Transport Principes essentiels de la motorisation d`une moto.

Date :
Partie :
Transport
Principes essentiels de la motorisation
d'une moto.
Etude documentaire
Notions et contenus
Capacités exigibles
Actions mécaniques : forces, moment de
force, couples et moment d'un couple.
Chaînes énergétiques.
Énergie et puissance.
Puissance absorbée ; puissance utile ;
réversibilité ; rendement.
[email protected]
- Comparer des ordres de grandeur des énergies stockées dans
différents réservoirs d'énergie.
- .......de la combustion à l'énergie mécanique. Donner un ordre
de grandeur du rendement.
Page 1
Date :
Partie :
Transport
[email protected]
Principes essentiels de la motorisation
d'une moto.
Page 2
Date :
Partie :
Transport
[email protected]
Principes essentiels de la motorisation
d'une moto.
Page 3
Date :
Partie :
Transport
Principes essentiels de la motorisation
d'une moto.
Lire l'article du magazine Moto Journal Hors série décembre 2001 janvier 2002.
Répondre aux questions ci dessous.
questions :
1) L'article parle de couple moteur. Quelle est la dénomination exacte de cette grandeur en sciences
physiques ?
2) Dans la définition du couple, par quel mot faut il remplacer le mot "effort".
3) L'article propose deux protocoles expérimentaux pour mesurer le moment du couple d'un moteur de
moto afin de tracer les courbes représentées plus bas. Un élève de classe de terminale STI2D a lu l'article
mais n'a pas compris les protocoles. Réécrire ces protocoles d'une autre façon.
4) Qu'appelle t'on régime moteur dans l'article ?
5) Comment calcule t'on la puissance à partir moment du couple moteur ? Préciser les unités.
6) que peut on reprocher aux courbes de couple de deux moteurs de caractères différents dans l'article ?
7) Qu'appelle t'on rendement d'un moteur thermique ?
8) Quel est l'ordre de grandeur du rendement d'un moteur thermique de moto ?
9) Qu'appelle t'on rendement d'un moteur électrique ?
10) Quel est l'ordre de grandeur du rendement d'un moteur électrique ?
11) Pourquoi utilise t'on tout de même des moteurs à essence pour les moto au lieu de moteurs
électriques, alors que leur rendement est bien meilleur ?
12) Une moto de type Ducati monster 750 pèse 180 kg. Quelles est sa puissance en chevaux ?
Convertir en kW. Quel est le rapport Puissance / poids pour cette moto ? (1 ch = 735 W)
13) Une voiture Citroen C4 pèse 1300kg pour une puissance de 110 ch. Quelles est sa puissance en kW
? Quel est le rapport Puissance / poids pour cette voiture ?
14) commenter les résultats des questions 12 et 13.
15) la courbe moment du couple moteur en fonction de la vitesse de rotation du moteur d'une moto
BMW F800R est donnée page suivante.
- Relever les points de cette courbe dans le tableau suivant. (les 2 premières lignes du tableau)
- Convertir la vitesse de rotation en radian par seconde (rad/s)
- Calculer la puissance en kW
- tracer la courbe représentant la puissance en fonction de la vitesse de rotation sur le même graphe.
[email protected]
Page 4
Date :
Partie :
Transport
Principes essentiels de la motorisation
d'une moto.
vitesse de rotation
(tour/min)
Couple ( N.m)
vitesse de rotation
(rad/s)
Puissance
(kW)
[email protected]
Page 5
Date :
Principes essentiels de la motorisation
d'une moto.
Partie :
Transport
correction :
1) moment du couple
2) force
3) banc freiné : la moto est immobile sur un banc d'essai. La roue arrière
tourne sur des rouleaux. On tourne la poignée d'accélération au maximum.
On applique un moment de couple résistant sur les rouleaux grâce à un
frein. On mesure la vitesse de rotation du moteur et le moment du couple
résistant. On effectue cette opération pour différentes valeurs de la vitesse
de rotation du moteur.
Banc inertiel : la moto est immobile sur un banc d'essai. La roue arrière
tourne sur des rouleaux. On mesure la durée nécessaire pour atteindre la
vitesse maximale pour différents volants d'inertie fixés sur les rouleaux. Un calcul faisant intervenir cette
durée permet de calculer le couple pour cette vitesse maximale.
4) vitesse de rotation du moteur
5) P=C.ω
avec P en W, C en N.m et ω en rad/s
6) pas d'échelle ni d'unité !
7) rendement= énergie mécanique délivrée par le moteur/ énergie chimique stockée par le carburant
8)? 30 %
9) rendement = énergie électrique délivrée par le moteur/ énergie électrique stockée par la batterie
10) 90%
11) l'essence permet de stocker beaucoup d'énergie bien plus qu'une batterie !
12) 64 ch = 47040W =47 kW. rapport Puissance / poids pour cette moto 0.26
13) 81 kW rapport Puissance / poids =0.06
14) 4 fois plus de puissance par kg pour une moto que pour une voiture !
15)
vitesse de rotation
(tour/min)
Couple ( N.m)
vitesse de rotation
(rad/s)
Puissance
(kW)
2500
3500
6000
7500
8500
55
70
85
80
70
262
366
628
785
890
14.4
25.6
53.4
62.8
62.3
[email protected]
Page 6
Date :
Partie :
Transport
[email protected]
Principes essentiels de la motorisation
d'une moto.
Page 7