L'objectif est d'estimer le couple moteur que peut délivrer ce moteur à vapeur
en fonction de la pression d'alimentation.
Hypothèses et données
On propose, ci-dessous, un schéma cinématique en vue de dessus du moteur.
L'axe 8 se situe en O, l'axe 3 en A et l'axe 9 en B.
Pression d'alimentation : P = 5 bar
Diamètre du piston : d = 10
On pose :
l = OA = 70
m = OB = 10
Frottements : Négligés
Etude demandée
1ère partie : Force exercée par la vapeur
Calculer la force F exercée par la vapeur sur le piston 11, en daN.
2ème partie : Couple instantané
Pour la suite de l'étude :
On prendra 4 daN pour l'intensité de la force F.
Lorsque le point B est au dessus de la droite (OA), la force
F :
Est de norme constante et égale à 4 daN.
A pour support la droite (AB).
Lorsque le point B est en dessous de la droite (OA),
la vapeur n’exerce plus de force sur le piston.
Cette force est donc nulle, les frottements étant négligés.
Compléter le tableau ci-dessous, pour au minimum 8 valeurs de l'angle α, sachant que :
H est la projection orthogonale du point O sur la droite (AB).
MO F est le moment par rapport au point O
de la force F : Il se calcule en multipliant le bras de levierOH par la norme de F.
α (°)
20°
40°
60°
80°
100°
120°
140°
160°
OH (mm)
MO F (daN.mm)
3ème partie : Couple moyen
Tracer la courbe donnant MO F en fonction de α,
pour α compris entre 0° et 360°.
Calculer la valeur moyenne de ce moment pour un tour complet du moteur.
Compte tenu du volant d'inertie 10, cette valeur moyenne correspond au couple moteur.
