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Projet LASPOUGEAS. Sommaire du dossier technique: Historique du projet Laspougeas 1 à 2 Les objectifs pédagogiques 3 à 5 Présentation des élèves de terminale BEP 6 à 8 Les travaux des élèves du LP Béjuit 1 . Le chassis, présentation générale 9 à 11 2 . Le moteur

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Projet LASPOUGEAS

Sommaire du dossier technique:

Historique du projet Laspougeas 1 à 2

Les objectifs pédagogiques 3 à 5

Présentation des élèves de terminale BEP 6 à 8

Les travaux des élèves du LP Béjuit

1. Le chassis, présentation générale 9 à 11

2. Le moteur

2.1 schéma d’ensemble et cylindrée 12

2.2 le piston 13

2.3 la tubulure Admission 14 à 15

2.4 la soupape Admission 16 2.5 le rapport volumétrique 17

2.6 le bloc moteur 18

3. Fonctionnement du moteur par questions/réponses

3.1 démarrage du moteur 19

3.2 quel carburant? 20

3.3 alimentation en mélange carburé 21

3.4 réglage du dosage 22

3.5 fonctionnement de la soupape Echappement 23 à 24

3.6 accélération et décélération 25

3.7 quel système d’allumage? 26

3.8 circuit de refroidissement 27

4.Fonctionnement de la transmission

4.1 schématisation de la boite de vitesse 28

4.2 chaîne cinématique en 1° 29

calcul du rapport en 1°

4.3 chaîne cinématique en 2° 30

calcul du rapport en 2°

4.4 chaîne cinématique en 3° 31

calcul du rapport en 3°

4.5 chaîne cinématique en marche AR 32

calcul du rapport en marche AR

5. Calcul de la vitesse de la voiture 33

slide2

Projet LASPOUGEAS

Sommaire du dossier technique: (suite)

6. Le différentiel

Quelques rappels de base 34

6.1 Schématisation du mécanisme et de la commande 35

6.2 fonctionnement en ligne droite 36

6.3 fonctionnement en virage 37

6.4 fonctionnement en marche AR 38

7. La direction

7.1 descriptif et schématisation 39

8. La suspension

8.1 descriptif et schématisation 40

9. Le freinage

9.1 descriptif et schématisation 41

10.La pesée de la voiture

10.1 méthode et premières mesures 42

10.2 corrections et résultat final 43

11. Les commandes du « tableau de bord »

11.1 schématisation et identification 44

slide3

1

Projet LASPOUGEAS

Historique du projet LASPOUGEAS:

Dans le courant de l’année 2003, Monsieur DUPONT président de l’association

Lyon Automobile et Monsieur VAIREAUX, directeur du musée Henri MALARTRE,

organisaient une rencontre entre professionnels passionnés d’automobiles

anciennes et désireux de s’investir pour la reconnaissance de ce patrimoine

malheureusement ignoré du grand public.

C’est dans ce contexte de réflexion constructive que le Lycée de l’Automobile

Emile Béjuit de Bron, représenté par Mr LARZAT proviseur fut contacté.

Progressivement, une collaboration entre l’Ecole Centrale de Lyon, le Lycée

Professionnel Emile Béjuit de Bron et le Musée de l’Automobile Henri Malartre

de Rochetaillée est née autour d’un véhicule unique au monde car construit

en un seul exemplaire à l’époque de la naissance de l’automobile.

Il s’agit d’un « char à bancs » construit en 1896 par Mr Léon LASPOUGEAS,

un maréchal ferrant de Saint Priest Ligoure près de Limoges, inventeur génial

qui réussit à mouvoir ce véhicule par un moteur thermique entièrement conçu

par ses soins.

Parmi les solutions techniques jugées extraordinaires pour l’époque, on peut

citer la direction à crémaillère commandée par un volant (une barre horizontale

était employée alors), une boîte de vitesse à 3 rapports plus marche arrière,

un différentiel à cliquets, une pompe de refroidissement par eau……

Devant l’intérêt suscité par ce personnage hors du commun, (les témoignages

écrits de l’époque indiquent qu’il était illettré….), le projet pédagogique,

technique et humain devant réunir les trois acteurs se précise au fil des

réunions de travail.

1. A court terme, les élèves de Lycée Professionnel Emile Béjuit vont créer de

toute pièce, un dossier technique de ce véhicule, accompagné d’un descriptif

aussi précis que possible de son fonctionnement.

2. A moyen terme, les élèves ingénieurs de l’Ecole Centrale vont, à partir de ce

dossier, construire une réplique du moteur et le faire fonctionner.

3. A plus long terme, une réplique de la voiture tout entière est envisagée.

slide4

2

Projet LASPOUGEAS

Présentation du char à bancs LASPOUGEAS :

La direction à crémaillère

La boite de vitesse

slide5

3

Projet LASPOUGEAS

Les objectifs pédagogiques

1. A court terme, les élèves de Lycée Professionnel Emile Béjuit vont créer de toute pièce, un dossier technique de ce véhicule, accompagné d’un descriptif aussi précis que possible de son fonctionnement.

C’est dans le cadre du PPCP (Projet Pluridisciplinaire à Caractère Professionnel) que prend forme le projet pédagogique encadré par des professeurs de trois disciplines différentes:

Un professeur de lettres/histoire qui formera les élèves au contexte politique et social de cette époque où la société industrielle prend son envol.

Un professeur de mathématiques/ sciences qui exploitera les données techniques relevées sur le véhicule afin de participer à l’élaboration du dossier technique tout en traitant le programme classique (exemple: calcul des combinaisons de vitesse,( les proportions) calcul de la vitesse atteinte sur le 3° rapport, calcul de la masse de la voiture..)

