Rouy, comme je suis un mec sympa quoiqu'on en dise ou qu'on en pense, je vais reprendre juste une petite partie de tes propos.
Content que tu aies pris le temps de répondre.
Le couple est donc la force que le vilo peut fournir lorsqu'il est en rotation à un régime donné.
Le couple moteur est sa capacité à résister à une charge qu'on lui oppose. C'est tout, et rien d'autre.
En réalité, la notion de couple n'est pas du tout lié à un moteur. C'est une notion de mécanique du solide.
Je reprends les fondamentaux pour être sûr de ne perdre personne.
Quand on applique une force à une certaine distance (le bras de levier) on appelle cela un moment.
Le moment c'est une force x distance.
Quand tu sers un goujon au couple, la valeur de serrage est la résultante du moment que tu mets dans le goujon via la distance et la force d'application (ta main).
Quand tu tires ta clé dyn de 1 kg à une distance d'un mètre, tu sers à 1 m.kg.
Ton moment vaut 1 m.kg. (L'unité SI c'est N.m mais peu importe pour la compréhension.)
Voici le schéma :
Pourquoi parle-t-on de couple de serrage et non de moment alors ?
Parce qu'en parlant de couple, on s'affranchit du point d'application de la force.
On modifie le moment (1 force à une distance) par un équivalent sur le goujon (2 forces d'intensité 2 fois plus faible (par exemple) et opposées, à la même distance du centre).
Voici le schéma précédent avec la notion de couple (2 forces) :
Dans ce cas, on a 2 moments de chaque côté, 0.5 kg x 1 mètre + 0.5 kg x 1 mètre = 0.5 + 0.5 = 1 m.kg.
On retrouve bien la valeur de serrage du moment plus haut sauf qu'en utilisant la notion de couple, on s'affranchit de la position de l'application de la force.
C'est ça un couple : c'est 2 moments (d'où le mot "couple") opposés à équidistance du centre de rotation.Dans le cadre d'un moteur à piston, le couple instantané sur le vilebrequin c'est la même chose que sur le goujon dans l'exemple précédent.
C'est purement géométrique et plus facile à visualiser sur un schéma.
Voici la force exercée sur le piston par la pression cylindre x surface piston :
La force qui appuie sur le piston (reportée sur le point d'application de la force qui est la tête de bielle) multiplié par la distance avec le centre de l'axe du vilo (la demi-course) est le moment appliqué au vilo :
Comme dans le cas du goujon plus haut, la simplification pour passer à la notion de couple est la suivante :
Le couple d'un moteur n'est pas réellement sa capacité à résister à une charge car si on applique un certain couple à un vilo et qu'il n'y a pas de charge résistive en face, que se passe-t-il ? Le moteur accélère, il doit vaincre les inerties de l'attelage mobile, des pompes, de l'alternateur, de la distrib, du compresseur mécanique etc.... La somme des inerties rapportées à l'axe de rotation du vilo va te définir la pente de l'accélération du moteur. Moins il y a d'inertie, plus la pente est forte, plus le moteur accélère vite.
Imagine que tu tapes avec un marteau sur un piston relié à un vilo posé sur des roulements dans le vide.
Même si le vilo n'est relié à rien et tourne dans le vide (pas de couple résistif), toi tu vas taper avec une certaine force sur le piston avec le marteau, il y aura un couple appliqué sur le vilo et c'est justement grâce à ce couple que ton vilo va accélérer plus ou moins rapidement suivant la force que tu auras mis sur ton marteau.
Ta remarque "le couple d'un moteur est sa capacité à résister à une charge" n'est vrai
que dans un cas STATIQUE (stabilisé).
Puisque tu abordais les moteurs électriques, saches que les moteurs brushless industriels peuvent fournir et c'est une de leur particularité première, leur couple nominal à vitesse 0. Dans ce cas, pas de rotation.
Donc pas de régime moteur.
Comment parler de puissance dans ces conditions selon la règle P =C.W
??
En réalité, le couple du moteur électrique quel qu’il soit (synchrone, asynchrone, balais, brushless, cages extérieures tournantes, etc... et peu importe le nombre de pôles) ne fournit pas le couple nominal à 0 rpm. C'est une approximation fréquemment faite parce que les documentations commerciales montre à 0 rpm un couple nominal.
Exemple ici d'une doc commerciale :
Que se passe-t-il en réalité ?
Si l'on utilise des acquisitions haute résolution sur les premiers dixièmes (voire nettement moins) de secondes de démarrage d'un moteur électrique on se rend compte que :
- il faut en général 2 ou 3 tours "chaotiques" avant que la synchronisation des champs tournants se fassent correctement (plus il y a de pôles, plus c'est rapide), c'est ce qu'on appelle l'accroche
- le couple généré pendant ces premiers tours du rotor est faible, de l'ordre en général de quelques % du couple nominal, en général juste suffisant pour vaincre les courants induits des bobinages
- une fois la synchro faite, si le timing n'est pas trop agressif à ces faibles régimes, l'inverter commence à piloter le moteur en fréquence et le couple nominal est rapidement atteint, c'est le fonctionnement normal du moteur.
La loi P = C.w reste toujours valable quelque soit le régime.
Si le moteur électrique fournit un couple à régime nul, il ne développe aucune puissance puisqu'il n'y a pas de travail utile.
Ce couple est rarement identique sur toute la plage de régime d'un moteur (même pour les moteurs électriques). Faux
Un moteur électrique non bridé (on limite volontairement certains moteurs électriques en couple pour des raisons mécaniques de ligne d'arbre ou d'hélice ou de n'importe quel élément de transmission) possède quasiment toujours une première plage de régime où le couple est quasi constant, puis une seconde ou la puissance est quasi constante puis une dernière ou les frottements font chuter le rendement du moteur avant le décrochage des champs.
