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Cinematique

Posté par
iizzii
01-02-15 à 11:06

Bonjour, alors voila j'ai un petit problème avec cette exercice de cinématique.

On intéresse au mécanisme de transformation de mouvement du moteur `a explosion représenté sur la Figure 2, a gauche. Ce mécanisme se compose d'un vilebrequin, d'une bielle, d'un piston et d'un cylindre et peut être modélisé par le système bielle-manivelle représente sur la Figure 2, `a droite.Sur ce schéma, on trouve le bâti 0, le vilebrequin 1, la bielle 2 et le piston 3. Le repère R0 =(A,\vec{x0},\vec{y0},\vec{z0}), lié au bâti 0, est fixe. Le référentiel correspondant est suppose galiléen. Les solides 1, 2 et 3 sont munis des repères R1 = (A, \vec{x1},\vec{y1},\vec{z1}), R2 = (B,\vec{x2},\vec{y2},\vec{z2}) et R3 = (C,\vec{x3},\vec{y3},\vec{z3}) qui sont tels que~\vec{z0} =\vec{z1}=\vec{z2}=\vec{z3} et que \vec{x0} =\vec{x3}. On pose θ1 = (\vec{x0},\vec{x1}}) et θ2 = (\vec{x0},\vec{x2}}), mesures autour de~z0, eton note−→AB = r~x1,−→BC = L~x2 et−→AC = x3 \vec{x3}. On suppose que les termes d'inertie sont négligeables devant l'action mécanique extérieure exercée sur le piston 3 (qui se résume `a un glisseur ~F = −F~x3 d'axe (C,x3)) et devant l'action mécanique extérieure exercée sur le vilebrequin 1 (qui se résume a un couple C~ = C~z0 au point A). On suppose en outre que toutes les liaisons sont parfaites.


(A) Dans un moteur a explosion fonctionnant selon un cycle `a quatre temps, une combustion a lieu a chaque tour du vilebrequin.
2

(B) Dans un moteur diesel, le d´déclenchement de la combustion ne n´nécessite pas de dispositif d'allumage.

(C) Les paramètres du mouvement sont reliés par la relation :x'3 = r(θ'2 −θ'1)sinθ1

(D) Si on suppose que l'excentration r du vilebrequin est petite devant la longueur L de la bielle,alors les parametres du mouvement sont relies par la relation :
x'3 = rθ'1 sinθ1

(E) Le couple C et l'effort F sont relies par la relation :C = −Frsinθ1(1+\frac{rcos\theta 1}{\sqrt{L^{2} - r^{2} sin^{2} \theta 1}}



Donc je trouve A) Faux
B)Vrai
C) -'1 rsin1 +'2 Lsin2 =x'3

Et je bloque pour la D) et la E),  merci de m'aider

Cinematique

Posté par
gbm Webmaster
re : Cinematique 01-02-15 à 12:49

Salut iizzii ,

Ah ce bon vieux système bielle-manivelle !

(A) --> oui ! Rien qu'en regardant le schéma, et en s'imaginant le cycle avoir lieu sous nos yeux, ça serait difficile à envisager.

(B) --> oui, mais pourquoi ?

Pour la suite, que te suggère que faire une fermeture géométrique et de la projeter de façon judicieuse

Posté par
iizzii
re : Cinematique 01-02-15 à 13:53

Salut gbm, et merci.

B) car le moteur diesel a la particularité de faire beaucoup plus monter en pression lors de la compression du mélange, le mélange ainsi compresser atteint une température d'"auto-inflamation" (je crois que ça ce dit comme ça), et explose donc sans dispositif d'allumage contrairement aux autre moteur.

c'est ce que j'ai fait, je vois pas comment cela ce fait qu'il n'y ai plus de L dans l'égalité...

Posté par
gbm Webmaster
re : Cinematique 01-02-15 à 14:47

Citation :
B) car le moteur diesel a la particularité de faire beaucoup plus monter en pression lors de la compression du mélange, le mélange ainsi compresser atteint une température d'"auto-inflamation" (je crois que ça ce dit comme ça), et explose donc sans dispositif d'allumage contrairement aux autre moteur.


--> OUI !

Posté par
gbm Webmaster
re : Cinematique 01-02-15 à 14:50

Alors :

Cinematique

Posté par
gbm Webmaster
re : Cinematique 01-02-15 à 14:56

Paramètres :

\vec{AB} = r.\vec{x_1},
\vec{BC} = L.\vec{x_2},
\vec{AC} = x_3.\vec{x_3},
\theta _1 = (\vec{x_0},\vec{x_1}),
\theta _2 = (\vec{x_0},\vec{x_2}).

Fermeture géométrique :

\vec{AB} + \vec{BC} + \vec{CA} = \vec{0}

Posté par
gbm Webmaster
re : Cinematique 01-02-15 à 15:00

En projection sur l'axe (A, \vec{x_0}) :

r.cos(\theta _1) + L.cos(theta _2) - x_3 = 0

En projection sur l'axe (A, \vec{y_0}) :

r.sin(\theta _1) + L.sin(theta _2) = 0

Posté par
gbm Webmaster
re : Cinematique 01-02-15 à 15:01

Erreur de Latex :

En projection sur l'axe (A, \vec{x_0}) :

r.cos(\theta _1) + L.cos(\theta _2) - x_3 = 0

En projection sur l'axe (A, \vec{y_0}) :

r.sin(\theta _1) + L.sin(\theta _2) = 0

Posté par
gbm Webmaster
re : Cinematique 01-02-15 à 15:01

En projection sur l'axe (A, \vec{x_0}) :

r.cos(\theta _1) + L.cos(\theta _2) - x_3 = 0

En projection sur l'axe (A, \vec{y_0}) :

r.sin(\theta _1) + L.sin(\theta _2) = 0

Posté par
gbm Webmaster
re : Cinematique 01-02-15 à 15:11

Pour exprimer x_3 en fonction de \theta _1, éliminons \theta _2 dans les deux équations.

x_3 = r.cos(\theta _1) + L.cos(\theta _2) avec la relation (1)

(cos(\theta _2) > 0 car L > r)

\Leftrightarrow x_3 = r.cos(\theta _1) + L.(\sqrt{cos^2(\theta _2)})

\Leftrightarrow x_3 = r.cos(\theta _1) + L.(\sqrt{1-sin^2(\theta _2)})

et avec la relation (2) :

\Leftrightarrow x_3 = r.cos(\theta _1) + L.(\sqrt{1-\dfrac{r^2}{L^2}.sin^2(\theta _1)})

\Leftrightarrow x_3 = r.cos(\theta _1) + \sqrt{L^2 - r^2.sin^2(\theta _1)}

Posté par
gbm Webmaster
re : Cinematique 01-02-15 à 15:14

Donc si tu dérives en appliquant les hypothèses de l'énoncé, qu'obtiens-tu ?

Posté par
iizzii
re : Cinematique 01-02-15 à 15:32

la projection de BC sur y0 devrai etre negative non?

Posté par
gbm Webmaster
re : Cinematique 01-02-15 à 15:56

Et pourquoi donc ?

\vec{x_2}.\vec{x_0} = ||\vec{x_2}||.||\vec{x_0}||.cos((\vec{x_2}, \vec{x_0})) = cos(-(\vec{x_0}, \vec{x_2})) = cos(\theta _2)

En utilisant les propriétés du cosinus.

Posté par
gbm Webmaster
re : Cinematique 01-02-15 à 16:19

Il faut que tu fasses attention à l'orientation de l'angle : ils ont choisi un repère de telle sorte à ce que ton ange soit direct.

Par exemple ici ça n'aurait pas été le cas :



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