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Bloc-notes - 9 mars 2004

Calcul de l'entraînement par courroie.
Il est temps de penser un peu aux efforts subis par le système afin qu'il ne se désintègre pas à la mise en route. Pour l'instant, un seul renfort a été réalisé.

Heureusement, Sanden fournit sur son site une courbe de puissance absorbée en fonction du régime de rotation du compresseur. En utilisation climatisation, pour un régime de 4000 trs/mn, ce sont 8 BHP qui sont nécessaires (BHP = Brake Horse Power).

On remarque que cette courbe est presque une droite, et que le compresseur demande en gros 2 CV pour chaque millier de tours par minute.

Connaissant les diamètres des poulies émettrice et réceptrice, ainsi que l'angle infligé à la courroie par la poulie de renvoi, il est possible de calculer au moins grossièrement les forces subies par les différents supports et leurs fixations. Les dégâts potentiels dus à une rupture du support seraient considérables : désintégration du ventilateur, endommagement du radiateur par les fragments des pales, etc.

Ni York ni Denso ne fournissent d'information sur la puissance demandée par leurs compresseurs ; le calcul sera fondé sur les mêmes valeurs, en supposant les rendements comparables. Cela laisse une bonne marge de sécurité dans la mesure où le régime de rotation sera très inférieur (1000 à 1500 trs/mn). Ce ne sont en réalité que 3 ou 4 BHP qui sont nécessaires dans le pire des cas.

Calculs ci dessous... (attention, ce n'est pas mon métier !!!)

Calcul de la traction sur la courroie du compresseur de climatisation

Nous connaissons :

On peut en déduire :

La relation entre couple est puissance :

P = C x w

avec :

On est plus habitué à raisonner en chevaux, en kilogrammes, et en tours par minute; tant pis pour le système MKS.

P = C x N / 716

ou, ce qui nous intéresse :

C = 716 x P / N

avec

Les données :

Au régime moteur de 4200 trs/mn, la poulie du compresseur de climatisation tournera donc à 4200 x 180 / 130 = 5800 trs/mn (on est alors très proche du régime maximum autorisé pour le Sanden qui est de 6000 trs/mn). On calculera pour 6000 trs/mn et une puissance absorbée de 12 CV; cette puissance est celle qui devra - entre autres - guider le choix de la courroie sur le catalogue du fournisseur; il faudra aussi calculer la vitesse linéaire de la courroie. Une fois la courroie choisie, les tableaux des fournisseurs donnent d'autres éléments intéressants, en particulier le plus petit diamètre d'enroulement admis (pour la poulie de renvoi).

Le couple sera donc égal à 716 x 12 / 6000 = 1.432 Kg.m.

La courroie est enroulée sur une poulie de 130 mm de diamètre primitif. Le couple calculé plus haut, appliqué donc sur un rayon de 0.065 m implique une traction de 1.432 / 0.065 = 22 Kg.

Cette force, ainsi que les poids des compresseurs permettront de calculer les efforts et leurs directions, afin de placer les renforts à bon escient.

Calcul de la vitesse linéaire de la courroie du compresseur de climatisation

La vitesse linéaire des deux courroies sera la même puisque le Sanden a une double poulie dont les diamètres sont identiques. Pour un tour de poulie, la courroie parcourt la circonférence primitive, soit pi x 0.13 = 0.41 m. 6000 trs / mn équivalent à 100 trs par seconde. La courroie parcourt donc 0.41 * 100 = 41 m /s.

Calcul de l'effort subi par la poulie de renvoi

Pour contourner le boîtier de direction, il est nécessaire de placer une poulie de renvoi. En étant très pessimiste, c'est à dire en considérant un angle de 90 °, la traction sur la poulie sera égale à 22 Kg x sin(45°) = 15 Kg . Pour 60°, ce ne sont plus que 11 Kg. Et pour 30°, on obtient 5.7 Kg (à condition que je sache toujours décomposer correctement les forces...). Une poulie d'alternateur ou de tendeur devraient faire l'affaire : même un petit roulement de 10 mm de diamètre central choisi dans la série 10 est capable de supporter une charge de 45 Kg. Dans tous les cas, sa charge ne peut pas dépasser la force de traction de la courroie, soit 22 Kg. Il reste de la marge.

Choix de courroie

On se doute que si les compresseurs sont entraînés d'origine avec une courroie type A, c'est que ça marche ! Il est cependant intéressant de consulter un catalogue. La première courroie trouvée possède les caractéristiques suivantes :

Tous ces petits calculs - en espérant qu'ils soient exacts - sont assez rassurants. Les supports n'auront que quelques dizaines de Kg à supporter dans tous les sens, ce qui est facile à obtenir et à tester.

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