Cinématique du solide Roulement sans glissement. Système de distribution d un moteur 4 temps

Transcription

1 PTSI P1/7 4h00 Système de distribution d un moteur 4 temps Le système de distribution automobile permet l admission du mélange (air + carburant) et le refoulement des gaz d échappement lors du cycle 4 temps d un moteur thermique. Le vilebrequin entraine en rotation l arbre à came par l intermédiaire d une transmission poulie/courroie crantée (courroie de distribution). Le mouvement de rotation continue de l arbre à cames 1 est ensuite transformée en un mouvement de translation alternative de l ensemble poussoir+soupape 2. On s intéresse dans la suite au comportement cinématique de ce dispositif de transformation de mouvement.

2 PTSI P2/7 4h00

3 PTSI P3/7 4h00 Comportement d un véhicule en virage Le différentiel est présent sur toutes les voitures. Il permet, dans certaines phases d utilisation du véhicule, que les roues motrices (entrainées par le moteur) puissent tourner à des vitesses différentes pour faciliter la prise de la courbe et limiter l usure des pneus. Dans la suite, on étudie le comportement cinématique des roues arrière d un véhicule de type propulsion lors d un virage de rayon R.

4 PTSI P4/7 4h00 Remarque : afin que le véhicule ait un comportement satisfaisant en virage, il est nécessaire que les angles de braquage des roues avant droite et avant gauche soient différents. Ces angles de braquage des roues 3 et 4 sont respectivement notés α3 et α4.

5 PTSI P5/7 4h00 Objectif : Justifier l utilisation d un différentiel sur le train arrière d un véhicule de type propulsion.

6 PTSI P6/7 4h00 DIFFERENTIEL AUTOMOBILE Mise en situation Le dessin joint figure 2 représente le pont ou différentiel d'une voiture de tourisme à traction arrière. Cet ensemble, voir figure 1, assure la liaison entre la boîte de vitesse et les deux roues motrices permettant à celles-ci de tourner à des vitesses différentes par rapport au châssis lorsque le véhicule amorce une courbe. Un glissement entre les pneumatiques et la chaussée est ainsi évité ; il entraînerait une usure considérable de la gomme. La puissance sortant de la boîte de vitesse est véhiculée par un arbre de transmission muni de joints de Cardan et entre dans le pont (carter 0) par l'arbre 1 portant un pignon conique arbré appelé pignon d'attaque. L'arbre 1 est donc en liaison pivot d axe ( O1, y ) par rapport au carter 0. Il engrène avec une roue également conique bloquée par vis sur le boîtier 2 du différentiel en liaison pivot d'axe ( O2, x ) par rapport à 0. Le boîtier contient un axe de direction O 2 O 3 ramené dans le plan de coupe pour la compréhension du mécanisme. O2O3 R u tel que ( y, u) ( z, v) 20. Cet axe porte deux satellites 3 et 3' en liaison pivot d'axe ( O3, u ) par rapport au boîtier 2. Ces deux satellites engrènent avec les pignons portés par les arbres de roue 4 et 5 (liaison en rotation par cannelures). La puissance se répartie donc sur les deux roues. Pour l'étude, on relèvera les caractéristiques géométriques dans l'encart de la figure 2. Etude cinématique 1- Faire le schéma cinématique plan du différentiel (grand et en couleur). Réaliser la figure plane de rotation de base b 2 /b Ecrire les torseurs cinématiques pour les liaisons suivantes L 10, L 20, L 40,L 50, L Traduire le non-glissement en A de 2 par rapport à 1. En déduire une relation scalaire entre 20 et Traduire le non-glissement en B de 3 par rapport à 4. En déduire une relation scalaire entre 20, 32 et Traduire le non-glissement en C de 3 par rapport à 5. En déduire une relation scalaire entre 20, 32 et Entre les relations du 4- et du 5- éliminer la rotation du satellite 32. En déduire la relation caractéristique d ' un différentiel.

7 PTSI P7/7 4h00 Figure 1 Moteur- BDV Différentiel Figure 2 3