\nCe projet de voiture \u00e0 volant d\u2019inertie a pour but la conception, la r\u00e9alisation et l\u2019\u00e9tude \u00e9nerg\u00e9tique d\u2019une voiture \u00e0 volant d\u2019inertie qui respecte le cahier des charges du challenge \u00ab Course en cours \u00bb. Pour Course en cours, des \u00e9quipes de 4 \u00e0 6 coll\u00e9giens ou lyc\u00e9ens fabriquent leur propre voiture dans l\u2019objectif de r\u00e9aliser plusieurs courses contre les autres \u00e9quipes. Le point fort de ce challenge est que toutes les \u00e9quipes doivent utiliser la m\u00eame motorisation fournie par l\u2019organisation. Dans le cadre de notre projet, nous rempla\u00e7ons donc cette motorisation par un syst\u00e8me de volant d\u2019inertie. <\/p>\n
![\"Rendu](\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2021\/06\/IMG_0078.jpg\")
<\/a>Rendu final de notre v\u00e9hicule<\/p><\/div>\n
L\u2019objectif final de ce projet a donc \u00e9t\u00e9 de concevoir un mod\u00e8le de voiture de mod\u00e9lisme op\u00e9rationnel et conforme au cahier des charges impos\u00e9 par course en cours. La r\u00e9alisation de ce v\u00e9hicule a n\u00e9cessit\u00e9 de diviser le travail en plusieurs \u00e9tapes :
\n– Premi\u00e8rement, il a fallu repr\u00e9senter et dimensionner en CAO notre v\u00e9hicule. Qu\u2019il s\u2019agisse du ch\u00e2ssis, du syst\u00e8me de transmission, de la coque ou encore des essieux en passant par toutes les diff\u00e9rentes pi\u00e8ces interm\u00e9diaires, tout a \u00e9t\u00e9 regroup\u00e9 sur un fichier CAO global.
\n– \u00c9galement, il a fallu effectuer une \u00e9tude \u00e9nerg\u00e9tique du syst\u00e8me afin d\u2019\u00eatre en mesure de pr\u00e9voir, en th\u00e9orie, l\u2019\u00e9nergie utile n\u00e9cessaire \u00e0 fournir \u00e0 notre voiture afin d\u2019engendrer un d\u00e9placement notable.
\n– Enfin une fois tous les composants \u00e0 notre disposition, nous avons \u00e9t\u00e9 en mesure d\u2019effectuer l\u2019assemblage du v\u00e9hicule ainsi que de tester ce dernier en condition r\u00e9elle.<\/p>\n
ETABLISSEMENT DE L’AGENCEMENT INTERNE DU VEHICULE<\/strong> On pr\u00e9cise que dans le cadre de notre projet, par soucis de complexit\u00e9 et de manque de place, nous avons d\u00e9cid\u00e9 de ne mettre en place qu\u2019un seul syst\u00e8me de transmission reliant l\u2019arbre du volant \u00e0 l\u2019arbre de l\u2019essieu arri\u00e8re du v\u00e9hicule et non l\u2019essieu avant. <\/p>\n Afin de mettre en place de mani\u00e8re correcte le syst\u00e8me de stockage m\u00e9canique de l\u2019\u00e9nergie, il nous faut d\u00e9finir l\u2019endroit optimal o\u00f9 placer notre volant d\u2019inertie. Consid\u00e9rant dans un premier temps notre volant d\u2019inertie comme un simple cylindre de r\u00e9volution, il est \u00e9vident qu\u2019outre la n\u00e9cessit\u00e9 d\u2019une masse \u00e9lev\u00e9e, plus le rayon de ce cylindre sera grand, et plus l\u2019\u00e9nergie cin\u00e9tique rotatoire g\u00e9n\u00e9r\u00e9e sous l\u2019influence d\u2019une vitesse de rotation sera importante. Ceci est facilement d\u00e9montr\u00e9 en se r\u00e9f\u00e9rant \u00e0 la formule de l\u2019\u00e9nergie cin\u00e9tique rotatoire, incluant elle-m\u00eame le moment d\u2019inertie : Le rayon r \u00e9tant \u00e9lev\u00e9 au carr\u00e9 dans la formule et sachant qu\u2019on cherche \u00e0 avoir la plus