Un professeur de maintenance automobile qui accompagnera et supervisera l’étude métrologique du véhicule (mesures de tous les pièces constitutives) afin de réaliser le dossier technique devant servir à la suite du projet.

Pour nos élèves de Lycée Professionnel, parfois un peu « fâchés » avec les études traditionnelles, cette démarche active où chacun à un rôle à jouer dans la réalisation du projet (les élèves sont les acteurs, les professeurs agissant en ressources aussi souvent que possible) est souvent vécue comme une chance et les expériences précédentes menées dans ce contexte l’attestent: quand la réflexion abstraite s’appuie sur le concret d’un vécu, les objectifs flous prennent sens et le travail s’en trouve valorisé.

slide6

4

Projet LASPOUGEAS

Les objectifs pédagogiques

2. A moyen terme, les élèves ingénieurs de l’Ecole Centrale de Lyon vont, à partir de ce dossier, construire une réplique du moteur et la faire fonctionner.

A l’aise dans les domaines informatiques, manipulant les logiciels de conception en 3D (Solidworks, Catia…) mais devant aussi progresser dans l’organisation et la réalisation de projets concrets, les futurs ingénieurs de l’ECL ont en charge de mener à bien la réalisation d’une maquette numérique de chaque pièce du moteur afin d’être en mesure de passer commande aux entreprises spécialisées qui seront chargées de les réaliser avec les procédés et les matériaux d’origine. L’aspect financier fait également partie de leurs attributions.

Une collaboration plus étroite entre les élèves de nos deux écoles est prévue: 2 élèves-ingénieurs assureront une formation à nos élèves du lycée professionnel sur le logiciel Solidworks 3D.

Cette étape de conception théorique une fois franchie, sera suivie par la

réalisation concrète d’une réplique du moteur. Les entreprises sollicitées devront fournir des pièces conformes au cahier des charges élaboré: avec les procédés et les matériaux d’origine. Bien que des machines-outils modernes soient utilisées, ceci ne constitue pas une entorse à l’esprit de « réplique ».

Au terme de la période de fabrication, les élèves du lycée professionnel seront chargés de réaliser l’assemblage du moteur ce qui entre parfaitement dans les compétences qu’ils doivent développer. Le moteur doit fonctionner fin 2005.

3. A plus long terme, une réplique de la voiture tout entière est envisagée.

A l’heure actuelle, il est trop tôt pour développer cet aspect du projet, la recherche d’aides extérieures et de sponsors n’étant pas aboutie.

slide7

5

Organisation PPCP LASPOUGEAS Classe TA2 2005/06

Intervenants: Mme Dechavanne (Sciences)

Mr Meyer (Lettres)

Mr Marmounier (Atelier)

Calendrier:

Présentation aux élèves: Mardi 27 Septembre 2005 à 14H en présence de Mr Dupont

Dates 11/10 18/10 08/11…… …….ensuite…………………

Lettres 14 à 15h GR A B GR B C GR C A GR 1 (1h et 10 élèves)

Sciences 15 à 16H GR B A GR C B GR A C GR 2 (1h et 10 élèves)

Atelier 14 à 18h GR C GR A GR B GR 2 (1°h) + GR 1 (2°h)

Techno Mr MAR (16/18h) gr A et B gr C et B gr C et A toute la classe

Groupe libéré 1 H

Groupe libéré 1 H

Groupe libéré 1 H

Composition des groupes

GR A: APTEL BALMON BELAGRA BOURGEY CALVIGNAC CHAMBION CUMINAL

GR B: DJEBABLIA ENTSE OBOMAGRIMALDI GUIBOURET MARENI MOISSONNIER PINON

GR C: PIROUD POURCHAIRE PUPOVAC ROSIER SIENA THEUIL

A partir du MARDI 15 Novembre 2005 2 groupes sont constitués ( 1 et 2 )

Calendrier: Les groupes apparaissent en caractères gras

Semaines N° 46 47 48 49 50 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 19 20

Lettres 14h 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

Sciences 15h 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1

Atelier 14h 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1

Atelier 15h 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

slide8

6

Présentation des élèves session 2005

  • Le premier contact avec la voiture LASPOUGEAS est le fait de la classe TA2 (terminale BEP)
  • en septembre 2004. En trois vagues successives, les 20 élèves se sont rendus au musée pour
  • effectuer les mesures nécessaires à la constitution du dossier. Nous avions tous une partie de
  • la voiture en charge:
  • Cotation du chassis: MMrs BOUROUROU, BESSON, OUAER
  • Pesée des essieux: MMrs DIAZ, PICARD,
  • Transmission: MMrs BALMON, VERNEREY, NACOURY,
  • Moteur: MMrs CARLOS, BARD, GIRARDOT, JAIMON
  • Les commandes: MMrs PEYRELON, PUYFAGES, BARD
  • Suspension MMrs PAGAN, TACHEBOUBET
  • Direction: MMrs COMPAGNONE, JACQUES, DJEZZAR
  • Deretour au Lycée, nous avons appris à utiliser le logiciel Power Point pour mettre au propre
  • nos mesures réelles et alimenter le dossier final qui sera présenté aux visiteurs du Musée
slide9

7

Présentation des élèves session 2006

Composition de la classe TA1:

Messieurs: APTTEL

BALMON

BELAGRA

BOURGEY

CALVIGNAC

CHAMBION

CUMINAL

DJEBABLIA

ENTSE OBOMA

GRIMALDI

GUIBOURET

MARENI

MOISSONNIER

PINON

PIROUD

POURCHAIRE

PUPOVAC

SIENA

THEUIL

slide10

8

Présentation des élèves session 2006

C’est dans la salle informatique du CDI que chaque mardi de 14 à 16H les élèves de la classe

TA1 (terminale BEP) se retrouvent pour soigner les présentations des schémas qui devront

définitivement être présentés dans le dossier final sur la LASPOUGEAS .

