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1 LE COUPLE, LA PUISSANCE, ET LA PUISSANCE FISCALE. LA CONSOMMATION SPECIFIQUE,

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1 1 LE COUPLE, LA PUISSANCE, ET LA PUISSANCE FISCALE. LA CONSOMMATION SPECIFIQUE,

2 2 A Masse 20 kg MASSE ET POIDS Sur terre laccélération de la pesanteur (g ou a) est de 9,80665 m/s². La masse multiplié par «g» donne le poids cest-à-dire la force appliquée sur la table : La masse est une valeur fixe en Kg. Le poids dépend de la pesanteur qui varie selon les endroits. (1,6 m/s² sur la lune, 3,7 m/s² sur mars) Pour les calculs on utilise 9,81 m/s² 1 kgf = 1 kg x 9,81 m/s² = 9,81 N 20 x 9,80665 = 196,133 Newton 19,6 daN Masse en Kg. Pesanteur poids force en Newton

3 3 La répartition de la charge étant de 2/3 à larrière et 1/3 à lavant, quel est le poids appliqué (en daN) sur les roues du tracteur et de la remorque? La masse totale de lensemble est de 40 tonnes kg x 9,81= N=39240 daN soit /3 =13080 daN à lavant, et 26160daN à larrière 1/3 2/3 Exercice :

4 4 LA FORCE Le poids est la force exercée par une masse sur son support. Ici la force nécessaire pour soulever le seau (équilibre) est égale au poids du seau soit 19,6 daN et de sens opposé. F=19,6 daN. 19,6 daN Une force a une origine une direction et une grandeur A Masse 20 kg 19,6 daN

5 5 Masse 20 kg 19,6 daN LES FORCES A Fr. Fa Fb Deux forces sont appliquées sur le point A. Une force Fa et une force Fb. Comment représenter la force unique, appelée « Force résultante », remplaçant les deux forces ? En traçant des parallèles aux 2 forces, on obtient la grandeur et la direction de la force résultante.

6 6 Masse 20kg A Fa Fb Tracez la force résultante Fr des deux forces Fa et Fb. LES FORCES

7 7 REMARQUE : A B C D AB = DC AD = BC De même deux droites perpendiculaires rencontrant deux autres droites perpendiculaires engendrent des angles égaux. 2 droites parallèles qui coupe 2 autres droites parallèles engendrent des segments de droite égaux.

8 8 REMARQUE : A B C D AB = DC AD = BC De même deux droites perpendiculaires rencontrant deux autres droites perpendiculaires engendrent des angles égaux. 2 droites parallèles qui coupe 2 autres droites parallèles engendrent des segments de droite égaux.

9 9 REMARQUE : A B C D AB = DC AD = BC De même deux droites perpendiculaires rencontrant deux autres droites perpendiculaires engendrent des angles égaux. 2 droites parallèles qui coupe 2 autres droites parallèles engendrent des segments de droite égaux.

10 10 REMARQUE : A B C D AB = DC AD = BC De même deux droites perpendiculaires rencontrant deux autres droites perpendiculaires engendrent des angles égaux. 2 droites parallèles qui coupe 2 autres droites parallèles engendrent des segments de droite égaux.

11 11 REMARQUE : A B C D AB = DC AD = BC De même deux droites perpendiculaires rencontrant deux autres droites perpendiculaires engendrent des angles égaux. 2 droites parallèles qui coupe 2 autres droites parallèles engendrent des segments de droite égaux.

12 12 A B Tracez la force résultante. Grandeur et direction.

13 13 LE TRAVAIL ( W en Joule ) Une force immobile ne produit pas de travail. Masse 20kg

14 14 Masse 20kg LE TRAVAIL ( W en Joule ) Une force qui se déplace fourni un travail.

15 15 20 kg L Une masse de 0,102 kg dont le poids est (0,102 x 9,81) de 1 N et qui se déplace de 1 mètre fourni un travail de 1 Joule. W en Joule = F en N x L en m. Exemple: le travail fourni pour soulever de 0,8 m une masse de 20 kg sera de : 0,8 m Masse 20 kg x 9,81 x 0,8 m 156,96 Joules LE TRAVAIL ( W en Joule ) Une force qui se déplace fourni un travail.

