Merci, ma poule, mais non, ça va : un quart d'heure de tableur (l'outil des ramiers que nous sommes tous devenus)...The Pater a écrit :Si tu n'as pas les formules de calculs et que tu ne veux pas passer du temps à les retrouver. J'ai.
J'espère simplement ne pas avoir perdu la main en trigo!
Si tu peux juste vérifier les valeurs caractéristiques, pour le cas où j'aurais merdé dans mes équations...
J'ai donc tiré deux courbes (vitesses instantanées et accélérations des pistons), histoire d'apprécier les ordres de grandeurs en jeu.
Voici la première : vitesse instantanée.
Décidément, ce thème est très sympa!
Les hypothèses de calcul sont les suivantes (moteur 200 et 300 Tdi) :
entraxe de la bielle : 175,40 mm
course : 97 mm
vitesse de rotation du moteur : 4 600 t/mn.
Les valeurs caractéristiques sont :
vitesse maxi des pistons : 24,3 m/s ; position angulaire correspondante : 75,60 ° (angle décimal compté positivement dans le sens horaire depuis le 0 du Point Mort Haut),
accélération moyenne des pistons : 8 900 M/s/s,
accélération maxi des pistons : + 14 500 M/s/s ; position angulaire correspondante : PMH.
En français courant dans le texte :
la vitesse maximale des pistons pour un régime moteur de 4 600 t/mn (régime de régulation théorique) est de 87,5 km/h,
sachant qu'au PMH sa vitesse linéaire est nulle, à 4 600 t/mn moteur, notre infortuné piston passe de 0 à 87,5 km/h en 2,75 millièmes de secondes (ça fait quand même une accélération assez velue). Si elle était maintenue pendant une seconde, cette accélération monstrueuse lui permettrait de passer d'une vitesse nulle à une vitesse de 8 900 M/s (soit un peu plus de 32 000 km/h).
On imagine sans peine les dégâts quand il y a une rupture d'embiellage à ce régime : l'énergie accumulée par le piston est assez impressionnante, ce qui lui permet de traverser culasse et capot sans problème...
En dérivant la courbe des vitesses au PMH, on trouve que la vitesse des pistons augmente de 14 500 M/s par seconde. C'est là où ça devient intéressant, car en supposant que la masse du piston est de l'ordre de 250 grammes et celle de la bielle de l'ordre de 750 grammes (valeurs totalement pifo mais qui ne me semblent pas débiles) on arrive à une masse en mouvement de l'ordre du kilogramme.
L'accélération à laquelle sont soumises nos pièces étant à peu près 1 500 fois plus élevée que celle de la pesanteur, celles-ci exercent une force de traction sur la tête de bielle de 15 000 Newton (environ 1,5 tonne). C'est pas énorme, mais ça commence quand même à chiffrer.
Si une bonne âme connaît la masse de ces pièces, on pourra faire le calcul exact.
Surtout que les bielles travaillent d'ordinaire en compression, la poussée des gaz s'exerçant du piston vers le vilebrequin.
En supposant que la régulation du moteur soit défectueuse, le cap des 20 000 N (2 tonnes) d'effort dû à l'inertie des pièces serait atteint pour un régime moteur de 5 400 T/mn.
Pour mémoire, avec un alésage de 90,47 mm et une pression de l'ordre de 70 bars (pas de ratés d'injection) la pression maxi des gaz sur le piston génère un effort de compression sur la bielle et le piston de l'ordre de 44 000 N (4,4 tonnes).
Tout cela reste à affiner ; mon sentiment est toutefois qu'en dépit d'accélérations significatives, les efforts d'inertie dans l'embiellage restent assez faibles vu la résistance nominale de l'organe...
Les casses que j'ai observées devaient avoir pour origine soit une fatigue de l'assemblage, soit un défaut métallurgique du pied de bielle...
Vu les valeurs ci-dessus, mon intime conviction est à présent qu'un sur-régime ne doit pas pouvoir détruire un embiellage sain.
Il faut donc regarder du côté de la distribution.
J'aimerais quand même bien, pour comparer l'effet de l'inertie, faire un calcul avec les masses exactes des pièces de Land et celles de ton moteur de F1.
En plus des masses, je vais aussi avoir besoin de la valeur de l'entraxe de bielle.
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