jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
serons au point de vue mécanique, et l'agrément du client quand nous aborderons la dernière partie de cette étude. Nous nous bornerons pour l'instant à examiner ce que nous ferions si nous avions à dessiner un châssis devant servir à telle série donnée de véhicules, en ne nous préoccupant que du dessin et du prix de revient. Premier exemple. Soit à construire un châssis de poids lourd, pesant en ordre de marche dans les 4 000 kilogrammes, et devant faire en palier 15 kilomètres à l'heure et en côte de 15 pour 100, par mauvais chemin, 3 kilomètres à l'heure seulement. Le premier souci que nous aurons sera de déterminer la puissance du moteur. On verra que c'est utile, même pour décider simplement si on emploiera des chaînes ou un cardan, car tout se tient rigoureusement dans un châssis. On sait que, pour transporter un poids total de quatre tonnes en palier, il faut que les roues motrices développent sur bonne route un effort de traction de 100 kilogrammes. À 15 kilomètres à l'heure, c'est-à-dire à la vitesse de 4 m. 17 par seconde, cet effort correspond à un travail à la jante de 417 kilogrammètres. Examinons ce qui va se passer pour notre petite vitesse. En rampe de 15 p. 100 par mauvais chemins, il faudra que l'effort monte jusqu'à 800 kilogrammes. Or 3 kilomètres à l'heure font 83 centimètres à la seconde. Le travail à la jante sera donc de 800 X 0.83 = 666 kilogrammètres. Ce dernier étant plus fort que le précédent servira seul d'indication au constructeur pour la puissance à donner au moteur. En tenant compte du rendement de la transmission, il choisira par exemple un moteur de deux chevaux, robuste, ne tournant pas à plus de 1 000 tours à la minute. Ce point fini, le constructeur étudiera le changement de vitesses. Faut-il adopter ou non la prise directe? La grande vitesse est de 15 à l'heure; la petite de 3 seulement, rapport 5 fois. Essayons d'un changement de vitesse à deux arbres et sans prise directe. La solution rationnelle consiste à ne pas
se passer pour notre petite vitesse. En rampe de 15 p. 100 par mauvais chemins, il faudra que l'effort monte jusqu'à 800 kilogrammes. Or 3 kilomètres à l'heure font 83 centimètres à la seconde. Le travail à la jante sera donc de 800 X 0.83 = 666 kilogrammètres. Ce dernier étant plus fort que le précédent servira seul d'indication au constructeur pour la puissance à donner au moteur. En tenant compte du rendement de la transmission, il choisira par exemple un moteur de deux chevaux, robuste, ne tournant pas à plus de 1 000 tours à la minute. Ce point fini, le constructeur étudiera le changement de vitesses. Faut-il adopter ou non la prise directe? La grande vitesse est de 15 à l'heure; la petite de 3 seulement, rapport 5 fois. Essayons d'un changement de vitesse à deux arbres et sans prise directe. La solution rationnelle consiste à ne pas faire tourner plus vite l'arbre secondaire que l'arbre qui le commande. La vitesse de 1 000 tours de l'arbre moteur devant être réduite à 100 tours par exemple aux roues motrices, il n'est pas logique de faire tourner un des arbres intermédiaires à 1 500 ou 2 000 tours. Admettons donc que l'arbre secondaire tourne à 1 000 tours. La première paire d'engrenages est formée de deux roues égales. Les vitesses intermédiaires ne nous intéressent pas; passons de suite à la petite: En petite vitesse, les roues, et par suite l'arbre secondaire, tournent cinq fois moins vite qu'en grande d'après nos données; la vitesse prévue est donc de 200 tours à la minute; la réduction produite par la paire d'engrenages est de 5 à 1, puisque le moteur tourne à 1 000 tours. Nous plaçons donc sur l'arbre du baladeur le pignon le plus petit que nous puissions employer. Il aura par exemple 12 dents, nombre si petit qu'il n'est pas admis par tous les ingénieurs. Comme pas diamétral, il aura 4,5. Son diamètre sera donc de 12 x 4,5 ou 54 millimètres, ce qui est bien peu pour nous permettre de löger le carré du baladeur! Mais passons. La