Lors des 3 séances de travail faites au mois de septembre au musée H.Malartre de nombreuses

mesures ont été faites « au brouillon ».

Lors de ce premier contact avec la voiture, nous avons fait connaissance avec le projet;

découverte de l’allure générale, de la structure du châssis, des diverses solutions technologiques

souvent révolutionnaires pour l’époque (2 roues motrices, 3 vitesses de marche AV + marche AR,

présence d’un mécanisme « bizarre » sur la transmission (peut être un différentiel..?). direction

à crémaillère, présence d’un vrai volant, freins à sangles ancêtres du frein à tambour….etc).

Petit à petit, les écrans se sont affinés et les meilleures présentations ont pu être

sélectionnées pour compléter le dossier.

Logiciel Power Point: schéma de la transmission

slide11

9

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

Le chassis: schéma général

2125

114

Ø du volant

350

460

460

390

160

450

72

Roue AV

Ø 720

Roue AR

Ø 1000

160

Nb de dents

slide12

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

Le chassis:

10

105

494

720

144

slide13

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

Le Moteur:( il tourne Sens Horaire vu du côté soupape Echappement)

11

Alimentation

en CARBURANT

Tuyauterie refroidissement

Soupape Echappement

OUVERTURE/FERMETURE

Entrée d’air frais

Basculeur

Soupape Admission

(ouverture « automatique »)

Support de l’axe de basculeur

Ressort de rappel

Tige de commande du

basculeur

segments

Galet

150

MONTEE (ouverture)

532

DESCENTE

L= 812.5

Galet

Came

Pignon d’AC

Ø 35.1

½ course: 60

Poulie de pompe

à eau Ø 203,8

Ø 503

82.8

33.2

Avec 120 de course et 150 d’alésage, la cylindrée est: ΠA²C/4

soit 3.14 x 15² x 12 x ¼ = 2119,5 centimètres cubes

slide14

12

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

Le Moteur: détails du piston

ø25

ø50

ø115

Profondeur ?

2 segments

150.5

Profondeur 5.5

?

10

13.5

10

13.5

10

13.5

10

13.5

125.7

150.8

slide15

13

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

Le Moteur: tubulure Admission (vue de dessus)

Ø 30

Ø 98

Ø 60

Ø 47

Ø 30

60

60

Ressort de soupape

CULASSE

Entrée d’AIR

Tubulure Admission

Bougie « point chaud »

Support moteur

slide16

14

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

Le Moteur: tubulure Admission (vue de face)

ressort Ø 30

?

Ø 30

ø

Taraudage

20/200

60

Ø 16

20

?

130

Ø 60

Ø 47

Ø 45

?

Ø 10

Ø ?

12

Ø 48

Ø 98

Entrée

carburant

Ressort de

soupape

Entrée AIR

Tubulure

admission

slide17

15

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

Le Moteur:

Soupape ADMISSION

Filetage 12/200

Ø 47.6

Ø 20

Ø 15

Ø 15

18 x 10

34

67

20

slide18

16

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

Le Moteur: Rapport volumétrique

Méthode de détermination du volume de la chambre de combustion:

Après obturation par les services techniques du musée des orifices de la chambre de combustion (coté

cylindre et échappement), le volume est rempli d’eau à l’aide d’une éprouvette

Même méthode concernant le volume correspondant au retrait des soupapes Adm et Ech.

Volume de la chambre principale dans la culasse 500 cm3

Volume de la chambre côté soupape Admission 25 cm3

Volume de la chambre côté soupape Echappement 40 cm3

Volume sur le piston (sans l’écrou) 5,6 cm3

Soit au total: 570,6 cm3

Calcul du rapport volumétrique

Rapport volumétrique: V + v = 2100 + 570,6 = 4.68

v 570,6

Rappel: cette donnée technique est essentielle dans un moteur.

Elle exprime concrètement « le nombre de fois que le petit volume ( v = chambre de combustion)

est compris dans le grand ( V = cylindrée)» et de ce fait, elle n’a pas d’unité.

Schéma explicatif:

(1)

(v)

PMH

(2)

(3)

Petit volume

(v)

GRAND

VOLUME

(V + v)

(4)

(5)

(6)

GRAND

VOLUME

(cylindrée)

GRAND

VOLUME

(cylindrée)

(7)

(8)

(9)

PMB

(10)

Dans cet exemple, le rapport volumétrique serait de 10 ce qui correspond à nos

voitures modernes.

slide19

17

2 gougeons L =

Ø pas

épaisseur =

Léger rayon

Léger rayon

Tuyau d’eau

6 gougeons

répartis à °

L=

ø = pas

Raidisseur

e =

2 trous diamètre

Bloc moteur LASPOUGEAS : toutes cotes en mm

slide20

PROJET LASPOUGEAS Fonctionnement

Le Moteur: questions / réponses

18

1° question: comment démarrait le moteur?

Grâce à une manivelle qui actionnait

directement le vilebrequin du moteur

ce qui ne devait pas être facile…….

On peut cependant imaginer quand on

connaît les environs de l’atelier dans

lequel à été construit la voiture qu’il à

souvent démarré « à la poussette ».

Demeure de L.Laspougeas à St Priest Ligoure

Cette photographie montre la maison familiale

de Léon LASPOUGEAS à St Priest LIGOURE

près de Limoges: Les grosses portes en bois

donnent accès à l’atelier dans lequel travaillait

cet inventeur passionné.

La route qui longe la propriété montre en effet

une assez forte déclivité. On peut donc

raisonnablement penser qu’en se laissant

descendre le moteur démarrerait plus facilement.

