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 Angle chaîne - dérailleur et pédalier

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yoyo
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MessageSujet: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Lun 11 Juin 2007, 08:01

salut a tous en faite ma question est la suivante sans parler de formule, esr ce que les efforts au niveau du rendemment sont capitales par rapport a cet angle, sera t'il plus difficile ou non si cet angle est nul
Merci d'avance
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echazare
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Lun 25 Juin 2007, 06:57

yoyo a écrit:
salut a tous en faite ma question est la suivante sans parler de formule, esr ce que les efforts au niveau du rendemment sont capitales par rapport a cet angle, sera t'il plus difficile ou non si cet angle est nul
Merci d'avance

Si j'ai bien compris la question: l'angle lié à la roulette sous le cadre.

Prenons un cas simple:

Puissance (P) développée par le cycliste 300W (pas mal !)
Angle 20°
Frottement de roulement sur la roulette: 0.05
Vitesse de pédalage 90tr/min

P = C w

C = 300/9.42 = 31.84Nm

F (force dans le brin tendu) = C / r (diamètre du plateau)

F =31.84/0.1 = 318.4 N

Composante radiale 318.4 * sin 20° = 108.9N
F résistante = 0.05 = 5.5N soit 1.72% de perte de puissance


Dernière édition par le Lun 25 Juin 2007, 11:31, édité 1 fois
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longitude
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MessageSujet: angle chaîne - dérailleur et pédalier   Lun 25 Juin 2007, 10:58

Il me semble qu'en côtes la puissance absorbée doit être beaucoup plus importante.
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echazare
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Lun 25 Juin 2007, 11:25

longitude a écrit:
Il me semble qu'en côtes la puissance absorbée doit être beaucoup plus importante.

Prenons un cas simple en cote:

Puissance (P) développée par le cycliste 300W (pas mal pour un amateur !)
Angle 20° de la chaine avec la roulette
Frottement de roulement sur la roulette: 0.05
Vitesse de pédalage 60tr/min

P = C w (rd/s)

C = 300/6.28 = 47.8Nm

F (force dans le brin tendu) = C / r (diamètre du plateau)

F =47.8/0.1 = 477.7 N

Composante radiale de la chaine sur la roulette 477.7 * sin 20° = 163.4N
F résistante = 0.05 = 8.2N soit 1.72% de perte de puissance c'est donc proportionnel

C'est théorique, car en cote des contraintes parasites interviennent certainement pour limiter le rendement, notamment la déformation des composants et l'apparition de frottements supplémentaires. C'est plus lié a la qualité du vélo qu'a la roulette...
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longitude
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MessageSujet: anlgle chaîne - dérailleur et pédalier   Lun 25 Juin 2007, 12:06

effectivement avec 33% de force en plus sur le brin tendu, le frottement de roulement sur la roulette n'est peut-être plus de 0,005%.
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olivier 54
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Mar 26 Juin 2007, 18:35

L'angle de la chaine par rapport a la roulette est surtout dicté par la géometrie du velo , faible voir nul sur un vélo trés haut , important sur un vélo bas type low racer .Maintenant reste a savoir si un bon rendement mécanique peut compenser un mauvais rendement aérodynamique ou si un bon rendement aérodynamique peut largement compenser un rendement mécanique diminué théoriquement de 1,72% .
Je pencherai plutot pour la deuxième solution .
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echazare
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Mar 26 Juin 2007, 19:47

longitude a écrit:
effectivement avec 33% de force en plus sur le brin tendu, le frottement de roulement sur la roulette n'est peut-être plus de 0,005%.

C'est de l'ordre du poil de cul, à moins que la force radiale de la chaîne soit capable de déformer la roulette...
Pour se fixer les idées:

http://fr.wikibooks.org/wiki/Tribologie_-_Mod%C3%A9lisation_des_actions_de_contact#Frottement_de_roulement

Cela donne par exemple, par tonne de véhicule, des valeurs de T de l'ordre de :

* 300 N pour une automobile,
* 150 N pour un poids lourd (juqu'à 80),
* 30 N pour un véhicule sur rail (jusqu'à 17 pour le TGV).
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Jéjon
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Mar 26 Juin 2007, 20:12

Echazare a écrit:
Angle 20° de la chaîne avec la roulette.

Je n'ai pas tout suivi. Où mesurez-vous cet angle ? Merci !
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echazare
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Mar 26 Juin 2007, 20:16

Jéjon a écrit:
Echazare a écrit:
Angle 20° de la chaîne avec la roulette.

Je n'ai pas tout suivi. Où mesurez-vous cet angle ? Merci !

si j'ai compris la question, c'est la roulette centrale renvoie d'angle sous le siège, c'est l'angle formé par le brin tendu dévié par la roulette et le brin tendu sans la roulette.
20° c'est a vue de nez....
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laurent
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Mar 26 Juin 2007, 22:17

olivier 54 a écrit:
Maintenant reste a savoir si un bon rendement mécanique peut compenser un mauvais rendement aérodynamique ou si un bon rendement aérodynamique peut largement compenser un rendement mécanique diminué théoriquement de 1,72% .
Je pencherai plutot pour la deuxième solution .