16 16 Calculez le travail développé en (kilo-Joule) pour tracter un porteur avec une force de 500 daN pendant 3 kilomètres. W en Joule = F en N x L en m. W = 5000 x 3000 W = Joules W = Kjoules Calculez le travail développé pour soulever un porteur de 5 tonnes dune hauteur de 50 cm Kg x 9,81 = Newton 4905 daN 50cm N x 0,5 m = joules

17 17 P = 1000 Joules / par le temps P = 1000 Joules / 1 Sec = 1000 W Puissance P = 1000 watts = 1 kw LA PUISSANCE ( P en watt ) Un travail (une force qui se déplace) dans un certain temps fourni une puissance. Plus la masse sera levée rapidement plus il faudra fournir de puissance. P en Watt = W en J / t en seconde L 1 m Masse 101,9 kg 1 sec Exemple ci- contre : Un travail de 101,9 kg x 9,81 x 1 m = 1000 Joules en 1 sec, produit une puissance de : Et si le temps est de 10 fois plus rapide? 10 kw

18 18 La puissance linéaire est égale à la force x la distance / le temps P en Watt = W en J / t en seconde Le travail P en Watt = F en N x V en m/seconde La vitesse Remarque :

19 19 Quelle est la puissance en Watt nécessaire pour tracter un porteur avec une force de 100 daN, sur une distance de 3 Km en une demie heure. P W = F N. L m / t S P = 1000 x 3000 m / (30 x 60) P = 1000 x 3000 / 1800 P = 1666,66 watt Quelle est la puissance en kW nécessaire pour soulever un porteur de 19 tonnes, sur dune hauteur de 2 mètres en 15 secondes. F = x 9,81 = N P en Watt = F en N x distance en m / temps en sec P = x 2 / 15 = Watt P = 24,8 kW

20 20 Résumé : Masse, Poids (Force), Travail, Puissance. Quelle est la puissance en Watt dun pont élévateur qui soulève de 1 mètre un véhicule de 1,019 tonnes en 10 secondes ? Puissance = Travail en Joule / temps en sec en watts = Joules / 10 sec = 1000 watts 1 kgf.m/s = 9,81 W 1 ch ( cheval vapeur) = 736 W = 0,7355 kW 1 cal = 4,1868 J 1 kcal/h = 1,163 W 1 kW = 1,36 ch en N = masse en Kg x 9,81 = 1019 x 9,81 = Newton Travail en Joule = Force en Newton x Déplacement en Mètre (W = F x L) en Joule = N x 1 mètre = Joules Poids Travail Puissance Correspondances

21 21 Base trigonométrique. (Triangle rectangle) S O H C A H T O A Opposé Hypoténuse Adjacent Hypoténuse Adjacent Opposé Sinus Cosinus Tangente A Hypoténuse Coté Adjacent Coté Opposé Hypoténuse Coté Adjacent Coté Opposé B Sinus =, Cosinus =,Tangente =.

22 22 S O H Opposé Hypoténuse Sinus A Hypoténuse Coté Opposé Quelle est la valeur de AC, sachant que:  = 65°, BC = 62 B C Sin  = 62 / AC0,9 = 62 / AC 0,9 x AC = 62AC = 62 / 0,9 AC = 68,8 4 x 3 = 6 x 2 3 = 6 x = N.B: Ou 0, AC = Coté Adjacent Application :

23 23 Masse 40 kg A Fb Deux forces à 90° sont appliquées sur le point A. Une force Fa et une force Fb. Tracez la force résultante Fr et calculez la valeur des forces Fa et Fb. Fr = 39,2 daN 39,2 daN 40 x 9,81 = 392,4 Newton = 39,2 daN 125° CAH Cos  = Adj / Hyp Cos 55° = Fa / 39,2 0,57 = Fa / 39,2 Fa = 39,2 x 0,57 = 22,3 daN Fa SOH Sin 55 = Fb / 39,2 0,8 = Fb / 39,2 Fb = 0,8 x 39,2 = 31,4 daN Exercice récapitulatif :

24 24  O H A On a  et O, on cherche H SOHCAHTOA On a  et H, on cherche A SOHCAHTOA On a  et A, on cherche O SOHCAHTOA

25 25 A B 30 daN 20 daN Exemple de solution : Tangente = côté Opposé/ côté Adjacent Tg = 30 / 20 Tg = 1,5 soit = 56,3° Sin 56,3 = 30/Hypoténuse Hypoténuse = 30/Sin 56,3° H = 30/0,83 H = 36,14 daN Vérification : = 90° – 56,3° = 33,7° Sin 33,7° = 0,554 Sin = 20/36,14 = 0,553 Tracez la force résultante. Calculez sa valeur.

