Acyclisme et vibrations : Applications aux moteurs thermiques et aux transmissions. 1 , Notions de base

Auteur(s) :

Ligier, Jean-Louis (1958-....) Découvrir l'auteur

Autre(s) auteur(s)
- Baron, Élian
Éditeur(s)
- Technip
Date
- 2002
Notes
- Notes bibliogr. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- XXIV-421 : fig. ; 25 cm
Collections
- Publications de l'Institut français du pétrole
Sujet(s)
ISBN
- 2-7108-0820
Indice
- 620.6 Moteurs industriels
Quatrième de couverture
- Le fonctionnement des moteurs alternatifs à combustion interne se caractérise par la non-uniformité de rotation du vilebrequin, ou «acyclisme». Aujourd'hui, du fait de l'allégement continuel des moteurs et de l'accroissement de leurs performances, l'acyclisme est devenu partie intégrante de leur cahier des charges.
  Cet ouvrage en deux volumes présente les phénomènes générés par l'acyclisme des moteurs thermiques. Une attention particulière est portée à l'analyse des vibrations survenant dans le moteur et les transmissions.
  Le volume 1 est consacré aux excitations du moteur et au comportement vibratoire du groupe motopropulseur sous un angle général.
  Le volume 2 aborde ces phénomènes plus en détail, en intégrant notamment des comportements non linéaires et des données expérimentales.
  L'ouvrage s'adresse aux ingénieurs impliqués dans le fonctionnement de l'ensemble des organes moteurs d'un véhicule. Il aborde les aspects directement liés à la motorisation et présente aux étudiants un nombre important de problèmes acoustiques et vibratoires, traités de façon analytique ou numérique, et illustrés par l'expérience.
Tables des matières
- - Acyclisme et vibrations
  - Applications aux moteurs thermiques et aux transmissions
  - Jean-Louis Ligier
  - Élian Baron
  - Editions Technip
  - RemerciementsV
  - PréfaceVII
  - Avant-proposIX
  - Chapitre 1 Introduction
  - 1.1 Généralités sur l'acyclisme1
  - 1.2 Définition de l'acyclisme3
  - Bibliographie5
  - Chapitre 2 Fonctionnement d'un monocylindre Notions de base
  - 2.1 Hypothèses de travail8
  - 2.2 Forces et moments des gaz8
  - 2.2.1 Pression dans un cylindre9
  - 2.2.2 Forces de combustion appliquées au bloc moteur10
  - 2.2.2.1 Force verticale Fg12
  - 2.2.2.2 Force transversale piston Ftg13
  - 2.2.2.3 Force bielle Fbg15
  - 2.2.3 Moment de combustion appliqué au vilebrequin Cvg16
  - 2.2.4 Moment de combustion appliqué au bloc moteur Mcomb18
  - 2.2.5 Notion d'"ordre moteur"18
  - 2.3 Forces et moments d'inertie20
  - 2.3.1 La bielle en mouvement20
  - 2.3.2 Forces d'inertie appliquées au bloc moteur21
  - 2.3.2.1 Force verticale Fi/alt23
  - 2.3.2.2 Force transversale piston Fti25
  - 2.3.2.3 Force bielle Fbi27
  - 2.3.3 Moment d'inertie appliqué au vilebrequin Cvi27
  - 2.3.4 Moment d'inertie appliqué au bloc moteur Mi/alt29
  - 2.3.5 Force d'inertie rotative Fi/rot30
  - 2.4 Effets combinés des forces et des moments de combustion et d'inertie31
  - 2.4.1 Effets des forces sur le bloc moteur32
  - 2.4.1.1 Force verticale32
  - 2.4.1.2 Force transversale piston Ft34
  - 2.4.1.3 Force bielle Fb36
  - 2.4.2 Effets des moments sur le bloc moteur: moment de roulis MR37
  - 2.4.3 Effets des moments sur le vilebrequin: couple moteur CM et acyclisme moteur38
  - 2.5 Bilan des excitations du moteur monocylindre42
  - 2.6 Commentaires44
