Rayon primitif des pignons de vélo (22 Ko)

Énergétique des véhicules routiers

• Voici un document de l'IUT de Cachan en France

• Un document de Matthieu BARREAU & Laurent BOUTIN

• (18 MB !)

Empattement

Vue de profil, distance entre les points de contacts des deux roues

Suspensions à doubles triangles

• Triangles parallèles

• Triangles convergents

Vue de face

• La voie est la distance, vue de face, entre le point de contact des deux roues

Angle de chasse Téta

• Chasse : distance en millimètres de la projection du centre de la roue et de l'axe de chasse au sol

Carrossage

• Vu de face ouverture des roues

• Le déport ouvre les roues et use les pivots

Différentiel à roues libres

• Entraînement à différentiel à roue libre

Forces misent en jeu pour un véhicule

Lorsqu'un véhicule roule sur une surface plane il subit deux forces de direction opposée à l'avancement

Les forces misent en jeu d'un véhicule

Ce sont la force aérodynamique et la force de résistance au roulement

La force aérodynamique peut être divisée en deux :

• La force due à la carrosserie

• La force due à la rotation des roues

Cette dernière est négligée en partant du principe que les roues sont recouvertes d'une flasque

Pour les vélos les roues sont lenticulaires

La masse du véhicule entre dans le calcul de la force de résistance au roulement

La réaction du sol est égale à m g (masse fois accélération terrestre) en newtons

Formule pour le calcul de la force de résistance aérodynamique

Fa est égale à 1/2 r S Cx v2

• Fa    Force de résistance aérodynamique en Newtons

• r      Densité de l'air en kg/m3

• S     Section frontale du volume en m2

• Cx    Coefficient de forme sans dimension (Cx cycliste = 0.9 - Cx avion de tourisme = 0.027)

• v      Vitesse en m/s

Formule de la force de résistance au roulement

Fr est égale à m g m'

• Fr    Force de résistance au roulement en Newtons

• m    Masse du véhicule en kg

• g     Accélération terrestre en m/s2

• m'    Coefficient de résistance au roulement ( m' voiture = 0.05 - m' vélo = 0.005)

Pertes mécaniques des roulements à billes

La roue de voiture à un couple résistant de 5 Nm

Pertes par ventilation ...

Dynamomètre 25 kg

Mesure du coefficient de résistance au roulement

La mesure se fait simplement avec un dynamomètre du commerce (figure 2)

Le dynamomètre mesure une force en Newton mais il indique souvent la masse équivalente en kg

Choisir une surface bien plane pour le véhicule

Il suffit d'attacher une corde au crochet de remorquage

Y attacher le dynamomètre et de tirer dessus jusqu'à ce que le véhicule bouge

Il faut aussi connaître la masse du véhicule

m' = md / m

Avec :

m'    coefficient de résistance au roulement

md    masse mesurée avec le dynamomètre

m    masse du véhicule, si c'est un vélo, avec le cycliste

Pour mon vélo couché

J'ai pratiqué un peu différemment

Comme je n'ai pas de dynamomètre pour cet ordre de grandeur (0.5 à 1 kg)

J'ai effectué une mesure en utilisant la pédale et des masses

Je me suis assis sur le vélo et j'ai accroché un sac à la pédale

J'ai progressivement chargé le sac jusqu'à ce que le vélo avance tout seul

Le sac contenait 1.825 kg

Le rapport de la boîte de vitesse est de 0.75

Le plateau a 52 dents et le pignon en a 16

Donc le rapport de démultiplication est de 52 / 16 x 0.75 = 2.44

La bielle de pédale à 0.170 m et le pignon fictif a un rayon de 0.170 / 2.44 = 0.0697 m

Ce qui me donne un couple de 1.83 x 9.81 x 0.0697 = 1.249 Nm

La roue a 0.25 m de rayon

Donc la force aux roues est de 1.249 / 0.25 = 4.916 N

Le vélo avec moi pèse 99 kg, ce qui fait 99 x 9.81 = 971.2 N

Maintenant m' = 4.916 / 971.2 = 0.005062

Cette mesure englobe toute la chaîne de traction: palier de pédalier, frottement de la chaîne et frottement de la boîte de vitesse

C'est une bonne chose car elle indique la force nette nécessaire au roulement