grande inertie possible, nous avions alors tout int\u00e9r\u00eat \u00e0 utiliser un volant de rayon important usin\u00e9 dans un mat\u00e9riau de densit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e. C\u2019est alors que s\u2019est pos\u00e9 la probl\u00e9matique de l\u2019espace disponible. Pour \u00e9viter une in\u00e9galit\u00e9 de la r\u00e9partition de la masse au sein du v\u00e9hicule, et en supposant que l’on s\u00e9lectionne un volant d’inertie large et lourd, nous avons d\u00e9cid\u00e9 d’adopter la configuration interne suivante : Agencement interne du v\u00e9hicule<\/p><\/div><\/p>\n Le syst\u00e8me de maintien de cet arbre central repr\u00e9sent\u00e9 en rouge est illustr\u00e9 en vue de dessus par le sch\u00e9ma ci-dessous :<\/p>\n ETUDE ENERGETIQUE DU SYSTEME<\/strong> Une fois le bilan des actions m\u00e9caniques effectu\u00e9, nous avons appliqu\u00e9 le Principe Fondamental de la Dynamique \u00e0 notre voiture, et avons donc pu, au travers de nombreux calculs, relever une vitesse moyenne th\u00e9orique de d\u00e9placement d’environ 3.8 m\/s pendant 10 secondes.<\/p>\n ETAPE DE CAO<\/strong><\/p>\n Pour la conception en CAO de la voiture, nous avons d\u2019abord commenc\u00e9 par r\u00e9aliser un premier jet d\u2019un ch\u00e2ssis qui respectait les dimensions du cahier des charges de Course en cours (350x120mm). Dans un second temps, nous avons mod\u00e9lis\u00e9 tous les composants que nous allions acheter \u00e0 partir des diff\u00e9rents documents techniques fournis par les fournisseurs. <\/p>\n En plus des composants command\u00e9s, il nous a \u00e9galement fallu concevoir le support de but\u00e9e \u00e0 bille et le volant d’inertie qui sont des pi\u00e8ces uniques non-commandables.<\/p>\n But\u00e9e \u00e0 bille<\/p><\/div>\n Volant d’inertie<\/p><\/div>\n Une fois tous les composants con\u00e7us, nous avons enfin pu passer \u00e0 l’\u00e9tape d’assemblage CAO : Arbre + roues dent\u00e9es<\/p><\/div> Montage des arbres<\/p><\/div> Montage du volant<\/p><\/div> Int\u00e9rieur finalis\u00e9<\/p><\/div><\/p>\n FABRICATION DE LA VOITURE<\/strong> ESSAIS DU VEHICULE<\/strong><\/p>\n Une fois l’\u00e9tape de fabrication termin\u00e9e, nous avons essay\u00e9 de tester notre v\u00e9hicule. N\u00e9anmoins, nous avons tout de m\u00eame pris quelques vid\u00e9os des tests effectu\u00e9s sur notre v\u00e9hicule au cours de la derni\u00e8re s\u00e9ance :<\/p>\n vid\u00e9o -20210604-160046-cc1da8c4<\/a><\/p>\n vid\u00e9o -20210604-154028-e7af1540<\/a><\/p>\n CONCLUSION<\/strong><\/p>\n Par manque de temps, nous n\u2019avons pas pu r\u00e9gler ce probl\u00e8me d\u2019engrenage et nous n\u2019avons donc pas pu atteindre l\u2019objectif fix\u00e9 qui \u00e9tait de parcourir une distance de 20 m\u00e8tres en moins de 5 secondes. Lors de nos essais, nous avons pu remarquer que le volant d\u2019inertie conservait bien son \u00e9nergie cin\u00e9tique comme nous l\u2019esp\u00e9rions. Malgr\u00e9 beaucoup de frottements tout au long de la transmission entre le volant d\u2019inertie et les roues, sans ce probl\u00e8me de vis de pression, nous aurions pu obtenir des r\u00e9sultats certes inf\u00e9rieurs aux objectifs mais coh\u00e9rents. Ce manque de temps en fin de projet est surement d\u00fb \u00e0 notre d\u00e9marrage de projet. Nous avons pass\u00e9 trop de temps \u00e0 faire des recherches et \u00e0 vouloir faire un mod\u00e8le CAO trop t\u00f4t dans le projet. Nous aurions d\u00fb nous pencher sur la commande des composants plus t\u00f4t ce qui nous aurait permis d\u2019avoir plus de temps pour faire la CAO et surtout pour pouvoir r\u00e9soudre les probl\u00e8mes rencontr\u00e9s lors de la fabrication.