S'inscrire aux newsletters

Article précédent

Acyclisme des moteurs thermiques - Modélisation linéaire de la chaîne cinématique automobile

Article de référence | Réf : BM2600 v1

Acyclisme des moteurs thermiques - Excitations appliquées au vilebrequin

Auteur(s) : Jean-Louis LIGIER, Elian BARON

Date de publication : 10 sept. 2021

Article suivant

Maintenance des machines et des moteurs

Cet article fait partie de l’offre

Machines hydrauliques, aérodynamiques et thermiques (168 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète et actualisée d'articles validés par des comités scientifiques

Un service Questions aux experts et des outils pratiques

Des Quiz interactifs pour valider la compréhension et ancrer les connaissances

ABONNEZ-VOUS

Quitter la lecture facile

RÉSUMÉ

Une analyse détaillée des excitations appliquées au vilebrequin est fournie dans cet article. Les efforts du piston sur la bielle, du maneton sur la bielle et de la chemise sur le piston sont explicités. Les couples produits sur le vilebrequin par la force de la chemise sur le piston ainsi que par la force de la bielle sur le maneton sont formulés de façon exacte et approchée. Ils sont décomposés en une composante liée à l’inertie et une composante liée aux gaz. Une analyse harmonique de ces composantes est fournie. L’impact de l’inertie de la bielle est mis en évidence ainsi que la contribution de l’accélération angulaire du vilebrequin, le régime moteur n’étant pas constant.

Lire l’article

ABSTRACT

Instantaneous speed fluctuations of thermal engines. Excitations applied to the crankshaft

À detailed analysis of the excitations applied to the crankshaft is provided in this article. The force of the piston on the connecting rod, the force of the crankpin on the connecting rod and the force of the cylinder liner on the piston are calculated. The torque produced on the crankshaft by the force of the liner on the piston and by the force of the connecting rod on the crankpin are formulated exactly and approximated. They are broken down into inertia and gas components. À harmonic analysis of these components is provided. The impact of the connecting rod inertia is highlighted as well as the contribution of the crankshaft angular acceleration, as the engine speed is not constant.

Auteur(s)

Jean-Louis LIGIER : Ingénieur-Docteur - Professeur de Mécanique - HEIG-VD - Yverdon, Suisse
Elian BARON : Ingénieur-Docteur - Expert Chaîne Cinématique - Renault Automobiles - Guyancourt, France

INTRODUCTION

De façon générale, de nombreux sujets d’étude mécanique d’un moteur thermique nécessitent la connaissance des excitations temporelles de vilebrequin. Il peut s’agir d’analyses d’acyclisme à bas régime, à haut régime, ou bien encore d’analyse de stabilité. Ces analyses nécessitent ou non la prise en compte de la description précise des efforts d’excitation, de l’élasticité ou non du vilebrequin. En fonction du type d’analyse, on a recours à différentes représentations :

des excitations qui s’appliquent soit sur le vilebrequin lui-même, soit sur les pistons, les bielles et le vilebrequin. Ces excitations sont décomposées par la suite en une composante inertielle et une composante directement liée à la poussée des gaz de combustion sur les pistons. Suivant la précision recherchée, on peut dans certains cas se contenter d’une seule composante harmonique d’excitation au lieu de la représentation exacte donnée par les séries de Fourier de l’excitation temporelle ;
du modèle considéré, qui intègre ou non l’embiellage ainsi que l’élasticité du vilebrequin. Selon les besoins de l’analyse, l’inertie des éléments de l’attelage mobile nécessite d’être décrite exactement ou une simple inertie globale de l’ensemble est suffisante.

L’originalité de cet article est :

de donner les formules exactes et approchées du couple sur le vilebrequin ;
de permettre de distinguer la part liée aux gaz et celle liée aux inerties ainsi que leurs différents harmoniques ;
de montrer l’impact de l’inertie de la bielle en calculant le couple de deux façons différentes ;
de montrer la contribution de l’accélération angulaire selon le régime en prenant en compte la dérivée seconde du régime, ce que l’on ne fait habituellement pas car on considère généralement que le régime est constant.