donc que l'arbre secondaire tourne à 1 000 tours. La première paire d'engrenages est formée de deux roues égales. Les vitesses intermédiaires ne nous intéressent pas; passons de suite à la petite: En petite vitesse, les roues, et par suite l'arbre secondaire, tournent cinq fois moins vite qu'en grande d'après nos données; la vitesse prévue est donc de 200 tours à la minute; la réduction produite par la paire d'engrenages est de 5 à 1, puisque le moteur tourne à 1 000 tours. Nous plaçons donc sur l'arbre du baladeur le pignon le plus petit que nous puissions employer. Il aura par exemple 12 dents, nombre si petit qu'il n'est pas admis par tous les ingénieurs. Comme pas diamétral, il aura 4,5. Son diamètre sera donc de 12 x 4,5 ou 54 millimètres, ce qui est bien peu pour nous permettre de löger le carré du baladeur! Mais passons. La roue dentée qui correspond à ce pignon étant cinq fois plus grande, aura 60 dents et 270 millimètres de diamètre primitif, 279 de diamètre extérieur. Le carter aura 300 millimètres de large. La distance des deux arbres sera de 162 millimètres d'axe en axe. Il faut que tout cela tienne au milieu des autres organes du châssis! C'est possible, mais, comme nous le verrons, on peut faire cependant des organes bien plus petits et plus légers. Admettons pour l'instant ces nombres. L'arbre secondaire tourne à 200 tours. Les roues motrices, dont il faut maintenant nous occuper, ont, par exemple, un diamètre de 810 millimètres. C'est une donnée limite que nous ne pouvons modifier; on nous l'a imposée. Le développement d'une roue est de 2 m. 54. À la vitesse de 3 kilomètres à l'heure, elle tourne à raison de 19,6 tours à la minute. Avec le glissement des bandages sur le sol, les petits lacets de direction, nous pouvons calculer sur 20 tours. L'arbre secondaire tourne à 200 tours; les roues, à 20 seulement. La réduction est de 10 fois! Avec un cardan longitudinal et l'essieu habituel, il n'y a que la paire d'engrenages cônes qui peuvent être employées à
au milieu des autres organes du châssis! C'est possible, mais, comme nous le verrons, on peut faire cependant des organes bien plus petits et plus légers. Admettons pour l'instant ces nombres. L'arbre secondaire tourne à 200 tours. Les roues motrices, dont il faut maintenant nous occuper, ont, par exemple, un diamètre de 810 millimètres. C'est une donnée limite que nous ne pouvons modifier; on nous l'a imposée. Le développement d'une roue est de 2 m. 54. À la vitesse de 3 kilomètres à l'heure, elle tourne à raison de 19,6 tours à la minute. Avec le glissement des bandages sur le sol, les petits lacets de direction, nous pouvons calculer sur 20 tours. L'arbre secondaire tourne à 200 tours; les roues, à 20 seulement. La réduction est de 10 fois! Avec un cardan longitudinal et l'essieu habituel, il n'y a que la paire d'engrenages cônes qui peuvent être employées à réduire la vitesse. Essayons donc: Pignon, 12 dents; pas diamétral extérieur, 5; diamètre primitif, 60 millimètres. Roue, 120 dents!... même pas diamétral, 5 mm et par suite, diamètre primitif, 600! Le carter du différentiel aura 635 de diamètre, et les roues n'ont que 810! Le carter passerait à 87,5 millimètres du sol! La solution n'est pas possible avec le cardan simple. Avec les chaînes, cela colle au contraire. Nous prendrons un pignon de chaînes de 10 dents, pour nous donner une marge s'il fallait, la voiture construite, réduire encore la vitesse. La couronne dentée des roues peut avoir dans les 500 millimètres de diamètre; le pas des maillons étant de 40, par exemple, cela fait environ 40 dents. La réduction due aux chaînes est de 4 fois. La réduction que doit donner le train d'engrenements cônes commandant le différentiel est 2,5 pour compléter les 10 fois. Le pignon de commande a 12 dents avec pas diamétral 5 et diamètre 60 mm. La roue a 30 dents, avec diamètre de 150 mm. Si nous voulions, nous pourrions prendre pour cette roue un diamètre voisin de celui de la grande roue du changement de vitesse, soit 270 millimètres. Elle aurait alors 54
