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peut on augmenter le couple d'un moteur 12V avec des pignons de façon extreme?



  1. #1
    MARIEC404

    peut on augmenter le couple d'un moteur 12V avec des pignons de façon extreme?


    ------

    Bonsoir,
    J'ai construit un chariot à 4 roues tout terrain, pour me déplacer lors de travaux agricoles.
    Maintenant je voudrai l'équiper d'un moteur 12v.
    - les roues ont un diamètre de 26cm
    - notre poids est de 60 KG
    - la vitesse de déplacement recherchée est de 1.3m/s, au maximum
    - la distance à parcourrir est de 1m toutes les trentes secondes
    - les roues avant ont déjà une manivelle qui permet un déplacement laborieux......
    - le moteur serait placé sur les roues arrières

    Alors j ai trouvé des moteurs cc à bon prix, mais peu de couple; est ce qu' un 3000 ou 4000 TR/MN ne va pas trop forcer si je mets des pignons réducteurs?

    Des motoréducteurs tout fait et adaptés je n'en ai pas trouvé

    J'ai aussi penser à mettre un moteur dérouleur de bache, portail, etc, avec cette fois un pignon qui augmente un peu la vitesse mais ceux que j'ai trouvé sont bien lourds....

    Bon, ça me ferait très plaisir que quelqu'un me vienne en aide, mais doucement car je ne comprends presque rien à l'électricité

    Je cherche un petit moteur qui soulagerait le travail de la manivelle, de moitié au moins!

    MERCI!

    -----

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  4. #2
    tdsh

    Re : peut on augmenter le couple d'un moteur 12V avec des pignons de façon extreme?

    le couple augmente proportionnellement à la diminution de vitesse de rotation à la sortie du réducteur.

    donc, le couple à la roue dépendra de la vitesse et du couple du moteur électrique et du rapport de démultiplication.

  5. #3
    MARIEC404

    Re : peut on augmenter le couple d'un moteur 12V avec des pignons de façon extreme?

    Bonjour
    Merci pour la réponse, je vais donc chercher un moteur et le réduire au couple et vitesse voulue......
    Ca a l'air trop facil......

  6. #4
    MARIEC404

    Re : peut on augmenter le couple d'un moteur 12V avec des pignons de façon extreme?

    Bonsoir,
    que signifient puissance, couple, force nominatifs?
    On en parle partout mais ce n'est expliqué nulle part! Désolée si ça a l'air clair pour tout le monde!

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #5
    Ouk A Passi

    Re : peut on augmenter le couple d'un moteur 12V avec des pignons de façon extreme?

    Bonjour,

    que signifient puissance, couple, force nominatifs?
    mais ce n'est expliqué nulle part!
    Pour les définitions, Wikipédia peut nous renseigner bien mieux que je ne saurais l'exprimer.
    Par exemple, pour la puissance, cliquez ICI.

    En d'autres termes, si je souhaite déplacer votre chariot avec mes petits bras musclés, je dois dépenser de l'énergie.
    Si je suis en pleine forme, je vais lui communiquer une force importante qui va le faire avancer rapidement.
    Mais en fin de journée, je serai moins vaillant et ma force sera moindre!

    La moteur d'une Ferrari et celui d'une 2CV n'ont pas la même puissance!

    La puissance correspondrait donc à la notion de fourniture (en réalité:dépense ou consommation)
    d'une certaine quantité d'énergie à chaque seconde que dure l'effort.
    J'aime bien préciser "à chaque seconde", bien qu'il ne s'agisse pas d'une approche très académique.

    Mais cela me permet d'introduire ensuite la notion d'ENERGIE (totale) dépensée au cours de mon effort.
    Par exemple: si je développe une puissance de 100 watt à chaque seconde pour pousser votre chariot
    et que mon effort a duré de 10 secondes, alors j'aurais dépensé au total une énergie égale à:
    Puissance (en W) X Temps (en s) = 100 X 10 = 1 000 Joule

    Nous avons donc:
    - un moteur qui peut être défini par sa tension d'alimentation, sa puissance et son régime de rotation
    (nous verrons plus loin la notion de couple),

    - une batterie d'accumulateurs qui est le réservoir d'énergie définie par sa tension (nominale)
    et par sa capacité exprimée en Watt x heure.
    Car en fait le Joule -qui est l'unité d'énergie- n'est pas très pratique pour une utilisation courante.
    On utilise le Watt.heure qui représente donc une puissance de 1 Watt fournie (ou consommée)
    pendant une heure.
    Or 1 heure = 3600 secondes; d'où 1W.h = 3600 J.