26 26 Pression du gaz de combustion r F L Force latérale. Ovalisation résultante F Naissance du Couple, étude statique. SOH CAH TOA Opposé Hypoténuse Adjacent Hypoténuse Adjacent Opposé Sinus Cosinus Tangente Force utile Fu Sinus=, Cosinus=, Tangente=. A Hypoténuse Coté Adjacent Coté Opposé

27 27 9° 20° 151° 29° 61° Fo Force latérale. Ovalisation Cos 61°= Fu1/1148,93 doù Fu1= Cos 61°x1148,93 Fu1= 0,484 x 1148,93 Fu1 = 556 daN résultante F 9° Calcul de la force tangentielle FU-1 Cos 9° = Coté adjacent/hypoténuse Cos 9° = doù Fu = Fu  Fu1 Fu 20° Exemple: pour un moteur monocylindre de 85mm dalésage, une force de 1134 daN sur le piston et à 20° vilebrequin. 9° Fu F – 20 = 151° Fu = 1134/0,987 = 1148,93daN 61° 1148,93 Fu = 29° 90 – 29 = 61°

28 28 Fo Force latérale. Ovalisation Cos 35°= Fu2/1175,12 doù Fu2= Cos 35°x1175,12 Fu2= 0,819 x 1175,12 Fu2 = 962,42 daN résultante F 15° Calcul de la force tangentielle FU-2 Cos 15° = Coté adjacent/hypoténuse Fu  Fu2 Fu 40° Exemple: pour un moteur monocylindre de 85mm dalésage, une force de 1134 daN sur le piston et à 40° vilebrequin. 15° Fu F – 40 = 125° 15° 40° 125° 55° 35° Cos 15° = doù Fu = Fu = 1134/0,965 = 1175,12daN 35° 1175,12 Fu2 90 – 55 = 35° = 55°

29 29 Fo Force latérale. Ovalisation résultante F 25° Calcul de la force tangentielle FU-3 Cos 25° = Coté adjacent/hypoténuse Fu  Fu = Fu3 65° Exemple: pour un moteur monocylindre de 85mm dalésage, une force de 1134 daN sur le piston et à 65° vilebrequin. Cos 25° = doù Fu = Fu = 1134/0,906 = 1251,65 daN Fu 3 = 1251,65 daN

30 30 Calcul de la force tangentielle FU-4 Cos 23° = Coté adjacent/hypoténuse Exemple: pour un moteur monocylindre de 85mm dalésage, une force de 1134 daN sur le piston et à 90° vilebrequin. Cos 23° = doù Fu = Fu = 1134/0,92 = 1232,6 daN Fo Force latérale. Ovalisation résultante F 23° Fu  90° 67° doù Fu4 = cos 23° x 1232,6 = 0,92 x 1232,6 Fu4 = 1133,99 daN cos 23° = Fu4 / 1232,6 Fu4 1232,6 Fu4 23°

31 31 Fu = 1134 / 0,95 = 1193,68 daN Cos 18° = 1134 / Fu SOH CAH TOA Sin = coté opposé / hypot SOH CAH TOA r Calcul de la force tangentielle FU-5 Exemple: pour un moteur monocylindre de 85mm dalésage, une force de 1134 daN sur le piston et à 140° vilebrequin. Fo Force latérale. Ovalisation résultante F 18° Fu  Fu5 140° Fu 0,374 = Fu5 = 446,43 daN Soit Fu5 = 0,374 x 1193,68 22° 1193,68 Fu =22°

32 32 Reportez les différentes valeurs de la force tangentielle, et tracez la courbe. 0° ° Force daN Rotation vilebrequin Combustion détente ½ tour Fu1 (20°) = 556 daN Fu2 (40°) = 962,42 daN Fu3 (65°) = 1251,65 daN Fu4 (90°) = 1133,99 daN Fu5 (140°) = 446,43 daN °

33 33 Le couple, étude statique. 1 m 50 N Couple = Force x rayon Couple = 50 N x 1m Couple = 50 N.m Couple = 5 daN.m 2 m 25 N Couple = Force x rayon Couple = 25 N x 2m Couple = 5 daN.m Couple = 50 N.m