du sol! La solution n'est pas possible avec le cardan simple. Avec les chaînes, cela colle au contraire. Nous prendrons un pignon de chaînes de 10 dents, pour nous donner une marge s'il fallait, la voiture construite, réduire encore la vitesse. La couronne dentée des roues peut avoir dans les 500 millimètres de diamètre; le pas des maillons étant de 40, par exemple, cela fait environ 40 dents. La réduction due aux chaînes est de 4 fois. La réduction que doit donner le train d'engrenements cônes commandant le différentiel est 2,5 pour compléter les 10 fois. Le pignon de commande a 12 dents avec pas diamétral 5 et diamètre 60 mm. La roue a 30 dents, avec diamètre de 150 mm. Si nous voulions, nous pourrions prendre pour cette roue un diamètre voisin de celui de la grande roue du changement de vitesse, soit 270 millimètres. Elle aurait alors 54 dents. Comme nous avons de la marge, nous mettons 14 dents au pignon. Rapport : 3,86. Il reste 2,59 comme réduction à obtenir des chaînes, ce qui est facile avec un pignon de 12 dents et une couronne de 31. Nous marchons « sur le velours ». La morale à tirer de notre premier essai de châssis, c'est que, sans prise directe, avec les données qui nous étaient imposées, nous adopterions les chaînes. — Voyons maintenant ce qui se passerait si, tout en ne prenant pas la prise directe, nous faisions tourner l'arbre secondaire à plus de 1000 tours en grande vitesse. Supposons que nous lui fassions faire 1200 tours. En petite vitesse, et il en fera 240. Les roues motrices en faisant 20 il y aurait à prévoir une réduction de 12 fois. Le cardan est ici impossible, plus encore que tout à l'heure. Essayons, sans prise directe, de faire que, en grande vitesse, l'arbre secondaire tourne moins vite que le moteur. Quand les deux arbres tournaient à la même vitesse, la réduction, en première, était de 5 à 1 avec un pignon de 12 dents et une roue de 60. Gardons le pignon de 12 dents, mais prenons
tirer de notre premier essai de châssis, c'est que, sans prise directe, avec les données qui nous étaient imposées, nous adopterions les chaînes. — Voyons maintenant ce qui se passerait si, tout en ne prenant pas la prise directe, nous faisions tourner l'arbre secondaire à plus de 1000 tours en grande vitesse. Supposons que nous lui fassions faire 1200 tours. En petite vitesse, et il en fera 240. Les roues motrices en faisant 20 il y aurait à prévoir une réduction de 12 fois. Le cardan est ici impossible, plus encore que tout à l'heure. Essayons, sans prise directe, de faire que, en grande vitesse, l'arbre secondaire tourne moins vite que le moteur. Quand les deux arbres tournaient à la même vitesse, la réduction, en première, était de 5 à 1 avec un pignon de 12 dents et une roue de 60. Gardons le pignon de 12 dents, mais prenons une roue de 84 dents, ce qui nous donne une réduction de 7 à 1 ; et un arbre secondaire tournant à 171,5 tours. Les roues tournent à 20 tours. La réduction est donc 8,6 fois si nous employons le cardan. Solution impraticable. — Essayons d'adopter une prise directe. L'arbre intermédiaire tourne à la même vitesse que dans la solution 1. La conclusion est la même. En résumé, que l'on emploie la prise directe ou non, avec les données proposées, il est impossible d'utiliser la transmission à cardan simple. Voilà un de ces cas où le constructeur n'a pas l'embarras du choix. Deuxième cas. Au lieu d'une voiture très lente, essayons de construire une voiture vite. Au lieu d'une très forte démultiplication comme celle que nous venons d'examiner, examinons le cas où les roues motrices ont à tourner presque aussi vite que le moteur. On en a eu un exemple dans certaines voitures de course. Une roue de 870 a 2 m. 73 de développement ; 150 kilomètres à l'heure font 2 500 mètres à la minute. Les roues motrices ont donc à faire 915 tours à la minute, vitesse si voisine de celle du moteur que les deux pignons