    - Et enfin notre chariot (pardonnez-moi de me l'approprier un peu) dont la masseest de 60 kg,
    qui va résister de toute son inertie quand nous allons le déplacer.
    De plus, des forces de frottement, ne seraient-ce que celles exercées par les roues au contact du sol
    vont s'opposer à son déplacement.
    Mais ce n'est pas tout: notre engin doit également être capable de gravir des raidillons,
    ce qui fait une force supplémentaire à vaincre.

    Mais le véhicule n'a toujours pas avancé!
    Justement, il suffit de placer une manivelle à proximité du bandage de l'une des roues
    et d'exercer une force tangentielle importante sur cette manivelle.
    Et nous y voila: une force tangentielle appliquée à l'extrémité du rayon de la roue produit un couple
    (exprimé en Newton X mètre et noté Nm ou mN, je ne sais plus).

    Le moteur électrique a une vitesse de rotation élevée mais fournit un faible couple.
    La démultiplication du mouvement que nous allons lui adjoindre permettra d'appliquer aux roues
    motrices un couple important avec une faible vitesse de rotation.


    Souhaitant de ne pas avoir été trop rébarbatif.

  9. #6
    MARIEC404

    Re : peut on augmenter le couple d'un moteur 12V avec des pignons de façon extreme?

    Bonjour,
    merci pour la réponse, même si j'ai encore des doutes. Par exemple, j'ai trouvé un moteur:

    Power rating W 40
    Nominal voltage Volt 18.0
    No load speed min-1 4440
    Stall torque mNm 883
    Speed/torque gradient min-1 mNm-1 5.34
    No load current mA 533
    Starting current A 25
    Terminal resistance Ohm 0.743
    Max. permissible speed min-1 5000
    Max. continuous current mA 2330
    Max. continuous torque mNm 65.6
    Max. power output at nominal voltage W 98.5
    Max. efficiency % 69
    Torque constant mNm A-1 36.5
    Speed constant min-1 V-1 262
    Mechanical time constant ms 37
    Rotor inertia gcm2 661
    Terminal inductance mH 0.229
    Thermal resistance housing-ambient KW-1 5.0
    Thermal resistance rotor-housing KW-1 2.4
    Thermal time constant winding s 79

    Length mm 90.5
    Weight g 790



    Je voudrai savoir si ce moteur correspond à mes besoins, sachant que je pense mettre un pignon neuf fois plus grand sur l'arbre de roue.
    Ce qui me soucie, c'est qu'avec les calculs je devais prendre un moteur entre 250 et 350 watt et là ils parlent de 40... Problème ou pas???

    MERCI.....

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  11. #7
    Ouk A Passi

    Re : peut on augmenter le couple d'un moteur 12V avec des pignons de façon extreme?

    Bonjour,

    ...même si j'ai encore des doutes
    Mais j'espère bien que vous avez des doutes!

    Par contre je m'interroge sur l'objet de ces doutes!
    <<250 à 350 W>> sans doute avez-vous recherché des performances dignes d'une Ferrari,
    alors que vous avez besoin d'une 2CV.
    Aussi nous allons tenter de passer au concret.

    Masse du chariot m = 60 kg, et nous voulons le faire avancer à la vitesse de 3,6 km/h, soit v = 1 m/s.
    Il est clair que l'engin ne va pas atteindre immédiatemment cette vitesse.
    il va accélerer de 0 à 1 m/s, sur une distance de 1 mètre, et cela en 1 secondes (ou 2 ?).

    1-- Energie pour accelerer le chariot:
    A l'arrivée, l'engin a acquis une énergie cinétique Ec = 1/2 . m v²
    Ec = 0,5 . 60 . 1² = 30 Joule
    Si le chariot a acquis de l'énergie, c'est parce que nous (= le moteur) lui avons transmis cette énergie.

    Nous savons que la Puissance(en W) = Energie(en J) / Temps(en s)
    Puisque le déplacement a duré 1 seconde, la puissance requise est donc:
    P(W) = 30(J) / 1(s) = 30 Watt

    Non, ne partez pas tout de suite, ce n'est pas fini!
    Nous avons besoin de cette puissance "à la roue".