Lire l’article

MOTS-CLÉS

vilebrequin | Bielle | Moteur monocylindre | moteur multicylindre

KEYWORDS

crankshaft | rod | mono-cylinder engine | multi-cylinder engine

Lire l'article

BIBLIOGRAPHIE

(1) - SWOBODA (B.) - Mécanique des moteurs alternatifs. - Technip (1984).
(2) - ARQUÈS (P.) - Moteurs alternatifs à combustion interne. - Masson (1987).

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

NORMES

Moteurs alternatifs à combustion interne – Performances – Partie 3 : mesurages pour les essais. - NF ISO 3046-3 - (2006)

ANNEXES

1 Annuaire

1 Annuaire

Comatec, Heig-Vd, 1 route de Cheseaux, 1400 Yverdon-les-Bains, Suisse, Analyse harmonique et acyclisme.

HAUT DE PAGE

Lire l’article

DÉTAIL DE L'ABONNEMENT :

TOUS LES ARTICLES DE VOTRE RESSOURCE DOCUMENTAIRE

Accès aux :

Articles et leurs mises à jour

Nouveautés

Archives

Articles interactifs

Formats :

HTML illimité

Versions PDF

Site responsive (mobile)

Info parution :

Toutes les nouveautés de vos ressources documentaires par email

DES ARTICLES INTERACTIFS

Articles enrichis de quiz :

Expérience de lecture améliorée

Quiz attractifs, stimulants et variés

Compréhension et ancrage mémoriel assurés

DES SERVICES ET OUTILS PRATIQUES

Questions aux experts

Les meilleurs experts techniques
et scientifiques vous répondent

Articles Découverte

La possibilité de consulter des
articles en dehors de votre offre

Dictionnaire technique multilingue

45 000 termes en français, anglais,
espagnol et allemand

Votre site est 100% responsive,
compatible PC, mobiles et tablettes.

FORMULES

	Formule monoposte	Autres formules
Ressources documentaires
Consultation HTML des articles	Illimitée	Illimitée
Quiz d'entraînement	Illimités	Illimités
Téléchargement des versions PDF	5 / jour	Selon devis
Accès aux archives	Oui	Oui
Info parution	Oui	Oui

Services inclus
Questions aux experts (1)	4 / an	Jusqu'à 12 par an
Articles Découverte	5 / an	Jusqu'à 7 par an
Dictionnaire technique multilingue	Oui	Oui
(1) Non disponible pour les lycées, les établissements d’enseignement supérieur et autres organismes de formation.
	Formule 12 mois monoposte 1 590 € HT	Autres formules (Multiposte, pluriannuelle) DEMANDER UN DEVIS

DEMANDER UN DEVIS

Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - SITUATIONS D’ANALYSE D’UN VILEBREQUIN

2 - CALCUL DE LA CINÉMATIQUE DES PIÈCES EN MOUVEMENT

3 - EXPRESSIONS DES EFFORTS D’EXCITATION

3.1 - Calcul de l’effort du piston sur la bielle
3.2 - Calcul de l’effort du maneton sur la bielle
3.3 - Calcul de l’effort de la chemise sur le piston

4 - EXPRESSIONS EXACTES ET APPROCHÉES DES COUPLES D’EXCITATION

4.1 - Notations relatives aux couples
4.2 - Calcul du couple produit sur le vilebrequin par la force de la chemise sur le piston
4.3 - Calcul du couple produit sur le vilebrequin par la force de la bielle sur le maneton
4.4 - Commentaires

5 - ANALYSE DES TERMES INERTIELS

5.1 - Cas du monocylindre
5.2 - Cas du 4 cylindres
5.3 - Résumé de l’analyse des couples inertiels

6 - ANALYSE DES EFFORTS ET DES COUPLES DUS À LA COMBUSTION DES GAZ

6.1 - Expression harmonique du couple « gaz » d’un monocylindre
6.2 - Expression harmonique du couple « gaz » d’un 4 cylindres
6.3 - Analyse de la composition harmonique d’un signal de pression de combustion

7 - CONCLUSION

8 - GLOSSAIRE

Publicité Devenez annonceur