intermédiaire tourne à la même vitesse que dans la solution 1. La conclusion est la même. En résumé, que l'on emploie la prise directe ou non, avec les données proposées, il est impossible d'utiliser la transmission à cardan simple. Voilà un de ces cas où le constructeur n'a pas l'embarras du choix. Deuxième cas. Au lieu d'une voiture très lente, essayons de construire une voiture vite. Au lieu d'une très forte démultiplication comme celle que nous venons d'examiner, examinons le cas où les roues motrices ont à tourner presque aussi vite que le moteur. On en a eu un exemple dans certaines voitures de course. Une roue de 870 a 2 m. 73 de développement ; 150 kilomètres à l'heure font 2 500 mètres à la minute. Les roues motrices ont donc à faire 915 tours à la minute, vitesse si voisine de celle du moteur que les deux pignons de chaînes pourraient être égaux. Pourquoi alors employer la complication des chaînes? Certains constructeurs ont donc fait leurs voitures de course à cardans. (Nous verrons plus tard pourquoi d'autres ont conservé les chaînes. Pour l'instant, nous ne nous occuperons que des problèmes de construction.) En ce cas par conséquent, les cardans s'imposaient. Nous avons examiné la question des engrenages. Une autre question se pose, celle de l'alignement des arbres et de la hauteur du châssis au-dessus du sol. En plan, il n'y a aucune difficulté avec la prise directe. L'arbre du moteur et le cardan se trouvent dans l'axe longitudinal de la voiture ; ils pourraient même être déportés sans inconvénient. En élévation, c'est un peu plus délicat. La hauteur du moteur au-dessus du sol est déterminée par l'espace libre à laisser pour le volant et par le diamètre de celui-ci. Pour ne pas heurter les pierres qui peuvent se trouver sur la route ou les autres obstacles qui viendraient à le briser, il faut que le dessous du volant soit à une vingtaine de centimètres du sol. On peut bien le baisser un peu plus, mais ce n'est pas à conseiller. Or le diamètre du volant est au minimum
cardans s'imposaient. Nous avons examiné la question des engrenages. Une autre question se pose, celle de l'alignement des arbres et de la hauteur du châssis au-dessus du sol. En plan, il n'y a aucune difficulté avec la prise directe. L'arbre du moteur et le cardan se trouvent dans l'axe longitudinal de la voiture ; ils pourraient même être déportés sans inconvénient. En élévation, c'est un peu plus délicat. La hauteur du moteur au-dessus du sol est déterminée par l'espace libre à laisser pour le volant et par le diamètre de celui-ci. Pour ne pas heurter les pierres qui peuvent se trouver sur la route ou les autres obstacles qui viendraient à le briser, il faut que le dessous du volant soit à une vingtaine de centimètres du sol. On peut bien le baisser un peu plus, mais ce n'est pas à conseiller. Or le diamètre du volant est au minimum de 360 à 400 mm. Plus il est grand, plus son action est énergique à poids égal ; un volant de grand diamètre est donc plus léger, ce qui est une raison de l'adopter. Les embrayages cônes de grand diamètre demandent un ressort plus faible, qui, par suite, fatigue moins le conducteur ; là encore un grand volant est préférable. Enfin un volant ne peut être muni de bras inclinés pour former ventilateur que s'il a un diamètre suffisant. On ne peut donc diminuer à volontier le rayon du volant. En ajoutant à ce rayon les 20 centimètres de distance du volant au sol, on a la hauteur minima à laquelle l'arbre du moteur doit se trouver. Prenons maintenant l'autre bout de la transmission. Elle est constituée par l'essieu arrière muni de son différentiel ; or, son axe est au niveau du moyau des roues motrices. Si ces roues ont 750 mm de diamètre, le différentiel est à 375 mm du sol. Le moteur est à 200 millimètres, plus la moitié de 360, soit en tout à au moins 380 millimètres. La différence dans ce cas qui, je l'avoue, est un des plus défavorables, est insignifiante; mais attendons! Dans quelles
