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CI5_E11_Transmission de puissance Transmission de puissance Transfert d’énergie entre le moteur thermique (énergie thermique) et le moteur électrique (énergie électrique) pour produire de l’énergie mécanique, l’énergie chimique (recharge des batteries). Chaque transformation nécessite une adaptation. + - + - + - + - + - batterie Thermique Electrique Boîte à vitesse

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CI5_E11_Transmission de puissance

Transmission de puissance

Transfert d’énergie entre le moteur thermique (énergie thermique) et le moteur électrique (énergie électrique) pour produire de l’énergie mécanique, l’énergie chimique (recharge des batteries). Chaque transformation nécessite une adaptation.

+ -+ -+ -+ -+ -batterie

Thermique

Electrique

Boîte à vitesse

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1 – Energie Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement. L'unité du système international pour mesurer l'énergie est le joule (J). Certaines activités utilisent d'autres unités, notamment l'électron-volt (1 eV = 1,602·10−19 J), le kilowattheure (1 kWh = 3,6 MJ), la calorie (4,18 J), la Calorie (alimentaire : 4 180 J). Les sources d'énergies utilisées par l'homme sont d'origine renouvelable ou non :

L'énergie mécanique est une quantité utilisée en mécanique classique pour désigner l'énergie d'un système emmagasinée sous forme d'énergie cinétique et d'énergie potentielle mécanique. L'énergie mécanique s'exprime généralement : pcm EEE où :

Em est l'énergie mécanique Ec est l'énergie cinétique Eg est l'énergie potentielle de gravité

Energie cinétique : ²21²

21

JmvEc

Energie potentielle mghE p

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2 – Puissance La puissance est la quantité d’énergie consommée pour effectuer un travail par unité de temps. Pour effectuer le même travail, deux systèmes de puissances différentes ne mettront pas le même temps.

A B

A BA B

A B

1

2

Le véhicule 2 est 2 fois plus puissant car il effectue le même travail en 2 fois moins de temps.

seconde111 jouleWatt

Puissance mécanique d’un mobile

vFP F en N V en m/s P en W

Puissance mécanique en rotation

F

r

Moment d’une force rFC

Puissance CP

Rappels :

Vitesse linéaire : tdv

Fréquence de rotation en tr/s : t

rn

2

Vitesse angulaire en rad/s : n 2

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Puissances électriques Il existe 3 sortes de puissances

P : Active qui effectue le travail en W Q : Réactive absorbée par l’actionneur en VAR S : Apparente mesurable de l’extérieur en VA

PQ

S

Exemple P fait avancer le bateau Q est nécessaire pour le tirer depuis la berge S est la somme P Q

S

Puissance en monophasé Puissance en triphasé

²²

sincos

QPS

VISVIQVIP

²²

3

sin3

cos3

QPS

UIS

UIQ

UIP

Exemple

3,26ms

: déphasage entre la tension simple et le courant 180

10mst 68,58180

1026,3

msms

72,3²50201,0²2

²²

ZZ

LRZ

AIeff

ZVeffIeff

IeffZVeff

6472,3

240

²²

64240)68,58sin(64240)68,58cos(64240

QPS

SQP

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3 – Transmissions 3-1 Vocabulaire

3-2 Denture d’un pignon Les dimensions de la dent sont données par le module zmd m : module de la dent (0,5 ; 0,6 ; 0,8 ; 1 ; 1,25 ; 1,5 ; 2 ; 2,5 ; 3 ; 4 ; 5 …..) Z : Nombre de dents. • Les modules choisis augmentent quand les couples transmis augmentent. • Lorsque les modules diminuent trop, le rendement de transmission diminue. 3-3 Modification axe de rotation

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3 – 4 Modification du couple L’emploi en réducteur d’un train d’engrenage a le plus souvent comme objectif une augmentation du couple en sortie. La puissance d’entrée est donnée par :

eeC Pe En régime permanent, à vitesse constante on a :

PePs avec η: rendement de transmission (entre 95 et 98% pour un couple pignon/roue) En connaissant le rapport de réduction, on peut en déduire le couple en sortie. Ici

ees CCs

PePs

s

eeCCs

r1

s

e

r : rapport de transmission

e

s

r

3 – 5 Relation de WILLIS

)()(

)1(0/0/

0/0/

/

/

menéesroues

menantesrouesn

pse

pss

pse

pss

ZZ

n : nombre de contacts extérieurs ici

116,0)1(42

312

0/

0/

ZZZZ

e

s

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3 – 6 Transmission par courroie

Rapport de transmission

Dd

NN

d

D

d

D

3 – 7 Transmission par chaîne

Rapport de transmission

D

d

p

p

d

D

ZZ

Dd

NN

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3 – 8 Train épicycloïdal

Prius : un étrange mélange d’énergie et de transmissions