Et pour remonter? On voit sur cette photo un

crochet …..à l’avant de la voiture!!!

Il servait bien sûr en cas de panne (souvent sans

doute) à ramener la voiture à l’atelier tirée par

un cheval ou un bœuf.

Atelier

Forte déclivité de la route

Habitation

Crochet

slide21

PROJET LASPOUGEAS Fonctionnement

Le Moteur: questions / réponses

19

2° question: quel était le carburant utilisé?

Vraisemblablement le pétrole lampant qui était couramment utilisé pour s’éclairer. Il est peu probable

que Mr Laspougeas ait disposé d’un autre carburant tel que l’essence. Mais cette réponse ne se veut pas

définitive, des prélèvements de résidus de combustion doivent être réalisés dans la chambre de combustion

et peut-être en saurons-nous davantage à ce moment là.

3° question: comment fonctionnait la soupape d’admission?

C’est une soupape dite « à dépression » donc sans commande mécanique. Le principe est le suivant:

Quand le piston descend dans le cylindre au temps Admission, le volume

au dessus du piston augmente ce qui entraine automatiquement une chute

de pression: (p<Pa). Sa valeur descend aux environs de 0,7 bar.

Mais à l’extérieur du moteur règne la Pression atmosphérique (Pa).

La soupape d’Admission est donc soumise à une différence de pression

( 1- 07= 0.3 bar).Elle s’ouvre et restera ouverte tant que persistera cette

différence de pression c’est-à-dire jusqu’au Point Mort Bas.

Pa = Pression atmosphérique

Soupape

Admission

Pa

p<Pa

piston

cylindre

bielle

slide22

PROJET LASPOUGEAS Fonctionnement

Le Moteur: questions / réponses

20

4° question: comment s’alimentait le moteur en carburant?

Par gravité tout simplement: un réservoir ( 8 litres) était placé sur la planche verticale faisant office de 

« tableau de bord » comme le montre le schéma ci-dessous:

Réservoir de

Carburant (8 litres)

Plancher de la voiture

tyuauterie

moteur

Boitier de la soupape d’Admission

culasse

ressort

carburant

Ces 2 photographies montrent le boitier dans lequel

est montée la soupape d’Admission:

On remarque 2 orifices d’alimentation:

1. de carburant

2. d’air

On voit que l’alimentation en air se fait directement sans

passer par un système de dosage de carburant tel le

carburateur qui va se développer pendant plus de la

moitié du 20° siècle. En effet le carburateur n’existant

pas encore, monsieur Laspougeas à réalisé un système de

dosage particulièrement ingénieux:

A chaque ouverture de la soupape d’Admission, la quantité

de carburant nécessaire à une combustion « correcte » est

entraînée par la soupape réalisant ainsi le dosage nécessaire.

Nous développons ce montage dans la page suivante.

air

slide23

PROJET LASPOUGEAS Fonctionnement

Le Moteur: questions / réponses

21

5° question: comment était réglé le dosage du carburant?

Il à fallu attendre le démontage partiel du moteur par les services

spécialisés du Musée Henri MALARTRE pour comprendre la

particularité du système d’alimentation. Avant ce démontage, nous

pensions qu’une pièce essentielle (comme une sorte de carburateur)

avait été égarée voire à jamais perdue.

Sur cette photographie on voit nettement la collerette qui se remplit

de carburant lorsque la soupape d’Admission est fermée.

Détails du fonctionnement.

Soupape d’admission

collerette

Arrivée de

carburant

par gravité

Arrivée de

carburant à Pa

Air entrant dans

le conduit

d’Admission

Air entrant dans

le conduit

d’Admission

La quantité de carburant à « injecter » dans le moteur

est emprisonnée dans la cavité de la soupape quand elle

est fermée.

Le courant d’air d’admission ainsi que la

chute de pression permettent la vaporisation

du carburant.

slide24

PROJET LASPOUGEAS Fonctionnement

Le Moteur: questions / réponses

22

6° question: comment fonctionnait la soupape d’échappement?

Si la commande de la soupape d’admission était particulièrement simple, ce n’est pas le cas de celle

d’Echappement. Monsieur LASPOUGEAS à développé un système de distribution dont le principe

est toujours utilisé aujourd’hui sur nos moteurs modernes. Seule la réalisation structurelle est différente.

Soupape et

son ressort

1° situation: soupape FERMEE

Le ressort de rappel (1) maintient la tige de commande

du basculeur en position repos. Le galet de commande (4)

repose sur le talon de la came du pignon d’Arbre à Came.

Le basculeur (3) n’étant pas sollicité par le galet (2), la

soupape reste fermée.

Basculeur (3)

Ressort de rappel (1)

Tige de commande

du basculeur

Galet de

commande (4)

Pignon d’AC

Galet (2)

Galet de

commande (4)

Pignon d’AC

Came de

commande

Pignon de

vilebrequin

Pignon de

vilebrequin

vilebrequin

Came de

commande

vilebrequin

slide25

PROJET LASPOUGEAS Fonctionnement

Le Moteur: questions / réponses

23

6° question: comment fonctionnait la soupape d’échappement? suite

Si la commande de la soupape d’admission était particulièrement simple, ce n’est pas le cas de celle

d’Echappement. Monsieur LASPOUGEAS à développé un système de distribution dont le principe

est toujours utilisé aujourd’hui sur nos moteurs modernes. Seule la réalisation structurelle est différente.

Soupape et

son ressort

2° situation: soupape OUVERTE

La came de commande actionne le galet de (4), la tige

de commande du basculeur se déplace et le galet (2)

sollicite le basculeur. Celui-ci pivote autour de son

articulation (5) et oblige la soupape à s’ouvrir.