le conducteur ; là encore un grand volant est préférable. Enfin un volant ne peut être muni de bras inclinés pour former ventilateur que s'il a un diamètre suffisant. On ne peut donc diminuer à volontier le rayon du volant. En ajoutant à ce rayon les 20 centimètres de distance du volant au sol, on a la hauteur minima à laquelle l'arbre du moteur doit se trouver. Prenons maintenant l'autre bout de la transmission. Elle est constituée par l'essieu arrière muni de son différentiel ; or, son axe est au niveau du moyau des roues motrices. Si ces roues ont 750 mm de diamètre, le différentiel est à 375 mm du sol. Le moteur est à 200 millimètres, plus la moitié de 360, soit en tout à au moins 380 millimètres. La différence dans ce cas qui, je l'avoue, est un des plus défavorables, est insignifiante; mais attendons! Dans quelles circonstances nous sommes-nous placés? La voiture est-elle en charge ou à vide ? Si nous supposons la voiture en charge au moment où les arbres sont ainsi en alignement correct, que deviendront-ils quand les voyageurs d'arrière étant descendus, les ressorts auront soulevé le châssis de plusieurs centimètres? Un cardan n'a pas besoin d'être en ligne droite, c'est entendu ; mais il fonctionne pourtant d'autant mieux que ses angles sont moins accentués. Il faudrait donc, pour bien faire, diriger l'axe longitudinal de la transmission vers le milieu du déplacement vertical de l'essieu arrière par rapport au châssis, c'est-à-dire vers la cote 350 au lieu de 375. Le moteur étant à 380, l'arrière de la transmission à 50, il y a donc 30 millimètres de pente à rattraper. Dans une voiturette bien étudiée, on incline ainsi très légèrement et sans inconvénient toute la transmission vers l'arrière. Dans la transmission à chaînes, le problème ne se pose même pas, l'arbre des pignons de chaînes n'étant pas forcément au niveau de l'essieu, je parle toujours au point de vue construction matérielle du châssis. À ce même point de vue, nous avons un troisième problème à examiner, c'est celui de la hauteur du châssis au-dessus
pas besoin d'être en ligne droite, c'est entendu ; mais il fonctionne pourtant d'autant mieux que ses angles sont moins accentués. Il faudrait donc, pour bien faire, diriger l'axe longitudinal de la transmission vers le milieu du déplacement vertical de l'essieu arrière par rapport au châssis, c'est-à-dire vers la cote 350 au lieu de 375. Le moteur étant à 380, l'arrière de la transmission à 50, il y a donc 30 millimètres de pente à rattraper. Dans une voiturette bien étudiée, on incline ainsi très légèrement et sans inconvénient toute la transmission vers l'arrière. Dans la transmission à chaînes, le problème ne se pose même pas, l'arbre des pignons de chaînes n'étant pas forcément au niveau de l'essieu, je parle toujours au point de vue construction matérielle du châssis. À ce même point de vue, nous avons un troisième problème à examiner, c'est celui de la hauteur du châssis au-dessus du sol. Pour bien des raisons : stabilité, légèreté, agrément, on cherche à abaisser le châssis ; il est inutile, il est même incommode de le mettre plus bas que les organes vitaux du mécanicien et, en particulier, que la boîte des vitesses, mais il est intéressant de ne pas le mettre plus haut. Prenons la voiturette de tout à l'heure. L'axe du moteur était à 380 millimètres du sol ; il en est de même, à peu de choses près, de l'axe des arbres de la boîte des vitesses. Le tambour de frein, qui est généralement la pièce de plus grand diamètre montée sur ces arbres, a au moins 200 millimètres de diamètre, avec son collier et le jeu nécessaire. Le dessus est au minimum à 120 millimètres de l'axe. Total au-dessus du sol : 500 millimètres. Le dessus du châssis est donc à cinquante centimètres du sol. Est-ce possible? À l'endroit du changement de vitesse, sans aucune doute ; mais au-dessus de l'essieu arrière? L'axe de l'essieu est à 375 millimètres du sol ; l'essieu lui-même, composé d'un arbre et du tube qui l'entoure, a près de 60 millimètres de diamètre, soit 30 de rayon. Ajoutés au 375
