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2020-2021 ENSEIGNENT : Dr AFIO LP – CTT – GM S6 GROUPE 5: ALOU BANASSA Kibolou

2020-2021 ENSEIGNENT : Dr AFIO LP – CTT – GM S6 GROUPE 5: ALOU BANASSA Kibolou GALE Komi Mawunyo GUINHOUYA Dwight Yayra HEMOU Pouwéréou Félix MAPE M’Pibè Maxime CAHIER DE CHARGE DU PROJET DE CONCEPTION DU VELO HYDRAULIQUE Table des matières I. Introduction....................................................................................................................................2 II. Cahier de charge.............................................................................................................................2 A. Enoncé du besoin...........................................................................................................................2 1. Mise en situation............................................................................................................................2 2. Problématique................................................................................................................................2 3. Objectifs..........................................................................................................................................2 4. Diagramme de Bête à Corne...........................................................................................................3 5. Diagramme de Pieuvre...................................................................................................................4 B. Rédaction du Cahier de Charge fonctionnel...................................................................................5 III. Contrainte et avantage...............................................................................................................6 A. Contraintes liées au projet :...........................................................................................................6 1. Sur le plan technique :....................................................................................................................6 2. Sur le plan sécuritaire :...................................................................................................................6 3. Sur le plan économique :................................................................................................................6 B. Avantages qu’apporte notre projet :..............................................................................................7 1. Sur le plan technique et ergonomique :.........................................................................................7 2. Sur le plan économique :................................................................................................................7 IV. Etude technologique :................................................................................................................7 A. Schéma cinématique......................................................................................................................7 B. Solution technologique..................................................................................................................7 V. Présentation générale du système hydraulique :...........................................................................9 A. Description du fonctionnement :....................................................................................................9 B. Schéma...........................................................................................................................................9 VI. Choix des matériaux...................................................................................................................9 VII. Dimensionnement des éléments du système...........................................................................10 Calcul des dimensions du vérin de devant en fonction des dimensions de vérin à fixer (S2, L1, n, k) :11 DIMENSIONNEMENT D’UN MAILLON...................................................................................................13 DETERMINATION DU NOMBRE DE PISTONS.........................................................................................13 On fixe le K=6.......................................................................................................................................14 Course des pistons de devant : L1= 120 mm........................................................................................14 Le rayon de l’excentrique de L1 : rayon R1=L12..............................................................................14 CALCUL DES ROULEMENTS :.................................................................................................................14 DIMENSSIONNEMENT DES DURITES :...................................................................................................16 I. Introduction L’innovation à son état embryonnaire n’est qu’une idée, une inspiration qui prend sa source dans le désir du mieux-faire, de l’amélioration ou tout simplement dans l’intention de faire autrement. En tant qu’ingénieur (en devenir) notre passion pour cette fabuleuse discipline qu’est l’ingénierie nous a poussé à repenser au système de chaîne et de roue denté se trouvant sur les vélos. Notre but était avant tout d’offrir aux cyclistes en général une nouvelle expérience plus souple et plus fluide (sans mauvais jeu de mot) en remplaçant l’ancien système par un système basé sur le fonctionnement des moteurs et pompes hydraulique. Après de longues études, des recherches acharnés et un travail rigoureux nous sommes enfin parvenu à fournir un projet aboutit, quoi qu’expérimentale. La suite de ce document est consacrée aux détails des différentes étapes. II. Cahier de charge A.Enoncé du besoin 1. Mise en situation Le vélo est l’un des premiers moyens de locomotion les plus économiques et écologique que l’humain ait pu concevoir. Du fait de la simplicité de sa prise en main, il est aussi bien utilisé en milieu ruraux ou en agglomération. Malgré l’arrivé des engins à assistance complète, le vélo n’a pas complètement perdu sa place du fait de son avantage économique et écologique. 