirmation démentant leur point de vue ne suffira pas à les convaincre, alors que si je leur avance un calcul ou théorie mathématique connue et reconnue des pros en la matière, là ils auront bien plus de mal à me contredire.

J'aime avoir raison que lorsque je peux le démontrer......c'est mieux pour être et rester crédible.....j'espère que vous me comprennez et que vous pourrez m'aider dans cet objectif.

[invite981ec232]

attention ne pas confondre inertie et frottement !!!
en diminuant les frottements on augmente bien les valeurs de puissance d'un moteur puisqu'il y a moins d'energie perdu
mais pour l'inertie a part la formule que je t'ai donnée dans ma première reponse je vois pas

[invite1bd3a900]

Je retire "frottements" car ce qui m'oppose à mes détracteurs concernant ma théorie qu'il n'y a pas de perte de couple et de changement dans son régime était lorsque l'on diminuait la masse du volant moteur.
Donc si j'avance ton calcul, seizetheday : (couple moteur)/(Inertie)= acceleration angulaire......c'est inattaquable par rapport à ma question de départ ???
De quelle loi d'inertie dépend mon problème de départ ? Je crois savoir qu'il y a 3 loi d'inertie, si je ne me trompe pas....laquelle ?

Je ne voudrais pas me faire descendre en flêche par un de mes détracteurs qui m'avancera une autre théorie à laquelle je ne saurais répondre car étant très peu calé en la matière.

[invite981ec232]

D'apres moi tes detracteurs doivent avoir des connaissances en mecanique théorique un peu limitée
si cétait si simple de gagner de la puissance ça ferait longtemps que les constructeurs automobiles auraient fait des volants ultra leger
la théorie de newton c'est inattaque; un volant d'inertie ne consomme aucune energie !!!!
ce qui doit les tromper c'est que en poussant le raisonnement plus loin, on peut dire que reduire l'inertie d'un volant revient a réduire l'inertie de la chaine de transmission et que cela peut être assimilé a une reduction de la masse (et non pas du poids) de ta voiture
Résultat ça pousse plus fort et on a l'impression que la voiture est plus puissante alors qu'elle est virtuellement plus légère
Quant au regime maxi d'un moteur il ne depend que de l'affolement des soupapes qui se mettent a décoller de l'AAC ou de la resonance des ressorts de soupapes

[invite1bd3a900]

Je reviens vers vous : alors j'ai pris un exemple concret d'une puissance max et son régime de rotation à laquelle cette puissance est atteinte, pour savoir si j'ai bien tout compris.
Je reprends depuis le début :
pour calculer un couple moteur, l’équation est la suivante : C = P / V.
P max et V = 343 ch à 7900 tr/min
P = 343 x 736 = 252448 W
V = 2 x 3.14 x 7900/60 s = 826,86 rad/s
C = 252448/826,86 =305,30 Nm…….(pour info : sachant que 1 m.kg = 9,81 N.m, cela donne 31,12 m.kg).

Je pense que je n'ai pas fait d'erreur dans cette formule (en dehors d'avoir arrondi pi). A vous de me dire si c'était le cas.

Maintenant, je connais pour ce modèle automobile, son couple maxi et son régime : 37,2 à 4900tr/min.
Je sais que le couple maxi n'est jamais situé au même régime que la puissance maxi, d'où certainement une courbe de couple qui descend après les 4900tr/min puisqu'à 7900tr/min, on trouve que 31,12 m.kg.....mais pourquoi le couple n'est-il jamais au même régime que la puissance maxi, puisque justement c'est là que la puissance est à son maximum ? Cela devrait coincider !!
Evidemment il a une explication que je ne connais pas et que je suis prêt à apprendre et à enregistrer dans mon petit cerveau.

Existe-t-il une équation pour calculer ce couple et son régime en sachant déjà les chiffres réels, parce que si je mets dans mon équation, 4900 tr/min à la place de 7900tr/min, le résultat sera de 512,86 N.m, qui donne 50,17 m.kg.......ce qui en réalité ne correspond pas au 37,2 m.kg.
En fait, au final, je me dis qu'il y a peut-être qu'un passage sur un banc moteur pour le déterminer.....ai-je tort ?

[invite1bd3a900]

Je reviens vers vous : alors j'ai pris un exemple concret d'une puissance max et son régime de rotation à laquelle cette puissance est atteinte, pour savoir si j'ai bien tout compris.
Je reprends depuis le début :
pour calculer un couple moteur, l’équation est la suivante : C = P / V.
P max et V = 343 ch à 7900 tr/min
P = 343 x 736 = 252448 W
V = 2 x 3.14 x 7900/60 s = 826,86 rad/s
C = 252448/826,86 =305,30 Nm…….(pour info : sachant que 1 m.kg = 9,81 N.m, cela donne 31,12 m.kg).

Je pense que je n'ai pas fait d'erreur dans cette formule (en dehors d'avoir arrondi pi). A vous de me dire si c'était le cas.

Maintenant, je connais pour ce modèle automobile, son couple maxi et son régime : 37,2 à 4900tr/min.
Je sais que le couple maxi n'est jamais situé au même régime que la puissance maxi, d'où certainement une courbe de couple qui descend après les 4900tr/min puisqu'à 7900tr/min, on trouve que 31,12 m.kg.....mais pourquoi le couple n'est-il jamais au même régime que la puissance maxi, puisque justement c'est là que la puissance est à son maximum ? Cela devrait coincider !!
Evidemment il a une explication que je ne connais pas et que je suis prêt à apprendre et à enregistrer dans mon petit cerveau.

En fait, au final, je me dis qu'il y a peut-être qu'un passage sur un banc moteur pour le déterminer.....ai-je tort ?

[invitea2955c80]

...mais pourquoi le couple n'est-il jamais au même régime que la puissance maxi, puisque justement c'est là que la puissance est à son maximum ? Cela devrait coincider !!
.

Bonjour,
Si la pression moyenne à l’intérieur des cylindres était indépendante du régime , le couple serait constant, et par conséquent, la courbe de puissance serait une droite.
Mais pour compliquer les choses, des histoires de remplissage, de vitesse de front de flamme…font que la courbe représentant le couple atteint un maximum bien avant le régime maximal pour ensuite redescendre vers les hauts et les bas régimes. La courbe de puissance fonction du régime n’est donc plus une droite.
J’espère être à peu près clair
Cordialement

[invite1bd3a900]

Merci Robur71, très clair et logique somme toute. Je comprends mieux déjà.