34 34 COUPLE = FORCE x RAYON r qui dépend de: - la surface du piston - la pression développée sur le piston qui dépend de la qualité de la combustion qui dépend de la forme de la chambre et du piston, du nombre de soupapes, de l'épure de distribution, du type d'injection qui dépend de: - la course, qui elle- même détermine la longueur du maneton du vilebrequin (r), soit : F Naissance du Couple en statique sur un moteur. Course = 2 rayons

35 35 9° ° 2 962,42 25° ,65 23° ,99 r 18° 5 446,43 Évolution du couple sur un moteur ayant une course de 22 cm. Exemple N°1:556 x 0,11 = 61,16 daNm N°2 :962,42 x 0,11 = 105,86 daNm N°3 :1251,65 x 0,11 = 137,68 daNm N°4 :1133,99 x 0,11 = 124,73 daNm N°5 :446,43 x 0,11 = 49,1 daNm

36 36 Fu1 (20°) = 61,16 daNm Fu2 (40°) = 105,86 daNm Fu3 (65°) = 137,68 daNm Fu4 (90°) = 124,73 daNm Fu5 (140°) = 49,1 daNm 0° ° Couple daNm Rotation vilebrequin Combustion détente ½ tour ° Reportez les différentes valeurs de couple, et tracez la courbe. 49,1 61,16 105,86 124,73 137,

37 37 Différence entre couple et moment du couple appliqué sur un axe COUPLE = FORCE x RAYON Composé dune force et dun rayon MOMENT DU COUPLE DE FORCES = une des FORCES ( ½ F) x DIAMETRE Composé de deux forces égales et dun diamètre F Si F = 5 N et R = 0,02 m avec F 5N et R 0,02 Couple = 5 x 0,02 = 0,1 mN Moment du couple = 2,5 x 0,04 = 0,1 mN ½ F r r r

38 38 Variation du couple moteur 0° 60° 130° 180° 360° 540° 720° Couple Rotation Combustion détente AdmissionCompression Échappement ½ tour 1 tour Couple moyen avec volant moteur Moteur avec 1 Cylindre

39 39 Variation du couple moteur 0° 60° 130° 180° 360° 540° 720° Couple Rotation +-+- Couple moyen avec volant moteur Combustion détente Combustion détente Moteur avec 1 Cylindre Moteur avec 2 Cylindres

40 40 Variation du couple moteur 0° 180° 360° 540° 720° Couple Rotation +-+- Couple moyen avec volant moteur Combustion Détente du 1 Combustion Détente du 3 Combustion Détente du 4 Combustion Détente du 2 Moteur avec 1 Cylindre Moteur avec 2 Cylindres Moteur avec 4 Cylindres 180°

41 41 Variation du couple moteur 0° 180° 360° 540° 720° Couple Rotation +-+- Couple moyen avec volant moteur 6 Combustions détentes sur 2 tours 120° Moteur avec 1 Cylindre Moteur avec 2 Cylindres Moteur avec 4 Cylindres Moteur avec 6 Cylindres

42 42 Variation du couple moteur 0° 180° 360° 540° 720° Couple Rotation +-+- Couple moyen avec volant moteur 8 Combustions détentes sur 2 tours Moteur avec 1 Cylindre Moteur avec 2 Cylindres Moteur avec 4 Cylindres Moteur avec 6 Cylindres Moteur avec 8 Cylindres 90°

43 43 1/ Un 4 x 2 de 15 tonnes démarre sur une déclivité formant un angle de 20° avec lhorizontale. Calculez le couple nécessaire ( sur une roue AR) pour vaincre la pente ( équilibre ). Le diamètre de la roue est de 98 cm. Récapitulatif :

44 44 1/ Un 4 x 2 de 15 tonnes démarre sur une déclivité formant un angle de 20° avec lhorizontale. Calculez le couple nécessaire ( sur une roue AR) pour vaincre la pente ( équilibre ). Le diamètre de la roue est de 98 cm. Récapitulatif :

45 45 1/ Un 4 x 2 de 15 tonnes démarre sur une déclivité formant un angle de 20° avec lhorizontale. Calculez le couple nécessaire ( sur une roue AR) pour vaincre la pente ( équilibre ). Le diamètre de la roue est de 98 cm. Récapitulatif : 1/ Calcul du poids du véhicule 15000Kg x 9,81 = N daN 2/ traçage de langle de la pente. 3/ Calcul de la force due à la pente. SOH Sin 20° = Oppo / Hypot Sin 20° = F pente = x 0,342 = 5032,53 daN 5032,53 daN 4/ Calcul du couple déquilibre. (0,98/2) x 5032,53 = 2465,93 daNm pour 2 roues 2465,93 / 2 = 1232,96 daNm pour une roue.