  - 2.7 Résumé44
  - Bibliographie45
  - Chapitre 3 Fonctionnement d'un moteur multicylindre
  - 3.1 Remarque préliminaire sur le plan médian d'un vilebrequin47
  - 3.2 Forces et moments appliqués au moteur multicylindre et à son vilebrequin48
  - 3.3 Moteur à 4 cylindres en ligne49
  - 3.3.1 Force de pilon Fpilon appliquée au bloc moteur50
  - 3.3.2 Couple moteur Cm appliqué au vilebrequin du moteur 4 cylindres52
  - 3.3.2.1 Effets d'inertie53
  - 3.3.2.2 Effets des gaz54
  - 3.3.2.3 Effets combinés des gaz et des inerties. Couple moteur Cm55
  - 3.3.3 Approche spectrale du couple moteur Cm. Régime d'extinction58
  - 3.4 Notions avancées sur l'acyclisme en multicylindre62
  - 3.4.1 Facteurs influents sur l'acyclisme62
  - 3.4.1.1 Numérotation normalisée des cylindres62
  - 3.4.1.2 Disposition des cylindres64
  - 3.4.1.3 Forme du vilebrequin66
  - 3.4.1.4 Ordre d'allumages70
  - 3.4.2 Choix d'un ordre d'allumages73
  - 3.4.2.1 Notions de base sur le remplissage73
  - 3.4.2.2 Groupement des admissions76
  - 3.4.2.3 Groupement des échappements78
  - 3.4.2.4 Charges des paliers de vilebrequin80
  - 3.4.2.5 Sensibilité des paliers81
  - 3.4.2.6 Vibrations de torsion83
  - 3.5 Analyse harmonique du couple instantané Cm91
  - 3.5.1 Couple moyen du moteur à 4 cylindres92
  - 3.5.2 Harmonique 0.5 du couple moteur94
  - 3.5.3 Harmonique 1 du couple moteur95
  - 3.5.4 Illustration par calculs de spectres96
  - 3.5.5 Harmonique 2 du couple moteur98
  - 3.6 Comportement dynamique du vilebrequin100
  - 3.6.1 Choix des grandeurs pertinentes100
  - 3.6.2 Acyclisme exprimé en couple instantané103
  - 3.6.3 Acyclisme exprimé en accélération angulaire105
  - 3.6.4 Acyclisme exprimé en vitesse angulaire105
  - 3.6.5 Acyclisme exprimé en déplacement angulaire106
  - 3.7 Moteur à 3 cylindres en ligne106
  - 3.7.1 Le vilebrequin du moteur 3 cylindres107
  - 3.7.2 Force de pilon Fpilon appliquée au bloc moteur107
  - 3.7.3 Force de tamis Ftamis appliquée au bloc moteur109
  - 3.7.4 Moment de galop Mgalop appliquée au bloc moteur109
  - 3.7.5 Moment de lacet Mlacet appliquée au bloc moteur110
  - 3.7.6 Couple moteur Cm appliqué au vilebrequin du moteur 3 cylindres110
  - 3.7.6.1 Effets d'inertie112
  - 3.7.6.2 Effets des gaz112
  - 3.7.6.3 Effets combinés des gaz et des inerties. Couple moteur Cm114
  - 3.7.6.4 Approche spectrale117
  - 3.7.7 Dynamique du vilebrequin118
  - 3.7.7.1 Acyclisme exprimé en accélération angulaire118
  - 3.7.7.2 Acyclisme exprimé en vitesse angulaire119
  - 3.7.7.3 Acyclisme exprimé en déplacement angulaire120
  - 3.8 Comparaison 3/4 cylindres120
  - 3.8.1 Comparaison des couples instantanés120
  - 3.8.2 Niveaux d'inertie requis pour avoir les mêmes niveaux d'acyclisme au ralenti en 3 et 4 cylindres123
  - 3.8.2.1 Comparaison des déplacements angulaires123
  - 3.8.2.2 Comparaison des vitesses angulaires125
  - 3.8.2.3 Comparaison des accélérations angulaires125
  - 3.9 Résumé126
  - Bibliographie132
  - Chapitre 4 Excitations et modélisation du vilebrequin
  - 4.2 Introduction133
  - 4.2 Calcul des excitations s'appliquant sur le vilebrequin137
  - 4.2.1 Calcul de la cinématque des pièces en mouvement138
  - 4.2.2 Expressions des efforts d'excitation141
  - 4.2.2.1 Calcul de l'effort du maneton sur la bielle142
  - 4.2.2.2 Calcul de l'effort de réaction de la chemise sur le piston146
