DM voiture Tamiya

1° STI 2D – ITEC
Devoir maison
Voiture TAMIYA H-CELL
motorisation
A rendre le mardi 5 Mars 2013
Remarque préalable : certaines notions de ce sujet sont nouvelles pour vous.
Vous devrez donc mettre à profit les vacances pour faire quelques recherches sur
internet sur ces notions. Ces recherches devraient vous permettre d’aller au bout
du sujet. Il sera accordé une attention toute particulière à la qualité de la
rédaction, notamment pour les explications de type qualitatif, ainsi qu’à la
présentation de votre copie.
Bon travail et bonnes vacances.
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On se propose d’étudier quelques aspects de la motorisation de la voiture radiocommandée TAMIYA H-CELL. On
donne sur les figures ci-dessous une vue d’ensemble de cette voiture (fig. 1) ainsi qu’une vue de la motorisation
avec la transmission mécanique du moteur vers les roues (fig. 2).
moteur
Figure 1 : vue d’ensemble, voiture TAMIYA H-CELL
Figure 2 : motorisation et transmission
1) En observant la transmission, préciser s’il s’agit d’une voiture à propulsion, à traction ou quatre roues motrices ?
Justifier votre réponse.
2) On désire maintenant, dans cette question 2, chercher le rapport de réduction entre la vitesse de rotation des
roues notée Ωr et la vitesse de rotation du moteur notée Ωm. Le constructeur précise que la vitesse du moteur vaut
Ωm = 17000 tr/mn pour une vitesse du véhicule de V = 25 km/h.
2-a Exprimer la valeur de V en m/mn puis en m/s.
2-b Les quatre roues du véhicule ont un rayon identique R. Si l’on suppose que les roues sont, du point de
vue géométrique, assimilables à des cylindres de rayon R, exprimer la circonférence L d’une roue en
fonction de R. Faire l’application numérique pour R = 3,25 cm (exprimer L en cm puis en m).
2-c Si l’on considère que le contact entre les roues et le sol se fait sans glissements, quelle est la distance
D parcourue par le véhicule pour un tour de roue ?
2-d En déduire la vitesse des roues Ωr en tr/mn pour une vitesse du véhicule V = 25 km/h.
2-e En déduire le rapport de la chaîne de transmission i = Ωm / Ωr (i est sans dimension, les deux vitesses
de rotation devront être exprimées dans la même unité).
Le moteur est un moteur électrique à courant continu et aimants permanents de marque MABUCHI et de référence
RS-540SH-7520. Le document technique du fabriquant est donné en annexe page 4.
3) Sur le document réponse page 3, il est reporté un tableau de caractéristiques du moteur (en anglais, tiré de la
documentation technique). Sur ce document réponse, compléter le tableau en français par les traductions
manquantes.
4) Sur le document réponse page 3, il est reporté un graphe de caractéristiques du moteur pour une alimentation
de 7,2 V (en anglais, tiré de la documentation technique). Directement sur ce graphe, reporter les points de
fonctionnement P1, P2 et P3 définis dans le tableau traduit de la question 3. Attention vous devez reporter deux
points P1, deux points P3 et trois points P2, pensez à les repérer de façon distincte. Il vous faudra peut-être
extrapoler certaines courbes.
5) Lorsque le moteur est alimenté sous 7,2 V et que la voiture roule à 25 km/h dans les conditions énoncées en
question 1, quel est la valeur du couple Cm développé par le moteur (pour répondre, utiliser le graphe présenté en
question 4) ? Ce couple permet de vaincre les résistances au déplacement de la voiture (résistance de l’air,
frottement des pneumatiques, pente à gravir) ainsi qu’à compenser les pertes internes au véhicule.
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DOCUMENT REPONSE (à rendre avec votre copie)
question 3 :
tableau de caractéristiques du moteur en anglais :
tableau de caractéristiques du moteur traduit en français (à compléter, attention la ligne correspondant à la
référence RS-540SH-6527 n’a pas été reportée) :
tension
modèle
RS-540SH-7520
Points de
fonctionnement
4.8~7.2
7.2Vconstant
r/mn
23400
P1
A
r/mn
2.40 19740
A
13.0
mN.m g.cm
30.6 312
W
63.2
P2
mN.m g.cm
196 1998
A
70.0
P3
question 4 : graphe de caractéristiques techniques du moteur pour une alimentation de 7,2 V.
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ANNEXE
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