46 46 F1 = N F1 = 15000Kg x 9,81 = N F2 = 50325,3 N 15 tonnes = Kg Roue diamètre 98 cm. F2 = 2 (roues) F3 = N Couple = Force F3 x rayon r Couple = x 0,49 = mN 2 roues soit / 2 Couple pour 1 roue = mN Couple par roue = mN r Cosinus 70° = F2 / ( x 9,81 = N) 0,342 = F2 / F2 = x 0,342 = N Couple = Force F3 x rayon r Couple = 5032,5 x 0,49 = 2466 mdaN Calculez le couple nécessaire ( sur une roue AR) pour vaincre la pente ( équilibre ).

47 47 Le couple se mesure en sortie moteur par équivalence avec un couple résistant connu quon lui oppose. Régime moteur Accélérateur Dépressions Consommation Paramètres calculateur moteur Couple en daNm Echappement Admission

48 48 Transmission

49 49 Bobinages

50 50 COURBE DE COUPLE ( pleine charge ) Couple en daNm tr/mn Moteur VOLVO D12C420 EURO II Tracer la courbe de couple suivant les relevés ci-dessous Régime en tr/min Couple en daNm

51 51 EXEMPLE DE COURBE DE COUPLE ( pleine charge ) Le couple se comporte comme le remplissage dair. Le couple caractérise la reprise (ou souplesse) dun véhicule. (Il ne fait pas intervenir la vitesse). Couple en daNm tr/mn Moteur VOLVO D12C420 EURO II Couple maxi: 200 daNm à 1100/1300 tr/mn

52 52 LA CONSOMMATION SPECIFIQUE tr/mn Couple en daNm Puissance en Kw Consommation Spécifique (gr/kWh) Tracer la courbe de consommation avec les relevés suivants. Régime en tr/min Consommation en gr/kWh Cest la masse de combustible en gramme consommé par kW et par heure. g/kWh

53 53 LA CONSOMMATION SPECIFIQUE Courbe en U dont le point inférieur correspond environ au régime de couple maxi. Consommation Spécifique 187 g/kWh à 1250/1300 tr/min Cest la masse de combustible en gramme consommé par kW et par heure. g/kWh Exemple : tr/mn Couple en daNm Puissance en Kw Consommation Spécifique en gr/kWh

54 54 LA CONSOMMATION SPECIFIQUE 1/Calculez la consommation de carburant par heure dun Volvo « D12C420 EURO II » de 306 Kw de puissance et dont la consommation spécifique pleine charge (accélérateur à fond), est de 190 gr/kWh à 1750 tr/min. 2/Quel sera sa consommation (en litre au 100) si la boîte de vitesse permet de rouler à 100 km/h pour un régime de 1750 tr/min moteur, le gazole ayant une masse volumique (densité) de 0,83 kg par litre. 1/ La consommation de carburant, avec une puissance de 306 kW (à 1750 tr/min), sera de : 306 kW x 190 gr h = gr h = 58 kg de carburant par heure. 2/ Le volume de carburant sera de : 58,14 : 0,83 = 70 litres de carburant à chaque heure. Si le véhicule parcourt 100 km en 1 h en côte, pleine charge, à la puissance maximum, il consomme 70 litres au 100 km.

55 55 Exemple de cartographie de consommation spécifique en g/ch.h 154g/ch.h 270 Audi diesel V8

56 56

57 57 La puissance ISO 2354 ou SAE (Society of Automobile Engineers) Elle est calculée à partir de la mesure du couple et du régime sur un moteur équipé des seuls éléments indispensables à son fonctionnement. La puissance DIN 1585 (Deutche Industrie Normen) Elle est calculée à partir de la mesure du couple et du régime sur un moteur équipé des accessoires et des réglages nécessaires à son fonctionnement dans lapplication prévue (alternateur, compresseur de clim, pompe de direction,...) La puissance spécifique. Rapport entre la puissance moteur et la cylindrée (Puissance au litre) La puissance CEE : la même que la SAE + 2%, qui induit une correction hygrométrique de lair. La puissance moteur N.B : Les «BHP» ( pour «British Horse Power» ), abandonnés, valaient un peu plus que nos chevaux continentaux sur le papier ( 1, 0139 ch, très précisément ).