  - 4.2.3 Expression exacte et approchée des couples d'excitation147
  - 4.2.3.1 Rappel des notations relatives aux couples147
  - 4.2.3.2 Calcul du couple produit sur le vilebrequin par la force Ft148
  - 4.2.3.3 Calcul du couple produit par la force Fbm sur le vilebrequin150
  - 4.2.3.4 Commentaires152
  - 4.2.4 Analyse des termes inertiels154
  - 4.2.4.1 Cas du monocylindre154
  - 4.2.4.2 Cas d'un moteur à 4 cylindres160
  - 4.2.4.3 Résumé de l'analyse des couples inertiels163
  - 4.2.5 Analyse des efforts et des couples dus à la combustion des gaz164
  - 4.2.5.1 Expression harmonique du couple "gaz" d'un monocylindre164
  - 4.2.5.2 Expression harmonique du couple d'excitation d'un moteur à 4 cylindres165
  - 4.2.5.3 Rappel sur les composantes harmoniques de la pression168
  - 4.2.5.4 Établissement d'une expression simplifiée du couple d'excitation173
  - 4.2.5.5 Résumé sur l'analyse harmonique du couple "gaz"176
  - 4.3 Modélisation de comportement du vilebrequin177
  - 4.3.1 Situation du problème178
  - 4.3.2 Mise en équation du problème179
  - 4.3.2.1 Système vilebrequin à inertie variable182
  - 4.3.2.2 Système "vilebrequin" à inertie moyenne variable186
  - 4.3.2.3 Système "vilebrequin" à inertie constante188
  - 4.3.2.4 Résolution numérique et comparaison entre les différentes approches189
  - 4.3.3 Acyclisme à bas régime (inertie constante vilebrequin rigide)195
  - 4.3.4 Acyclisme à haut régime (inertie constante, vilebrequin souple)197
  - 4.3.5 Stabilité torsionnelle (inertie variable)203
  - 4.3.5.1 Introduction et rappel203
  - 4.3.5.2 Cas spécifique d'un monocylindre206
  - 4.4 Résumé210
  - 4.4.1 Couple gaz210
  - 4.4.2 Couple inertiel211
  - 4.4.3 Analyse dynamique du comportement des systèmes vilebrequin212
  - Bibliographie213
  - Chapitre 5 Particularités de fonctionnement
  - 5.1 Particularités de fonctionnement du système bielle-manivelle216
  - 5.1.1 La pression sous le piston217
  - 5.1.1.1 Données numériques222
  - 5.1.1.2 Résumé227
  - 5.1.1.3 Précaution228
  - 5.1.2 Variations des couples de frottement228
  - 5.1.2.1 Bilan des couples228
  - 5.1.2.2 Simulations du couple instantané et de l'acyclisme236
  - 5.1.3 Suspension du groupe motopropulseur238
  - 5.1.4 Jeux dans les éléments de l'attelage mobile246
  - 5.1.5 Résonance de la boîte de vitesses250
  - 5.1.6 Déformations en torsion du vilebrequin251
  - 5.1.6.1 Relation rudimentaire252
  - 5.1.6.2 Relation semi-empirique253
  - 5.1.6.3 Résumé255
  - 5.1.7 Influence des arbres d'équilibrage256
  - 5.1.7.1 Rôle des arbres d'équilibrage256
  - 5.1.7.2 Comportement du vilebrequin257
  - 5.2 Parties influentes d'une courbe temporelle de pression259
  - 5.2.1 Introduction259
  - 5.2.2 Exemples de courbes de pression261
  - 5.2.3 Pression gaz et excitation en H2263
  - 5.2.3.1 Approche théorique263
  - 5.2.3.2 Approche numérique266
  - 5.2.4 Pression gaz et couple moyen268
  - 5.2.4.1 Approche théorique268
  - 5.2.4.2 Exemple numérique270
  - 5.2.5 Analyse complémentaire271
  - 5.2.6 Résumé272
  - 5.3 Acyclisme lors du démarrage ou de l'arrêt du moteur273
  - 5.3.1 Introduction des phénomènes physiques influents274
  - 5.3.2 Fuite de gaz des chambres de combustion276
  - 5.3.3 Prise en compte du volet d'admission281
  - 5.3.4 Couplage du vilebrequin et du carter du GMP282