Voir le graphe TESLA ci-dessus.
La quantité d'énergie que l'hélice peut fournir à l'eau (ou bien les roues à la route) sans glissement à chaque seconde est la définition de la puissance. Non, faux, la puissance mécanique, c'est le fruit de la vitesse de rotation d'un axe x couple max que peut fournir un moteur dès lors et seulement dès lors qu'on lui applique une charge résistive. D'où la formule P = C.W
Justement, savais-tu que 1 N.m = 1 Joule ?
Le couple est strictement égal à une énergie.
La définition d'une puissance c'est la dérivée de l'énergie par le temps.C'est quoi w, dans P = C.w ?
C'est la vitesse de rotation en rad / s. On a donc le temps que l'on retrouve dans la formule générale
p(t) = dE / dt.
La quantité d'énergie que tu transmets à l'eau par une hélice ou à la route par une roue c'est C, le couple.
La quantité d'énergie que tu transmets à l'eau par une hélice ou à la route par une roue
A CHAQUE SECONDE, c'est la définition de la puissance instantanée.
P=C.w provient de
p(t) = dE / dt.
C'est un cas particulier de la définition d'une puissance.
C'est la définition de la puissance d'un solide en rotation.
Il y a par exemple une autre définition de puissance, celle d'un solide en déplacement rectiligne (comme un train) qui est :
Puissance = Force x Vitesse.
1 Watt = 1 N x 1 m/s
On retrouve la notion de temps dans les m/s, comme pour le w (rad /s).
On peut trouver d'autre définitions de la puissance, par exemple la puissance thermique :
P = Qm x Cp x delta T
Qm = débit massique
Cp = capacité calorifique
delta T = différence de température entre le début et la fin (le fameux aspect temporel)
La puissance électrique :
P = U x I
Où est l'aspect temporel dans cette équation ?
En fait I, l'intensité c'est 1 ampère = 1 coulomb / 1 seconde
Toutes ces définitions de la puissance (et il y en a d'autres) sont toutes issues de la définitions générale qui dit que la
puissance = dérivée de l'énergie dans le temps.
C'est fondamental de comprendre ces notions basiques de mécanique du solide et d'énergétique pour analyser un système.
C'est elle qui compte pour tout calcul de performance (pointe de vitesse, reprise, accélération, etc...) Non, ce n'est pas la définition de la puissance, ce serait plutôt la définition du rendement
Non. C'est bien la définition de la puissance, voir plus haut.
Le rendement n'a absolument rien à voir là dedans.
Le rendement d'un système c'est l'énergie utile divisé par l'énergie totale fournie.
Dans le cas du moteur, c'est le travail utile (la puissance au vilo) divisé par la quantité de carburant utilisé pour fournir ce travail utile pendant un lap de temps donné.
Le rendement est souvent caractérisé par la consommation spécifique qui est noté en grammes / kW.h.
C'est-à-dire la quantité de carburant en grammes, utilisée pour fournir 1 kW pendant 1 heure.
Tu peux retrouver un graphe et l’explication du graphe sur le sujet suivant :
http://sr-boat.fr/Re%C2%A0-%20Technohull%20909-999-msg-2557-46972-t.html#msg46972mais c'est un raccourci, car, c'est un peu plus complexe que ça, les accélérations font appel à ce que l'on appelle l'inertie des masses en rotation ou linéaires, et sur le sujet, il y a là aussi des petites règles à bien respecter pour obtenir les meilleures résultats.
Non ce n'est pas un raccourci. Quand on parle de vitesse de pointe on est dans une situation stabilisée, statique.
Pas dans une situation transitoire (accélération, décélération, virage, saut, ...) où les inerties des masses alternatives et rotatives rentrent en jeu.
Et je n'ai repris qu'un tout petit bout de tes affirmations.
Si tu en as d'autre je suis toujours ouvert pour discuter dans le respect, d'aspects techniques.
Alors, ne le prends pas mal, je n'ai rien et strictement rien contre toi, et si tu étais à mes côtés, je me ferais un plaisir de t'expliquer tout ça en long en large, et pas trop de travers
Merci, j'apprécie.
Je ferai de même également, si je peux.
Simplement, pour analyser tous ces éléments mécaniques, il faut en connaître à minima les fondements.
J'espère que tu prendras le temps de lire mes réponses car j'ai vraiment pris le temps de reprendre les fondamentaux afin que tout le monde, toi y compris, progresse sur le sujet.
Tu pourras vérifier la véracité de mes affirmations auprès de sources sûres, comme des professeurs de mécanique du solide, ou bien des ingénieurs moteur, ou encore wiki & Co et tu verras qu'il ne devrait pas y avoir trop d'âneries.
Je ne parle en général que de ce que je connais.
Si néanmoins tu as encore des doutes, je te propose de passer en privé afin que tu saches un peu mieux quel est ton interlocuteur et j'en suis certain, tu seras apaisé sur ces sujets.
Mais je puis affirmer qu'il y a un tas de gugusses qui affirment des trucs avec un aplomb tel qu'ils seraient capables de faire abattre un régiment d'infanterie, et qu'en réalité, ils n'en pipent pas une. Perso, ceux là me gênent beaucoup, car du coup, c'est assez nocif pour le commun des mortels qui seraient tentés de faire confiance aveuglément.
J'espère que je n'en fais pas partie.