58 58 La puissance est égale au couple x fréquence de rotation. Puissance en Watts. W Couple en mètres par Newton. Nm Fréquence (Régime moteur) Vitesse angulaire en radians par secondes Calcul de la puissance (Mécanique en rotation) P = C x

59 59 N tours = N x 2 radians Ex : 1000 tr/mn = …………………………………………………..…rd/s Fréquence en N tours/min = N / 30 en Rad/sec Rayon Le radian est langle qui intercepte un arc dune longueur d1 rayon 1 Radian ½ tour = 3,14 radians 1 tour = 3,14 + 3,14 radians 0,14 rayon 1 tour = 360° = N tr/mn = en tr/s en tr/s = en rad/sec = = 1000 x (3,14 / 30) rd/sec =1000 x 0,1047 = 104,7 rd/s 1 tour = 360° = 2 radians

60 60 La formule du travail est W = F.L. Ici « L » est la circonférence, soit un tour de vilebrequin qui est égal à 2..r, en remplaçant « L » W = F.2. r pour un tour. Pour N tours par seconde (/sec) W = F.2. r.N tr/s La puissance: c est un travail dans un certain temps soit : P = W/le temps, et pour 1 sec. P = (F.2. r.N tr/s) / 1sec. Avec un régime (en tr) par min P = ( F.2. r.N tr/mn ) / 60. Nous savons que F.r = C. En remplaçant F.r la formule devient P = C ( 2..N tr/mn ) / 60 ou P = C (2 / 60.N tr/mn ) P = C x N tr/mn x 0,1047 Soit P en w = C en mN x en rad/sec Démarche aboutissant à P = C x

61 tr/mn Moteur VOLVO D12C420 EURO II EXEMPLE DE COURBE DE PUISSANCE ( pleine charge ) Couple en daNm Puissance en Kw Régime tr/min en rad/sec Couple daNm Puissance en kW Calculez et tracez la courbe : Consommation Spécifique en gr/kWh

62 tr/mn Moteur VOLVO D12C420 EURO II EXEMPLE DE COURBE DE PUISSANCE ( pleine charge ) Couple en daNm Puissance en Kw Régime tr/min en rad/sec Couple daNm Puissance en kW , , Calculez et tracez la courbe : Consommation Spécifique en gr/kWh

63 tr/mn Moteur VOLVO D12C420 EURO II EXEMPLE DE COURBE DE PUISSANCE ( pleine charge ) Couple en daNm Puissance en Kw Régime tr/min en rad/sec Couple daNm Puissance en kW , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,50 Calculez et tracez la courbe : Consommation Spécifique en gr/kWh

64 tr/mn EXEMPLE DE CARACTERISTIQUES MOTEUR ( pleine charge ) Couple en daNm Puissance en Kw Consommation Spécifique en gr/kWh Moteur VOLVO D12C420 EURO II Puissance Maxi : 302 kW (410 ch.) à 1700 tr/min Couple maxi: 200 daNm à 1150/1300 tr/min NB : 1 kW = 1,36 ch 1 ch = 0,736 kW Consommation spécifique 187 g/kWh à 1250/1300 tr/min

65 65 Couple (daNm) Puiss (ch) tr/mn Puissance Couple SCANIA DC ch La zone préconisée se situe après le couple maxi

66 66 Couple (daNm) Puiss (ch) tr/mn SCANIA DC ch La zone préconisée se situe après le couple maxi

67 67 LA PUISSANCE FISCALE ( ) Cest la puissance portée sur la carte grise dun véhicule Elle permet détablir des tranches dimposition, et na que très peu de rapport avec la puissance réelle. P f = ( CO² / 45 ) + ( P /40 ) 1,6 Emissions de gaz carbonique en gramme/km Puissance en kW CEE (ISO ! 2%) Arrondie à l'entier le plus proche

68 68 La puissance en Watts nest pas que, mécanique en rotation, mais aussi : Mécanique en translation, Electrique, Hydraulique.