Basculeur (3)

Ressort de rappel (1)

Articulation (5)

Tige de commande

du basculeur

Galet (2)

Tige de commande

du basculeur

Galet de

commande (4)

Pignon d’AC

Came de

commande

Pignon de

vilebrequin

Galet de

commande (4)

Galet (2)

slide26

PROJET LASPOUGEAS Fonctionnement

Le Moteur: questions / réponses

24

7° question: comment étaient gérées accélération et décélération

En l’absence de dispositif capable de régler le débit d’air entrant dans le moteur (comme un papillon ou

un boisseau), et après avoir décortiqué la commande d’accélérateur, il nous est apparu que le moteur

fonctionnait « en tout ou rien » c’est-à-dire qu’il ne pouvait se trouver que dans 2 situations distinctes:

1. Soit il fournissait un maximum d’énergie (accélération)

2. Soit il ne fournissait pas d’énergie (décélération)

1° Cas: Pour obtenir une énergie mécanique du moteur, la soupape

d’Echappement doit pouvoir s’ouvrir et se fermer librement . Nous

avons vu que la soupape d’Admission ,de son coté, fonctionne

en automatique. Le cycle de fonctionnement Beau de Rochas peut

donc se réaliser et le moteur délivre toute sa puissance dans ce cas.

2° cas: pour interrompre la force motrice et donc décélérer, il suffit

de maintenir la soupape d’échappement OUVERTE pour que le

cycle Beau de Rochas soit incomplet (il n’y à plus de temps

Compression). Le moteur ne délivre plus aucune puissance dans ce

cas. C’est le fonctionnement en « tout ou rien « décrit plus haut.

Réalisation pratique du système.

1.Constitution: Une butée articulée vient se placer sous la tige de

commande du basculeur pour interdire son retour en position repos.

La soupape d’échappement reste donc OUVERTE. La commande

se fait par une pédale d’accélérateur disponible au pied.

2. Fonctionnement:

2.1 Pédale relachée (ressort de rappel détendu), la butée est

engagée sous la commande du basculeur: la soupape reste

ouverte: pas d’énergie motrice

2.2 Pédale enfoncée, la butée se dégage de la tige de commande du

basculeur, la soupape fonctionne normalement: le moteur délivre

toute sa puissance.

Pédale

accélérateur

Butée

articulée

plancher

ressort

tringlerie

slide27

PROJET LASPOUGEAS Fonctionnement

Le Moteur: questions / réponses

25

8° question: Quel système (allumage?..) amorçait la combustion?

A l’époque de la construction de la voiture (fin 19° siècle), le système d’allumage par arc électrique au moyen d’une bougie d’allumage en est à ses premiers balbutiements. Il n’est pas exclu qu’un des

moteurs conçu par M.Laspougeas ait été équipé d’un tel système. Mais il est évident que celui monté

dans la voiture présentée au Musée H.Malartre fonctionnait par « point chaud ».

Le principe:

Culasse

PMH

Piston

« bougie »

incandescente

Moteur froid: pour amorcer la combustion un apport de chaleur est indispensable, le rapport

volumétrique étant faible (voir la méthode de mesure et le résultat obtenu). Une « bougie » métallique

est vissée dans la culasse de telle façon que l’une de ses extrémités débouche dans la chambre de

combustion et l’autre soit accessible de l’extérieur du moteur.

Culasse

PMH

Avant de démarrer le moteur il était nécessaire

de chauffer cette « bougie métallique » à l’aide

d’un chalumeau par exemple. La bonne

conductibilité du matériau utilisé provoquait le

point chaud dans la chambre de combustion.

Piston

Flamme

Chalumeau

Point chaud

Moteur en fonctionnement, la forte température

atteinte dans la chambre de combustion (1000 à

1500°) maintient l’extrémité de la « bougie »

au rouge réalisant l’apport de chaleur nécessaire

au développement de la combustion.

PMH

Piston

Point chaud

slide28

26

PROJET LASPOUGEAS Fonctionnement

Le Moteur: circuit de refroidissement

Radiateur

(41 litres)

Constitution: Le schéma ci-dessous présente l’installation

Refoulement

Eau chaude

Pignons d’AC

et Vilebrequin

Aspiration

Eau « moins chaude »

Pompe à

EAU

plancher

Poulie

motrice

Poulie de

Pompe à eau

courroie

Fonctionnement: Le moteur est refroidit par un système à circulation d’eau. Une grosse réserve d’eau

fait office de radiateur (41 litres). Une pompe à eau située sur le moteur reçoit par gravité l’eau venant

du radiateur . Cette pompe à eau est entraînée par courroie à partir d’une poulie fixée en sortie de

vilebrequin. Une tuyauterie cuivre relie le moteur et le haut du radiateur: c’est le refoulement

de l’eau chaude. Une tuyauterie identique relie la pompe à eau et le bas moteur d’une part et le

radiateur d’autre part. C’est l’aspiration de l’eau « moins chaude ». En effet, le radiateur n’étant pas

traversé par l’air ambiant, le refroidissement n’à pas de véritable efficacité, et quand le moteur avait

tourné suffisamment longtemps pour échauffer toute la masse d’eau contenue dans le radiateur, il

fallait …….stopper et attendre la baisse de température.

Cependant il est remarquable de constater que le principe conçu par M.Laspougeas est proche de

celui de nos véhicules modernes.

slide29

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

La transmission:

27

Chaine cinématique

cylindre

3° 2° 1°

2° vitesse

3° vitesse

1° vitesse

bielle

36 d

Arbre Secondaire

44 d

28 d

8 d

Prise Constante

Chaine de

transmission

(pas = 40mm)

51 d

19 d

36 d

28 d

Roue de 1 mètre de diamètre

Arbre Primaire

23 d

Embrayage

à cône

32 d

En italique les nombres de dents

de chaque pignon

La réalisation de la chaine cinématique de la transmission nous permet de calculer

les « performances » de la voiture en 1°, 2°, 3° vitesse.