<\/p>\n Cependant, hormis les quelques probl\u00e8mes rencontr\u00e9s, nous sommes tous les trois d’accord pour affirmer que ce projet a \u00e9t\u00e9 une tr\u00e8s bonne exp\u00e9rience qui nous sera tr\u00e8s certainement b\u00e9n\u00e9fique dans notre poursuite d’\u00e9tude.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Bonjour \u00e0 toutes et \u00e0 tous, nous sommes R\u00e9mi LECOQ, Jesimiel MANZA et Quentin DARSCONNAT, trois \u00e9tudiants en fin de cycle pr\u00e9paratoire aux \u00e9coles d’ing\u00e9nieur \u00e0 Polytech qui nous sommes lanc\u00e9s dans la r\u00e9alisation int\u00e9grale d’un v\u00e9hicule \u00e0 volant d’inertie. … Continuer la lecture
\nAvant tout, il \u00e9tait n\u00e9cessaire de d\u00e9terminer pr\u00e9cis\u00e9ment le syst\u00e8me de fonctionnement interne qui allait r\u00e9gir notre voiture. Nous avons donc essay\u00e9 de voir o\u00f9 et comment pouvoir placer notre volant d’inertie.<\/p>\n
\n<\/a>\t\tavec\t\t<\/a><\/p>\n
\nEn effet, quel agencement interne serait-il le plus judicieux d\u2019adopter afin :
\n– D\u2019avoir un volant assez large
\n– D\u2019optimiser au maximum la place au sein du v\u00e9hicule et afin
\n– De ne pas devoir utiliser une coque trop large <\/p>\n
\n<\/a><\/a><\/p>\n
\nUne fois l’agencement interne du v\u00e9hicule d\u00e9fini, nous avons r\u00e9alis\u00e9 une \u00e9tude \u00e9nerg\u00e9tique du syst\u00e8me.
\nConsid\u00e9rant les forces a\u00e9rodynamiques et les forces de r\u00e9sistance au roulement, nous avons alors pu, avec l’aide de Mr Sylvain Verron, r\u00e9aliser une fiche Excel d’\u00e9tude \u00e9nerg\u00e9tique.<\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a>
\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/a>
\n<\/a><\/a><\/a><\/a>
\nPour fabriquer notre voiture, nous avons divis\u00e9 le travail en plusieurs sous-\u00e9tapes :
\n1) Usinage du ch\u00e2ssis
\n2) D\u00e9coupage des arbres
\n3) Assemblage de l’essieu avant
\n4) Assemblage de l’essieu arri\u00e8re avec la roue dent\u00e9e
\n5) Assemblage de l’arbre interm\u00e9diaire
\n6) Fixation des \u00e9querres pour faire l’armature de l’arbre vertical
\n7) Usinage du support de but\u00e9e \u00e0 bille
\n8) Usinage du volant en bois et d\u00e9coupage des masselottes
\n9) Assemblage de l’arbre central avec moyeux, volant etc…<\/p>\n
\nCependant, nous n’avons pas obtenu les r\u00e9sultats que nous attendions.
\nEn effet, lors de la mise en rotation du volant d’inertie au moyen d’une visseuse, la transmission jusqu’\u00e0 l’essieu arri\u00e8re ne se faisait pas de mani\u00e8re correcte pour plusieurs raisons :
\n– Une des roues coniques ne pouvait pas \u00eatre serr\u00e9e correctement d\u00fb \u00e0 la vis de pression
\n– Les frottements \u00e9taient trop apparents
\n– L’\u00e9nergie cin\u00e9tique stock\u00e9e gr\u00e2ce au volant d’inertie n’\u00e9taient pas suffisante pour faire avancer le v\u00e9hicule en raison des frottements
\n-La but\u00e9e \u00e0 bille sembler “vriller” en rotation<\/p>\n