    Quand on dit que la puissance d'un moteur est de 30 W, il s'agit généralement de la puissance absorbée,
    qui est égale à la tension d'alimentation multipliée par l'intensité du courant.
    La puissance mécanique utilisable en bout d'arbre ne sera peut-être que 70% de la puissance consommée.
    Par ailleurs, un moteur électrique fournit un couple trop faible et pour une vitesse de rotation bien trop élevée.
    Pas de soucis, nous savons qu'un réducteur va remettre tout cela en ordre.
    Mais hélas, ce réducteur va avoir lui aussi un rendement de 70%, par exemple.
    Le total des pertes du dispositif de propulsion s'élève ainsi à 0,7 x 0,7 = 0,49
    Le rendement total de 50% nous place devant l'alternative suivante:
    * nous choissons un moteur de 60 W, qui sera sous-employé, car nous ne l'utiliserons
    que pendant de très courtes dûrées (1 à 2 secondes, puis 30'' de repos),
    * ou bien nous choisissons un petit moteur de 30 W que nous allons employer
    au-delà de sa zone de fonctionnement normal ( mais 1 à 2'' )


    2 -- Energie pour compenser la résistance au roulement
    Le contact des quatre roues et du sol (surtout si le terrain est gras) génère des forces
    de frottement consommatrices d'énergie supplémentaire.

    3 -- Energie pour franchir des rampes
    Chacun de nous s'est rendu compte de l'energie supplémentaire qu'il était nécessaire
    de fournir pour gravir une pente à bicyclette! Quel est l'angle de rampe maxi envisagé?
    Si les besoins en puissance devenaient très importants, ne serait-il pas judicieux
    de prévoir pour les passages délicats une vitesse extra-lente?

    Je vous fais gâce de l'énergie nécessaire pour contrer les pertes aérodynamiques,
    qui peuvent être négligées ici (pourtant, souvenez-vous, à vélo et vent de face ...).


    La somme des trois principaux besoins en énergie nous permettra de choisir le moteur
    le plus apte à propulser le chariot.

    Connaissant le moteur, il sera aisé de dimensionner la batterie, ou bien d'en préciser l'autonomie,
    si ses caractéristiques sont déjà connues.

  12. #8
    MARIEC404

    Re : peut on augmenter le couple d'un moteur 12V avec des pignons de façon extreme?

    Bonsoir,
    Je viens de lire la réponse, et je crois avoir bien compris, et j'opte vers un moteur de 60W environ par contre maintenant je ne comprends plus pourquoi les moteurs de trotinette par exemple sont en 150W, 250W, 400W....? Surtout que la masse d'un enfant est plus faible, sauf que les trotinettes vont un peu plus vite mais le démarrage est tout aussi durje rame....

  13. #9
    Zozo_MP

    Re : peut on augmenter le couple d'un moteur 12V avec des pignons de façon extreme?

    Bonsoir

    Mettez la trotinette dans un rang de vignes ou dans un sillon de bettraves, vous verrez que c'est moins efficace que votre système.

    Le coefficient de roulement n'est pas le même.

    Cordialement

  14. #10
    MARIEC404

    Re : peut on augmenter le couple d'un moteur 12V avec des pignons de façon extreme?

    J'espère bien car c'est le but! Mais je ne l'ai pas encore essayé....

    Pourquoi les trotinettes ont des moteurs avec 200W, 300W etc...Juste à cause des coef de roulement? parce que ça c'est une chose dont je n'ai pas vraiment tenu compte!
    D'ailleurs je ne sais pas vraiment à quoi ça correspond!

  15. #11
    mécano41

    Re : peut on augmenter le couple d'un moteur 12V avec des pignons de façon extreme?

    Bonjour à tous,


    Citation Envoyé par MARIEC404 Voir le message
    ...J'ai construit un chariot à 4 roues tout terrain, pour me déplacer lors de travaux agricoles...les roues ont un diamètre de 26cm
    C'est là que ça coince un peu ; c'est, en gros, le diamètre des roues d'un chariot pour handicapé moteur...qui lui n'est pas fait pour aller dans les chemins caillouteux.

    Avec des roues de 26 cm, si une roue chargée d'un poids P doit passer sur une pierre de 5 cm, il faut une force horizontale :

    Si tu considères une personne de 60 kg sur un chariot de 40 kg et que la roue en question en supporte par exemple 1/3, cela fait une force verticale de 330 N donc une force horizontale de 1,28.330 = 422 N.