Ne connaissant pas encore au moment de nos travaux la vitesse de rotation du moteur

nous prendrons comme valeur : 1000 tours par minutes.

slide30

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

La transmission:

28

Chaine cinématique en 1° vitesse

cylindre

bielle

44 d

Arbre Secondaire

8 d

Prise Constante

Chaine de

transmission

(pas = 40mm)

51 d

19 d

Roue de 1 mètre de diamètre

Arbre Primaire

23 d

Embrayage

à cône

32 d

En italique les nombres de dents

de chaque pignon

Rapport en division de vitesse: 23 x 19 x 8

51 x 44 x 32

0.04 signifie concrêtement: 1 tour moteur = 0,04 tour de roue

0,04

Rapport en multiplication de couple: 51 x 44 x32

23 x 19 x 8

25 signifie concrêtement: 1 mdaN moteur = 25 mdaN sur 2 roues

Soit 12.5 mdaN sur chaque roue motrice

25

Date: 20/10/2004 Intervenants: MMrs Balmon Compagnone Vernerey Nacoury

slide31

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

La transmission:

29

Chaine cinématique en 2° vitesse

cylindre

bielle

36 d

Arbre Secondaire

8 d

Prise Constante

Chaine de

transmission

(pas = 40mm)

51 d

28 d

Roue de 1 mètre de diamètre

Arbre Primaire

23 d

Embrayage

à cône

32 d

En italique les nombres de dents

de chaque pignon

Rapport en division de vitesse: 23 x 28 x 8

51 x 36 x 32

0.08 signifie concrêtement: 1 tour moteur == 0,08 tour de roue

0,08

Rapport en multiplication de couple: 51 x 36 x32

23 x 28 x 8

12,5 signifie concrêtement: 1 mdaN moteur = 12,5 mdaN sur 2 roues

Soit 6,25 mdaN sur chaque roue motrice

12.5

Date: 20/10/2004 Intervenants: MMrs Balmon Compagnone Vernerey Nacoury

slide32

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

La transmission:

30

Chaine cinématique en 3° vitesse

cylindre

bielle

28 d

Arbre Secondaire

8 d

Prise Constante

Chaine de

transmission

(pas = 40mm)

51 d

36 d

Roue de 1 mètre de diamètre

Arbre Primaire

23 d

Embrayage

à cône

32 d

En italique les nombres de dents

de chaque pignon

Rapport en division de vitesse: 23 x 36 x 8

51 x 28 x 32

0.14 signifie concrêtement: 1 tour moteur == 0,14 tour de roue

0,14

Rapport en multiplication de couple: 51 x 28 x32

23 x 36 x 8

7,14 signifie concrêtement: 1 mdaN moteur = 7,14 mdaN sur 2 roues

Soit 3,57 mdaN sur chaque roue motrice

7,14

Date: 20/10/2004 Intervenants: MMrs Balmon Compagnone Vernerey Nacoury

slide33

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

La transmission:

31

Chaine cinématique en Marche Arrière

cylindre

1° vitesse

bielle

36 d

Arbre Secondaire

44 d

28 d

8 d

Prise Constante

Chaine de

transmission

(pas = 40mm)

51 d

19 d

36 d

28 d

Roue de 1 mètre de diamètre

23 d

32 d

Pignon intermédiaire

de marche Arrière

commandé par un

levier spécifique

Rapport en division de vitesse: le nombre de dents du pignon intermédiaire

n’affectant pas la valeur du rapport de transmission, ( car il est à la fois Menant et

Mené) le rapport est 0,04

Rapport en multiplication de couple: 25

Date: 20/10/2004 Intervenants: MMrs Balmon Compagnone Vernerey Nacoury

slide34

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

La transmission:

32

Calcul de la vitesse de la voiture:

La formule est: V = N x Rbv x Rch x (ΠxD) x 0,06

OU: V= vitesse de la voiture en Kms/heure

N= régime du moteur en tours par minute (arbitrairement fixé à 1000 trs/mn)

Rt= rapport de boite de vitesse (2 engrenages)

Rch= rapport de chaine (1 engrenage)

ΠxD= développement de la roue de 1 mètre de diamètre

0.06= correction d’unités ( multiplication par 60 pour transformer les

minutes en heure et division par 1000 pour transformer les mètres

en kilomètres)

Vitesse en 1°:

1000 x (23/51x19/44) x (8/32) x (3.14x1) x 0.06 = 9,17 kms/h

Vitesse en 2°:

1000 x (23/51x28/36) x (8/32) x (3.14x1) x 0.06 = 16,48 kms/h

Vitesse en 3°:

1000 x (23/51x36/28) x (8/32) x (3.14x1) x 0.06 = 27.12 kms/h

Vitesse en marche arrière:la commande étant au point mort un levier est déplacé afin

d’engager un pignon intermédiaire sur l’engrenage de 1° vitesse composé

des pignons ayant: 19 et 44 dents.

Or le nombre de dents du pignon intermédiaire n’intervient pas dans le calcul du rapport de

la transmission, on peut affirmer que la vitesse en marche arrière est comme en 1° vitesse:

Vitesse en marche arrière: 9,17 kms/h

slide35

PROJET LASPOUGEAS Fonctionnement

Le DIFFERENTIEL

33

Une forte interrogation fût celle d’un mécanisme étrange concernant le montage du pignon moteur

de chaîne de transmission. La présence d’un mécanisme à « cliquets » pour actionner ce pignon

à suscité de grandes discussions .Un éventuel démontage étant proscrit notre tâche n’était pas

facilitée. Nous nous sommes orientés vers le besoin de désolidariser ce pignon pour éviter le ripage

de la roue extérieure en virage.