  - 5.3.5 Acyclisme lors de l'arrêt du moteur285
  - 5.3.6 Acyclisme lors du démarrage du moteur289
  - 5.4 Les différents types de combustion et leurs effets sur l'acyclisme291
  - 5.4.1 Préliminaires292
  - 5.4.1.1 Quelques dates292
  - 5.4.1.2 Considérations pratiques294
  - 5.4.1.3 Richesse et remplissage295
  - 5.4.1.4 Carburation296
  - 5.4.1.5 Couple maximal297
  - 5.4.1.6 Mise en route du turbocompresseur298
  - 5.4.1.7 Analyse thermodynamique299
  - 5.4.1.8 Généralités sur la combustion301
  - 5.4.1.9 Rendement303
  - 5.4.1.10 Commentaires généraux sur l'acyclisme303
  - 5.4.2 Les moteurs à allumage commandé304
  - 5.4.2.1 Généralités305
  - 5.4.2.2 Aspects thermodynamiques306
  - 5.4.3 L'injection indirecte essence308
  - 5.4.3.1 Généralités308
  - 5.4.3.2 Pression et combustion309
  - 5.4.3.3 Influence du régime de rotation et de la charge313
  - 5.4.3.4 Caractéristiques des combustions à essence à injection indirecte314
  - 5.4.3.5 Modification induite par un turbocompresseur315
  - 5.4.3.6 Acyclisme317
  - 5.4.4 L'injection directe essence321
  - 5.4.4.1 Généralités322
  - 5.4.4.2 Pression de combustion324
  - 5.4.4.3 Influence de la vitesse et de la charge325
  - 5.4.4.4 Caractéristiques des combustions à injection directe325
  - 5.4.4.5 Acyclisme326
  - 5.4.5 Combustion à auto-allumage par compression326
  - 5.4.5.1 Généralités326
  - 5.4.5.2 Aspects thermodynamiques328
  - 5.4.5.3 Pression de combustion329
  - 5.4.6 L'injection indirecte diesel331
  - 5.4.6.1 Généralités331
  - 5.4.6.2 Pression de combustion333
  - 5.4.6.3 Influence de la vitesse et de la charge333
  - 5.4.6.4 Modification induite par l'utilisation d'un turbocompresseur334
  - 5.4.6.5 Acyclisme334
  - 5.4.7 L'injection directe diesel336
  - 5.4.7.1 Généralités336
  - 5.4.7.2 Pression de combustion337
  - 5.4.7.3 Influence de la vitesse et de la charge337
  - 5.4.7.4 Acyclisme338
  - 5.4.8 Résumé338
  - 5.5 Anomalies de combustion et leurs effets sur l'acyclisme338
  - 5.5.1 Retards ou avances des soupapes339
  - 5.5.1.1 Généralités sur les retards et avances des soupapes339
  - 5.5.1.2 Cas spécifique du RFA342
  - 5.5.2 La détonation343
  - 5.5.3 Le préallumage ou auto-allumage344
  - 5.5.4 Le cliquetis346
  - 5.5.5 Indice d'octane349
  - 5.5.6 Indice de cétane350
  - 5.5.7 Résumé350
  - 5.6 Aspects particuliers350
  - 5.6.1 Mise en action du turbocompresseur350
  - 5.6.2 Résonance de l'alternateur352
  - 5.6.3 Mise en route de la direction assistée et de la climatisation357
  - 5.6.4 Entraînement du démarreur358
  - 5.6.5 Résumé361
  - 5.7 Résumé362
  - Bibliographie365
  - Chapitre 6 Les modélisations linéaires de la chaîne cinématique: problèmes potentiels
  - 6.1 Description de la chaîne cinématique utilisée368
  - 6.1.1 La boîte de vitesses369
  - 6.1.2 L'embrayage370
  - 6.1.2.1 Le mécanisme371
  - 6.1.2.2 La friction372
  - 6.1.3 Les transmissions375
  - 6.1.4 Le modèle complet376
  - 6.2 Modèle linéaire élémentaire378
  - 6.2.1 Identification des principaux phénomènes dans différentes conditions d'utilisation du véhicule378
  - 6.2.1.1 Pas de rapport engagé: point mort379
  - 6.2.1.2 Rapport engagé400
  - 6.2.2 Degré de sophistication du modèle417
  - 6.3 Résumé419
  - Bibliographie421
  - Index des volumes 1 et 2 (en fin du volume 1)
Origine de la notice:
- BPI