2. Problématique Nous proposons un vélo qui va plus vite que les vélos classiques avec un moindre effort et aussi à moindre coût. 3. Objectifs Ce projet a pour objectif de concevoir un vélo hydraulique capable d’aller à plus vite et de réduire l’effort humain avec la possibilité de déplacer d’importante charge. Ainsi avec le vélo hydraulique nous 1 substituons le système de transmission de mouvement par chaine, qui nécessite une lubrification régulière et qui génère bruit, par un système de vérin hydraulique combiné à un système bielle manivelle. Et en plus, notre vélo présente un important atout écologique et économique pour l’environnement et les utilisateurs. 4. Diagramme de Bête à Corne 2 Cycliste Effort humain et la vitesse. Amoindrissement de l’effort humain tout en augmentant la vitesse. Vélo hydraulique 5. Diagramme de Pieuvre FC9 FC8 FC5 FC7 FC6 3 Cycliste Fluide hydraulique Sécurité Charge portable Prise en main Environnement Esthétique Entretien Coût Vélo Hydraulique FC1 FP1 FC3 FC4 Fonction de service Signification FC1 Pédaler FP1 Fournir un débit FC3 Ne doit pas représenter un danger pour l’utilisateur et pour les autres usagés de la route FC4 Le prix minimum possible FC5 Doit être écologique FC6 Ne doit pas dépasser la limite de charge imposé par le constructeur FC7 Doit être similaire à la prise en main du vélo conventionnel FC8 Doit être attrayant FC9 Doit suivre les prescriptions du constructeur B.Rédaction du Cahier de Charge fonctionnel Repère Fonction Critères FP1 Fournir un débit La rotation du plateau fournit un couple qui entraine le piston dans un mouvement de translation par un système bielle-manivelle ce qui fournit un débit à un système identique lié à la roue de derrière. FC1 Déplacement par pédalage Faire tourner le plateau de devant FC3 Ne doit pas représenter un danger pour l’utilisateur et pour les autres usagers de la route - Protection des organes présentant des risques - Port d’un casque par l’utilisateur FC4 Le prix minimum possible 4 FC5 Doit être écologique Non utilisation d’énergie fossile FC6 Ne doit pas dépasser la limite de charge imposé par le constructeur Comme tous système mécanique le vélo hydraulique possède une charge maximale à ne pas FC7 Doit être similaire à la prise en main du vélo conventionnel Le vélo hydraulique est une amélioration du vélo conventionnel FC8 Doit être attrayant Il a un design à la fois simple et moderne III. Contrainte et avantage A. Contraintes liées au projet : 1. Sur le plan technique : Le principal défi sur le plan technique est le dimensionnement des composants constituant le circuit hydraulique. A ça on peut aussi ajouter le montage proprement dit du système sur le vélo. L’idéal serait de pouvoir adapter notre système à une large majorité de vélo classique pour éviter de « réinventer la roue ». 2. Sur le plan sécuritaire : Il va falloir réfléchir à un moyen de protéger les différents organes de notre système en particulier les conduits hydrauliques. Les fuites de fluides seront notre talon d’Achille donc notre système aura besoin d’une armure robuste pour se préserver de toute perforation. 3. Sur le plan économique : En tenant compte des matériaux à utiliser, de leurs durabilités, de leurs qualités, de leurs disponibilités sur le marché, du fluide, de la main d’œuvre et du temps, il nous faudra trouver un compromis 5 entre le pouvoir d’achat de nos potentiels clients et le coût de production. 4. Sur le plan temporel : B. Avantages qu’apporte notre projet : 1. Sur le plan technique et ergonomique : Notre système sera extrêmement souple à pédaler. L’impulsion mécanique étant donné par un fluide, la flexibilité de la traction sera sans précédent. La prise en main étant la même que pour les vélos conventionnels, aucun apprentissage supplémentaire ne sera nécessaire pour se mettre au vélo à chaine hydraulique. 2. Sur le plan économique : Compte tenu des éléments qu’on aura à supprimer (chaîne, pignon, plateau) dont l’entretient peut revenir un peu chère dans certaine circonstance, notre système permettra à nos clients d’épargner une somme importante à long terme. IV. Etude technologique : A. Schéma cinématique B. Solution technologique Le système du vélo à chaine hydraulique est constitué comme suit : Le corps du vélo : C’est l’ensemble sur lequel repose tous les éléments du système. La pédale et plateau : C’est l’élément sur lequel, le cycliste applique l’effort. Dans notre système il fera office de manivelle. La bielle : 6 C’est une tige reliée au plateau et à la tige du piston par des liaisons pivot assurant la souplesse dans la transformation du mouvement de translation en rotation ou inversement. La tige du piston : Il reçoit le mouvement de translation et le transmet au piston et inversement. Le piston : Il est chargé de refouler de débit par la translation qu’il reçoit de sa tige et inversement sous l’effet de la pression créé par le débit reçu on créé un mouvement de translation (piston de derrière). Le corps du vérin : Il contient le piston et fluide. Il doit être parfaitement étanche. Les joints : Ils assurent l’étanchéité du système en empêchant l’entrée de corps étranges dans le circuit hydraulique. Les durites : Il permet de conduire le fluide d’un vérin à l’autre. L’huile : C’est le fluide qui transmet la pression. Le système de la roue libre : Il permet à la roue de continuer à tourner même si on ne pédale plus. 7 V. Présentation générale du système hydraulique : A. Description du fonctionnement : Lorsque le cycliste applique une force sur la pédale encastrée sur le plateau, il fait tourner ce dernier qui est lié par une liaison pivot à la bielle. La bielle à son tour étant lié à la tige du vérin de devant par liaison pivot génère un mouvement de translation au niveau da la tige qui le transmet au piston qui se situe dans le corps du vérin de devant. L’intérieur du corps du vérin de devant étant rempli de fluide (huile), l’avance ou le recul du piston créera un débit qui sera refoulé ou aspiré par les orifices se trouvant sur le corps du vérin de devant. Le débit de fluide quittant le vérin de devant sera acheminé vers le vérin derrière par les durites. En arrivant dans le corps du vérin de derrière, le débit engendre le déplacement du piston et de sa tige qui effectuent tous deux un mouvement de translation. Dans le même temps du fluide situé uploads/Ingenierie_Lourd/ cahier-de-charge-velo-hydrolique.pdf