Rappels sur la nécessité d’un différentiel:

Les 4 roues d’un véhicule s’inscrivant sur une trajectoire courbe (virage) suivent chacune un

tracé « individuel » comme le montre le schéma suivant. On constate facilement ce fait quand un

véhicule se déplace sur le sable ou la neige: 4 traces apparaissent…….

Roue AV G

Roue AR G

déplacement

Roue AV D

Roue AR D

Il apparaît clairement que les 2 roues AR motrices

ne parcourent pas la même distance en un temps « t ».

la roue extérieure AR G ( Arrière Gauche) se trouve

sur le plus grand arc de cercle, alors que la roue intérieure

AR D se trouve, elle, sur le plus petit arc de cercle.

Si l’on imagine un tour complet de la voiture sur 360°, les

2 roues AR auront parcouru des distances différentes dans

un temps égal.

Conclusion logique:

La roue EXTERIEURE à tourné plus vite (plus de tours)

La roue INTERIEURE à tourné moins vite (moins de tours)

Monsieur LASPOUGEAS savait donc que si l’on ne

respectait pas cette logique géométrique, la voiture

n’accepterait pas de tourner, elle continuerait tout droit dans

un virage………

Centre Instantané

de Rotation

(centre du virage)

Comment a-t-il résolu ce problème en ……1896..!

slide36

PROJET LASPOUGEAS Fonctionnement

Le DIFFERENTIEL

34

Pignon moteur

Présentation: On voit sur ces photos une vue

d’ensemble du dispositif.

Barre de

freinage

Commande actionnée

du tableau de bord

Cliquet

fourchette

translation

baladeur

denture

baladeur

pignon

AR AV

2 crabots

2 crabots

rampe à

cliquet

Schéma du mécanisme au repos: Le pignon est désolidarisé de l’arbre moteur.

Cette possibilité correspond au maintien du levier de commande en position

centrale, comme le montre le schéma suivant. Avantage: faciliter les manœuvres

moteur arrêté.

Réserve d’eau

Vers la

marche

arrière

Vers la

marche

avant

plancher

slide37

PROJET LASPOUGEAS Fonctionnement

Le DIFFERENTIEL

35

Fonctionnement: L’explication suivante nous semble cohérente et plausible. Un démontage nous aurait

sans doute conforté dans nos hypothèses mais cela n’était pas envisageable. Nous décrivons ici le

fonctionnement selon 3 situations:

1° situation:Marche en Avant en ligne droite: Le levier de commande est tiré vers l’arrière ce qui

déplace les 2 baladeurs (en bleu) ainsi que les 2 crabots (en rouge).Ceux-ci viennent s’engager dans le

les 2 cliquets ménagés dans le pignon menant (en vert) de la chaîne de transmission La pièce noire

étant solidaire de l’arbre moteur, le pignon devient lui-même moteur et la voiture roule en Avant. Les

2 roues sont alors motrices puisque cette description intéresse les 2 cotés de l’arbre moteur.

Commande en position

marche Avant

2 cliquets moteur

Arbre moteur

pignon

2 crabots moteur

slide38

PROJET LASPOUGEAS Fonctionnement

Le DIFFERENTIEL

36

2° situation:Marche en Avant en virage:

Comme nous l’avons expliqué précédemment, dans un virage, la roue extérieure doit pouvoir tourner

plus vite qu’en ligne droite, et la roue intérieure plus doucement qu’en ligne droite.

C’est ce que fait naturellement la roue extérieure puisque sa liaison mécanique (rampe à cliquet) lui permet

de prendre de l’avance par rapport aux 2 crabots.

pignon

pignon

crabot

le cliquet « prend de l’avance »

cliquet

Force motrice supprimée

Force motrice venant

du crabot

Commande en position

marche Avant

2 cliquets moteur

Arbre moteur

pignon

2 crabots moteur

En virage donc, seule la roue intérieure reste motrice. Si le conducteur n’accélère pas, la voiture

s’engagera dans le virage sans « refuser » de tourner . Le ralentissement nécessaire de la roue

intérieure est assuré par le ralentissement du régime moteur. La roue extérieure pendant ce temps

tourne à la vitesse imposée par le rayon de sa trajectoire. Elle reste libre en rotation.

Mais lorsque la trajectoire redevient rectiligne (ligne droite), l’avance prise par la roue extérieure

reste acquise et seule la roue opposée est motrice. Il faut attendre un virage opposé pour que la roue

retrouve sa motricité. En conclusion: ce système permet théoriquement 2 roues motrices, mais

pratiquement une roue seule est le plus souvent motrice.

Remarque: Cette solution n’est pas utilisée dans nos différentiels actuels. En effet les premières

réalisations permettaient déjà de garantir aux 2 roues motrices de tourner à des vitesses

inégales tout en transmettant des couples rigoureusement égaux.

slide39

PROJET LASPOUGEAS Fonctionnement

Le DIFFERENTIEL

37

3° situation:roulage en marche Arrière: Le levier de commande est poussé vers l’avant ce qui

déplace les 2 baladeurs (en bleu) ainsi que les 2 crabots (en rouge).Ceux-ci viennent s’engager dans le

les 2 cliquets ménagés dans le pignon menant (en vert) de la chaîne de transmission La pièce noire

étant solidaire de l’arbre moteur, le pignon devient lui-même moteur et la voiture roule en Arrière. Les

2 roues sont alors motrices puisque cette description intéresse les 2 cotés de l’arbre moteur.