    Si tu abordes ce caillou à la vitesse prévue de 1,3 m/s la puissance instantanée absorbée est 1,3.422 = 550 W

    (le couple sur cette roue est : C = 1,28.P.0,13 = 0,16.P = 0,16.330 = 55 Nm. A 1,3 m/s la roue tourne à 10 rad/s. En faisant 55.10 tu retrouves évidemment la puissance citée plus haut).

    Et là, tu n'as pas encore fait tourner les autres roues qui vont opposer également un effort...ni tenu compte d'une accélération. Il y a à voir du côté de la vitesse et du système électronique de régulation...


    ...les roues avant ont déjà une manivelle qui permet un déplacement laborieux...
    Puisque cela a le mérite d'exister, il faudrait essayer d'évaluer l'effort produit sur la manivelle dans les conditions réelles d'utilisation et mesurer la longueur du bras de manivelle, les diamètres des pignons (de chaîne, je suppose)... afin de faire un calcul du mécanisme actuel.

    Après, c'est bien de parler de grosse puissance mais il va falloir que les batteries suivent si tu veux un peu d'autonomie (avec augmentation du poids...)

    Cordialement

  16. #12
    Ouk A Passi

    Re : peut on augmenter le couple d'un moteur 12V avec des pignons de façon extreme?

    Bonjour à tous,

    Et merci à Mécano41, que je salue ici, d'être venu nous rejoindre.
    Je pensais justement que votre contribution serait indispensable pour avancer efficacement.

    Mais auparavant, je souhaite apporter quelques éléments de réponse à notre interlocuteur
    qui s'interroge à propos de la diversité des puissances des vélos électriques.
    Pourquoi les trotinettes ont des moteurs avec 200W, 300W etc...
    C'est sans doute en raison des performances attendues de chacun des engins:
    accélération, vitesse de pointe, capacité à monter une rampe et autonomie.

    Par exemple, pour une bicyclette à assistance électrique, dont le moteur ne vient
    qu'en complément du pédalage de l'utilisateur, avec une coupure moteur fixée à 25 km/h
    par la réglementation, le compromis réside dans le choix de la capacité de la batterie
    -donc de sa masse- compatible avec une utilisation prolongée, sans trop
    augmenter la masse totale à mouvoir.

    A contrario, pour l'utilisateur d'une trotinette "Super Sport", l'important est de s'amuser
    avec un engin aux accélérations brillantes, quitte à décharger les batteries en dix minutes.

    C'est la différence essentielle entre la 2CV et la Ferrari précédemment citées.

    Pour vous aider à définir quelques un des critères de base, je vais joindre trois courbes
    montrant l'influence du choix des paramètres suivants:
    -- vitesse de pointe,
    -- accélération souhaitée (au travers de la distance nécessaire pour atteindre la vitesse maxi),
    -- masse totale à déplacer.
    Ces graphes ne sont que la traduction de l'expression de la puissance P(W) = (m.v^3) / 2x

    ATTENTION: il ne s'agit là que de la puissance théorique pour accélerer un chariot
    de masse m=100 kg, de la vitesse zéro jusqu'à la vitesse v=1 m/s (=3,6 km/h),
    sur une distance x=1m (durée du déplacement 2 secondes).
    Il n'est pas tenu compte des pertes (frottements, rendement), ni du surcroit de puissance
    indispensable pour franchir un obstacle et gravir des rampes.
    Images attachées Images attachées  

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  18. #13
    MARIEC404

    Re : peut on augmenter le couple d'un moteur 12V avec des pignons de façon extreme?

    Effectivement le soucis est là, le chariot roule dans un champ agricole et les forces qui s'opposent au roulement sont considérables par rapport à un sol plat et lisse.....peut être devrai je considérer l'achat d'un motoréducteur mais les prix des motoréducteurs ne sont pas les mêmes!!!! Et je risque de perdre un peu sur la vitesse car je ne voudrai pas dépasser les 100 euros.

  19. #14
    MARIEC404

    Re : peut on augmenter le couple d'un moteur 12V avec des pignons de façon extreme?

    Bonsoir,
    Finalement j'ai pris un moteur de trotinette à 250W et je verai bien le résultat.
    Je vous tiens au courant, merci pour l'attention
    Mariec

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