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Article

1 - DESCRIPTION D’UNE CHAÎNE CINÉMATIQUE COURANTE

2 - MASSES ET INERTIES RAMENÉES AU MOTEUR OU À LA ROUE

3 - PRINCIPAUX PHÉNOMÈNES DANS DIFFÉRENTES CONDITIONS D’UTILISATION DU VÉHICULE

4 - DEGRÉ DE COMPLEXITÉ DU MODÈLE

5 - CONCLUSION

6 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : BM2595 v1

Description d’une chaîne cinématique courante
Acyclisme des moteurs thermiques - Modélisation linéaire de la chaîne cinématique automobile

Auteur(s) : Elian BARON

Date de publication : 10 févr. 2021

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RÉSUMÉ

Une chaîne cinématique cinématique automobile peut se modéliser sous la forme de ressorts de torsion, d’amortissements et d’inerties rotatives. Cet article propose une approche linéaire permettant de caractériser les liens entre excitations et réponses torsionnelles afin de prévoir et d’optimiser par calcul le comportement de la chaîne cinématique. Sur cette base, les principaux phénomènes de bruit liés au comportement torsionnel de la chaîne cinématique sont décrits de façon théorique et illustrés par des exemples numériques qui mettent en évidence les influences respectives des différents composants de cette dernière.

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ABSTRACT

Instantaneous speed fluctuations of thermal engines. Linear modeling of drivetrain

An automotive drivetrain can be modelled in the form of torsion springs, damping and rotating inertia. This article proposes a linear approach to characterize the relationships between excitations and torsional responses in order to predict and optimize the behavior of the drivetrain by calculation. On this basis, the main noise phenomena related to the torsional behaviour of the drivetrain are described theoretically and illustrated by numerical examples which highlight the respective influences of the various components of the drivetrain.

Auteur(s)

  • Elian BARON : Ingénieur-Docteur - Expert Chaîne Cinématique - Renault Automobiles - Guyancourt, France

INTRODUCTION

La réduction des bruits et vibrations dans les véhicules automobiles fait l’objet de progrès constants de la part des constructeurs. Mais cela ne se fait pas sans difficultés, en particulier en ce qui concerne la chaîne cinématique. En effet, l’accroissement des performances des moteurs contribue généralement à augmenter les excitations torsionnelles qu’ils engendrent. L’allégement des groupes motopropulseurs et des chaînes cinématiques rend aussi ces éléments plus sensibles aux excitations qui leur sont appliquées. Ces concepts d’excitations torsionnelles et de réponses torsionnelles des chaînes cinématiques nous amènent naturellement à modéliser les liens entre excitations et réponses. Une chaîne cinématique peut sans grande difficulté se réduire à une juxtaposition de ressorts de torsion, d’amortissements et d’inerties rotatives. On peut dès lors non seulement caractériser une chaîne cinématique existante, mais aussi en modifier le comportement d’une façon prévisionnelle, en optimisant par le calcul les composants élémentaires (inerties ou raideurs par exemple) afin de minimiser les grandeurs cohérentes avec la génération de bruit (accélérations torsionnelles notamment). Cet article aborde les principaux phénomènes à l’origine des bruits de chaînes cinématiques survenant dans un véhicule avec l’exemple d’une chaîne cinématique existante montée sur un véhicule de milieu de gamme européen. C’est en quelque sorte une sensibilisation aux principaux phénomènes physiques qui contrôlent le comportement torsionnel de la chaîne cinématique. Nantis de ces bases théoriques élémentaires, une étude plus approfondie des bruits de chaîne cinématique liés à l’acyclisme sera présentée dans un article spécifique. Il est à noter enfin que dans de nombreux problèmes liés à la dynamique de la chaîne cinématique que doit traiter l’ingénieur ou le concepteur, une approche considérant des comportements linéaires suffit largement. C’est ce type d’approche qui est retenue dans cet article. Toutefois, pour faire une analyse correcte de certains phénomènes, comme par exemple des problèmes de bruit liés à des chocs ou à des changements de pente dans la caractéristique couple-débattement d’un embrayage, l’approche linéaire ne suffit plus, et celle-ci peut même conduire à des conclusions erronées. Il faut alors passer à une approche non-linéaire, bien entendu beaucoup plus délicate à manipuler.

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KEYWORDS

drivetrain   |   gearbox   |   clutch   |   sideshafts   |   idle damper   |   torsional modes   |   double-mass flaywheel

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm2595


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1. Description d’une chaîne cinématique courante

Comme l’illustre la figure 1, de nombreuses architectures des éléments de transmissions existent, la plus répandue aujourd’hui étant la traction avant, en général avec un moteur en transversal (figure 1 a), cela essentiellement pour des raisons de tenue de route sur sol peu adhérent, mais aussi pour des raisons de coût et d’encombrement. Pour d’autres véhicules, ce peut être des propulsions arrière (figure 1 b) ou encore des quatre roues motrices (figure 1 c).

Ce que l’on appelle chaîne cinématique est l’ensemble des éléments qui relient le moteur aux roues. Elle permet de démultiplier le couple moteur et plus globalement de transmettre la puissance du moteur jusqu’aux roues. Elle est classiquement composée des éléments suivants : embrayage, boîte de vitesses, différentiel et transmissions latérales (et éventuellement longitudinales).

Sans fournir une description approfondie de la technologie et du rôle de chacun de ces composants (voir par exemple [BM2586] [BM2587] [BM5664] ...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - VALEO -   *  -  . – Module de formation embrayage (1998).

  • (2) - DESPRES (D.) -   Le double-volant amortisseur.  -  Journal de la SIA, p. 75-78 (1987).

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