69 69 g Accélération de la pesanteur 9,81 M masse en Kg D Distance en m t temps en secondes F Force en Newtons MECANIQUE linéaire R ésistance en ohm I ntensité en ampères V olume délectron en Coulombs t temps en secondes U tension en volts I Intensité en ampères ELECTRIQUE MECANIQUE rotation t en secondes Le rayon r en mètre Angle en radians F Force en Newtons t en secondes S Surface en m² F Force en Newtons V Volume en m 3 HYDRAULIQUE C Couple en N/m fréquence en radians par secondes D ébit en m3 par secondes P Pression en pascal PUISSANCE en Watts v Vitesse en m/s X X X X X X X : : : ::

70 70 a = 9,81 j 10 M masse D istance F MECANIQUE linéaire PUISSANCE v t Exemple : un pont élévateur soulève un véhicule de 1000 Kg de 1 mètre en 10 secondes. Puissance développée? Kg 1 m10 s N0,1m/s 1000 Watts X : X

71 71 Et si le moteur électrique du pont est alimenté en 200 volts, Quelle est lintensité nécessaire ? U tension en volts I Intensité en ampères ELECTRIQUE PUISSANCE 200 Volts 5 Ampères 1000 Watts

72 72 Un chariot élévateur soulève une charge de 0,8 tonnes de 4 m en 2 secondes. 1/ Calculez la puissance du moteur, sachant quil y a 32% de perte par frottement. 2/ Le couple du moteur thermique étant de 5 mdaN, quel sera le régime du moteur en tr/mn. 3/ Sil fallait remplacer le moteur thermique par un moteur électrique, quelle serait la tension nécessaire sachant que les fils utilisés fonctionnent sous une intensité de 433,66 Ampères. W en Joule = F en N x L en m ( 800 x 9,81 = 7848 )x 4= Joules P (linéaire) en Watt = W en Joule / t en seconde / 2 = Watts 68%32% 100% = Puissance du moteur Soit : Puissance utile = Puissance totale x (68/100) Puissance utile = Puissance totale x 0,68 Puissance utile / 0,68 = Puissance totale Rendement 15696/0,68 = 23082,35 W

73 73 2/ Le couple du moteur thermique étant de 5 mdaN, quel sera le régime du moteur en tr/mn. P = 23 kW P (rotation) en Watt = C en mN x p en radian seconde soit: 461,647 / 0,1047 = 4409,23 tr/mn soit : N en t/mn = p Rad/sec / 0,1047 Rad/sec = N tours/min x 0,1047 Soit p = 23082,35 / 50 = 461,647 radians/secondes 23082,35 en Watt = 50 Nm x p

74 74 3/ Sil fallait remplacer le moteur thermique par un moteur électrique, quelle serait la tension nécessaire sachant que les fils utilisés fonctionnent sous une intensité de 433,66 Ampères. P (électrique) en Watt = U en Volt x I en Ampère 23082,35 Watt = U x 433,66 U = 23082,35 / 433,66 = 53,22 Volt

75 75 Un chariot élévateur soulève une charge de 249,541 Kg de 4 m en 2 secondes. 1/ Calculez la puissance du moteur, sachant quil y a 32% de perte par frottement. 2/ Le couple du moteur thermique étant de 5 mdaN supposé constant, quel sera le régime du moteur en tr/mn. 3/ Sil fallait remplacer le moteur thermique par un moteur électrique, quelle serait la tension nécessaire sachant que les fils utilisés fonctionnent sous une intensité de 300 Ampères. W en Joule = F en N x L en m ( 249,541 x 9,81 = 2448 )x 4= 9792 Joules P (linéaire) en Watt = W en Joule / t en seconde 9792 / 2 = 4896 Watts Perte de 32% soit 4896 = 68% doù 4896 / 0,68 = 7200 Watts P (rotation) en Watt = C en mN x en radian seconde 7200 = 50 x Soit = 7200 / 50 = 144 radians/secondes, Rad/sec = N tours/min x 0,1047 soit : N en t/mn = Rad/sec / 0,1047 soit: 144 / 0,1047 = 1375,3 tr/mn

76 76 Un chariot élévateur soulève une charge de 249,541 Kg de 4 m en 2 secondes. 1/ Calculez la puissance totale du moteur, sachant quil y a 32% de perte par frottement. 2/ Le couple du moteur thermique étant de 5 mdaN supposé constant, quel sera le régime du moteur en tr/mn. 3/ Sil fallait remplacer le moteur thermique par un moteur électrique, quelle serait la tension nécessaire sachant que les fils utilisés fonctionnent sous une intensité de 300 Ampères. W en Joule = F en N x L en m ( 249,541 x 9,81 = 2448 )x 4= 9792 Joules P (linéaire) en Watt = W en Joule / t en seconde 9792 / 2 = 4896 Watts Perte de 32% soit 4896 = 68% doù 4896 / 0,68 = 7200 Watts P (rotation) en Watt = C en mN x en radian seconde 7200 = 50 x Soit = 7200 / 50 = 144 radians/secondes, Rad/sec = N tours/min x 0,1047 soit : N en t/mn = Rad/sec / 0,1047 soit: 144 / 0,1047 = 1375,3 tr/mn P (électrique) en Watt = U en Volt x I en Ampère 7200 / 300 = 24 Volt