le mettre plus haut. Prenons la voiturette de tout à l'heure. L'axe du moteur était à 380 millimètres du sol ; il en est de même, à peu de choses près, de l'axe des arbres de la boîte des vitesses. Le tambour de frein, qui est généralement la pièce de plus grand diamètre montée sur ces arbres, a au moins 200 millimètres de diamètre, avec son collier et le jeu nécessaire. Le dessus est au minimum à 120 millimètres de l'axe. Total au-dessus du sol : 500 millimètres. Le dessus du châssis est donc à cinquante centimètres du sol. Est-ce possible? À l'endroit du changement de vitesse, sans aucune doute ; mais au-dessus de l'essieu arrière? L'axe de l'essieu est à 375 millimètres du sol ; l'essieu lui-même, composé d'un arbre et du tube qui l'entoure, a près de 60 millimètres de diamètre, soit 30 de rayon. Ajoutés au 375 millimètres, ces éléments donnent pour le dessus de l'essieu 405 millimètres à partir du sol. Entre l'essieu et le châssis il faut laisser, pour le jeu des ressorts dans les cahots, 70 millimètres, chiffre consacré par l'expérience. Le dessous des longerons est ainsi à 475. Or il leur faut bien 50 millimètres d'épaisseur pour la moindre voiturette. Cela fait 525 cote d'arrière, quand nous pouvions avoir 500 cote d'avant. On peut faire le sacrifice de ces 25 millimètres et mettre le châssis de la voiture à 525, mais, dans une voiture plus grosse, avec roues d'arrière de 870, et des longerons qui demandent au moins 80 millimètres d'épaisseur, la différence devient vraiment grande, ainsi qu'on va le voir. L'axe d'une roue de 870 est à 435 du sol. Ajoutant 35 de demi-épaisseur d'essieu, 70 millimètres de jeu, et 80 de longeron, on a 620 comme cote minima du dessus du châssis au droit de l'essieu arrière, tandis que, par devant, on aurait, sans difficulté, à peine 520. Pour profiter de ces sept ou huit centimètres plus avantageux à l'avant, certains constructeurs ont été amenés à relever le châssis à l'arrière. Les entrées latérales se font au-dessus des parties du châssis
50 millimètres d'épaisseur pour la moindre voiturette. Cela fait 525 cote d'arrière, quand nous pouvions avoir 500 cote d'avant. On peut faire le sacrifice de ces 25 millimètres et mettre le châssis de la voiture à 525, mais, dans une voiture plus grosse, avec roues d'arrière de 870, et des longerons qui demandent au moins 80 millimètres d'épaisseur, la différence devient vraiment grande, ainsi qu'on va le voir. L'axe d'une roue de 870 est à 435 du sol. Ajoutant 35 de demi-épaisseur d'essieu, 70 millimètres de jeu, et 80 de longeron, on a 620 comme cote minima du dessus du châssis au droit de l'essieu arrière, tandis que, par devant, on aurait, sans difficulté, à peine 520. Pour profiter de ces sept ou huit centimètres plus avantageux à l'avant, certains constructeurs ont été amenés à relever le châssis à l'arrière. Les entrées latérales se font au-dessus des parties du châssis qui sont à 550, les parties à 620 se trouvant au-dessous des panneaux ou des banquettes. On voit qu'un châssis à cardans est forcément toujours plus haut sur ses roues qu'un châssis à chaînes. À l'Étranger Frein sur pignon de chaîne Jusqu'ici on ne voyait guère de freins aux automobiles qu'en deux endroits : sur l'arbre du différentiel et sur les roues motrices. Le frein sur le différentiel est assez bon. Les freins des roues sont très sûrs, mais ils demandent à être réglés avec un grand soin, ce qui n'est pas toujours facile à cause de la place qu'ils occupent derrière les roues. Plusieurs maisons anglaises, James et Brown en particulier, les constructeurs des Vertex Cars, viennent d'imaginer de placer un frein sur chaque pignon de chaîne. Ce frein est moins sûr que le frein des roues, puisque, si une chaîne vient à casser, l'action du frein est annihilée ; il agit d'une façon moins égale sur les deux roues que le frein du mécanisme puisqu'il opère sur un seul côté pour chaque frein; mais il est tellement à portée de la main, et il est si facile à régler, qu'il rachète parfaitement ce second défaut. Il reste même