Commande en position

marche Arrière

2 cliquets moteur

Arbre moteur

pignon

2 crabots moteur

A ce stade, il nous reste 2 interrogations:

1°. pourquoi la présence d’un secteur cranté à

2 positions en Avant et en Arrière sur le levier

de commande

2°. Quel rôle ont les 2 ressorts sur les crabots

coté Marche Arrière

2 encoches

ressorts

slide40

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

LA DIRECTION

38

Le système de direction imaginé par Mr.Laspougeas est remarquable car à cette époque, les premiers

véhicules « autonomes » sont souvent équipés d’une roue directrice unique (type tricycle) manœuvrée

par une barre horizontale appelée « queue de vache » (à la place du volant).

Mr Laspougeas à construit une direction à crémaillère animée par un volant. Ce principe est toujours

utilisé sur nos voitures modernes.

Sens de marche

crémaillère

Roue

AV D

Barre de

direction

Levier de

direction

Crémaillère

Pignon d’attaque

1210

Barre d’accouplement

N°1

Les principales caractéristiques:

Pignon de crémaillère: 13 dents

Crémaillère: 15 dents, longueur: 500

Levier de direction: longueur: 205

Remarque: Les leviers de direction sont « pratiquement » parallèles comme le montre la photographie N°1

et le schéma. Nous signalons cette remarque car de ce fait, la cinématique de direction ne respecte pas

une caractéristique incontournable sur nos voitures modernes: l’épure de Jeantaud. Il s’en suit que, en

virage, la roue intérieure ne « braquait pas assez » (ou la roue extérieure « braquait trop »).

Mais en fait, la vitesse de la voiture étant faible ce « défaut » n’avait pas d’influence sur la tenue de route.

slide41

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

LA SUSPENSION:

39

Le système de suspension utilise des ressorts à lames. Cette solution à par la suite été utilisée pendant

des décénies sur les véhicules de tourisme ainsi que sur les camions. Quand on sait quel était l’état

des routes (des chemins devrait-on dire!!!) à cette époque, on imagine facilement que se déplacer ne

serait-ce qu’ à 20 Km/h relevait de l’exploit en terme de confort et de sécurité.

Le schéma suivant montre le montage réalisé

Ressorts

à lames

plancher

essieu

roue

slide42

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

Le Freinage:

40

Le système de freinage est actif sur les roues arrières seulement. Le conducteur dispose d’un levier

à main droite qu’il tire à lui pour freiner la voiture. Comme le montre le schéma ci-dessous, ce levier

actionne une tringle qui est guidée jusqu’au frein proprement dit.

Les roues AR droite et gauche sont équipées d’un système à friction dont le principe est semblable

a nos systèmes à tambour qui équipent nombre d’essieux AR sur nos véhicules modernes. On peut

parler d’un système « inversé » puisque l’élément tournant solidaire de la roue est ici une poulie (plutôt

qu’un tambour), entouré d’une « garniture » (en cuir) qui, sous l’action de la commande vient coiffer,

s’enrouler, autour de la poulie.. Il s’en suit un frottement proportionnel à la force développée par le

conducteur qui à pour effet de freiner la voiture et de l’immobiliser puisque le levier de commande

peut être immobilisé par un cliquet en position freinage.

freinage

Tringle de commande

Poulie (tambour)

garnitures

cliquet

freinage

Tringle de commande

garniture

Poulie

(tambour)

Barre transversale

AR gauche

AR droit

slide43

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

41

Objet des mesures: La PESEE

Principe imaginé: Après renforcement d’une traverse en bois qui supporte le moteur et qui est vermoulue, la pesée se fera grâce à 2 pèse personnes et un cric hydraulique.

ESSIEU

ROUE

ESSIEU

Cric

hydraulique

Cric

hydraulique

MADRIER

2 PESE PERSONNES

4 mesures sont nécessaires:

ROUE AVANT GAUCHE 193 Kg

Soit 361 Kg sur essieu Avant

ROUE AVANT DROITE 168 Kg

ROUE ARRIERE GAUCHE 214 Kg

Soit 426 Kg sur essieu Arrière

ROUE ARRIERE DROITE 212 Kg

Soit au total: 787 Kg

Cette valeur doit être corrigée compte tenu du fait que les pèse personnes ne peuvent

pas être placés directement sous les roues .

slide44

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

42

OBJET DES CALCULS: Correction des mesures de PESEE

Voie AV= 1.42 Voie AR=1.42

ROUE

Cote AV= 0,80 Cote AR=0,90

0,31

0,26

ESSIEU

Poids sur AR Gauche: Relevé: 214 kg

Correction: 214 x (0.90 + 0.26) : 1.42 = 174,8 Kg

Poids sur AR Droit: Relevé: 212 kg

Correction: 212 x (0.90 + 0.26) : 1.42 = 173,1 Kg

Poids sur Chandelle AV Gauche: Relevé: 193 kg

Correction: 193 x (0.80 + 0.10) : 1.00 = 173.7 Kg

D’où poids sur AV Gauche: 173.7x (1,00 + 0.26): 1.42 = 154.12 Kg

Poids sur Chandelle AV Droite: Relevé: 168 kg

Correction: 168 x (0.80 + 0.10) : 1,00 = 151.2 Kg

D’où poids sur AV Droite: 151.2x (1.00 + 0.26): 1.42 = 134.16 Kg

Soit au total: 636.18 Kg

Cette valeur nous semble tout à fait proche de la réalité.

slide45

PROJET LASPOUGEAS Métrologie

Les commandes du tableau de bord

43

Réservoir de

carburant

????????????

Levier de

marche arrière

Levier de

vitesse

Action sur le

différentiel

(marche AV et AR)

Frein sur

2 roues AR

Pédale

d’embrayage

Pédale d’accélérateur

en « tout ou rien »