77 77 Puissance Maxi: 315 kw (428 ch) à 1800 tr/mn Régime tr/min en radian/sec Couple daNm Puissance en kW Consom spé g/kWh Calculez pour un moteur MERCEDES Telligent OM 501 la fréquence de chaque régime en radian/sec ainsi que la puissance en kW.

78 78 Régime tr/min en radian/sec Couple daNm Puissance en kW Consom spé g/kWh , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,40215 N.B: 1000 tr/mn = 1000 x 3,14 / 30 radian/sec = 104,7 radian/sec Puissance Maxi: 315 kw (428 ch) à 1800 tr/mn Calculez pour un moteur MERCEDES Telligent OM 501 la fréquence de chaque régime en radian/sec ainsi que la puissance en kW. 0,1047 x N tours/min = Rad/sec

79 79 Le moteur dun pont élévateur du garage alimenté en 220 v est capable de lever un véhicule de 1200 Kg de 2 mètre en 8 seconde. Il est protégé par un fusible qui lors dun court circuit a fondu. Calculez la valeur du fusible assurant une bonne protection ? La formule de la puissance (en rotation) dun moteur électrique à courant alternatif est : Puissance x rendement = U x I x cos j. Ici rendement est de 0,85 et cos j 0,8. Relation entre puissance linéaire et puissance électrique Puissance (mécanique linéaire) en w = Force en N x Vitesse en m/s. Donc P = (1200 x 9,81) x ( 2/8 ) = P = x 0,25 donc le pont développe une puissance linéaire de P = 2943 Watt Puissance moteur (rotation) P en w x 0,85 = U en V x I en A x 0, x 0,85 = 220 x I x 0,8 doù I = 2501,55 / 176 = 14,21 Ampères

80 Puissance (kW) Couple (Nm) Régime (tr/mn) DC Ch Relevez les valeurs de la courbe de couple, calculez et tracez la courbe de puissance.

81 Puissance (kW) Couple (Nm) Régime (tr/mn) DC Ch ,78 137,42 143,96 150,51 157,05 163,59 170,14 176,68 183,23 186,73 191,60 192,31 192,65 193,49 192,23 194,22 193,17 191,76 191,97

82 Puissance (kW) Couple (Nm) Régime (tr/mn) DC Ch Relevez les valeurs de la courbe de couple, calculez et tracez la courbe de puissance.

83 Puissance (kW) Couple (Nm) Régime (tr/mn) DC Ch ,78 136,32 143,96 150,51 157,05 163,59 170,14 173,15 175,90 178,38 180,61 182,57 185,95 188,30 191,34 192,39 193,17 195,63 198,93

84 DC Ch Puissance (kW) Couple (Nm) Régime (tr/mn) Relevez les valeurs de la courbe de couple, calculez et tracez la courbe de puissance.

85 DC Ch Puissance (kW) Couple (Nm) Régime (tr/mn) ,69 142,92 161,24 168,57 175,90 183,23 190,55 196,47 202,28 206,47 208,88 210,97 213,59 215,94 218,04 219,87 221,44 220,42 218,82

86 Puissance (kW) Couple (Nm) Régime (tr/mn) DC Ch Relevez les valeurs de la courbe de couple, calculez et tracez la courbe de puissance.

87 Puissance (kW) Couple (Nm) Régime (tr/mn) DC Ch ,14 172,05 178,51 186,63 194,74 202,86 210,97 213,71 216,21 217,10 219,87 221,03 221,96 221,99 223,38 224,45 226,15 227,59 228,77

88 Puissance (kW) Régime (tr/mn) DC Ch Couple (Nm) Relevez les valeurs de la courbe de couple, calculez et tracez la courbe de puissance.

89 Puissance (kW) Régime (tr/mn) DC Ch Couple (Nm) ,58 250,65 264,89 276,93 288,97 301,01 313,05 319,44 322,48 327,92 332,95 335,93 338,39 342,05 345,30 346,30 348,65 351,56 354,10 Relevez les valeurs de la courbe de couple, calculez et tracez la courbe de puissance.


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