Sur le plat, pas de soucis l'aéro est gagnante, mais au fur et a mesure que la pente se raidit, que la vitesse diminue, que le pédalage perd de sa souplesse... les donnée ne sont plus du tout les même...

[quote="echazare"]
longitude a écrit:

C'est de l'ordre du poil de cul, à moins que la force radiale de la chaîne soit capable de déformer la roulette...

La chaîne (longue) et le cadre (qui n'est, souvent, justement pas un cadre mais un tube) encaisse les déformations, d'autant plus qu'on pédale moins rond et en puissance. On a tous fait l'expérience du pédalier qui bouge plus que nettement quand on pousse sur la pédale a l'arrêt... Et y a même pas besoin de pousser fort! C'est pas parce que c'est moins perceptible en roulant que ça n'existe pas. Fô quand même bien se dire que l'énergie qui passe a plier le cadre... elle passe pas dans les roues...!
Ben ouais le vélo couché "traditionnel" c'est bien un engin qui s'est surtout développer en plat pays... Ca n'empêche pas qu'il y aie quelques géométrie un peu différente qui donne de meilleur vélo en pays vallonné (et je ne pense pas aux tractions directes! pas très bon sur de forte pente: patinage et vitesse minimale d'équilibre élevée) mais les "bricabracs", les "grues" ou peut être bien un Rans v3 dans ce qui peut se trouver dans le commerce semble mieux répondre au soucis des terrains vallonné... voir montagneux... Cadre triangulé, brin tendu directe et grande roues... Je pense que ça pèse... dans le bon sens!
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Mer 27 Juin 2007, 00:34

laurent a écrit:
[
La chaîne (longue) et le cadre (qui n'est, souvent, justement pas un cadre mais un tube) encaisse les déformations, d'autant plus qu'on pédale moins rond et en puissance. On a tous fait l'expérience du pédalier qui bouge plus que nettement quand on pousse sur la pédale a l'arrêt... Et y a même pas besoin de pousser fort! C'est pas parce que c'est moins perceptible en roulant que ça n'existe pas. Fô quand même bien se dire que l'énergie qui passe a plier le cadre... elle passe pas dans les roues...!
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echazare
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Mer 27 Juin 2007, 06:57

laurent a écrit:
olivier 54 a écrit:
Maintenant reste a savoir si un bon rendement mécanique peut compenser un mauvais rendement aérodynamique ou si un bon rendement aérodynamique peut largement compenser un rendement mécanique diminué théoriquement de 1,72% .
Je pencherai plutot pour la deuxième solution .

Sur le plat, pas de soucis l'aéro est gagnante, mais au fur et a mesure que la pente se raidit, que la vitesse diminue, que le pédalage perd de sa souplesse... les donnée ne sont plus du tout les même...

echazare a écrit:
C'est de l'ordre du poil de cul, à moins que la force radiale de la chaîne soit capable de déformer la roulette...

La chaîne (longue) et le cadre (qui n'est, souvent, justement pas un cadre mais un tube) encaisse les déformations, d'autant plus qu'on pédale moins rond et en puissance. On a tous fait l'expérience du pédalier qui bouge plus que nettement quand on pousse sur la pédale a l'arrêt... Et y a même pas besoin de pousser fort! C'est pas parce que c'est moins perceptible en roulant que ça n'existe pas. Fô quand même bien se dire que l'énergie qui passe a plier le cadre... elle passe pas dans les roues...!
Ben ouais le vélo couché "traditionnel" c'est bien un engin qui s'est surtout développer en plat pays... Ca n'empêche pas qu'il y aie quelques géométrie un peu différente qui donne de meilleur vélo en pays vallonné (et je ne pense pas aux tractions directes! pas très bon sur de forte pente: patinage et vitesse minimale d'équilibre élevée) mais les "bricabracs", les "grues" ou peut être bien un Rans v3 dans ce qui peut se trouver dans le commerce semble mieux répondre au soucis des terrains vallonné... voir montagneux... Cadre triangulé, brin tendu directe et grande roues... Je pense que ça pèse... dans le bon sens!
Laurent

On s'éloigne du sujet, mais un cadre doit être dimensionné pour passer une certaine puissance (limiter la déformation jusqu'à la puissance voulu + rendement du cadre). C'est vrai pour un VC comme pour un VD. Dans notre cas c'est le baume du pédalier qui devrait se déformer sous l'effet du couple de pédalage. La roulette n'y est pas soumise.

A l'occaz je ferai une simulation de la déformation de mon SP sur ANSYS.... à vu de nez, même si effectivement c'est pas un cadre triangulé comme un VD, les dimensions des tubes devraient laisser passer pas mal de watts sans "déformation". D'ou le poids....
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Jéjon
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MessageSujet: Poil de cul   Mer 27 Juin 2007, 09:19

Si maintenant on cherche à évaluer la perte d'une traction indirecte de type "Zox" ou "Cobra", on mesurera, je pense, un angle de 90° (voire davantage). Dans ce cas, le même calcul d'Echazare donne...

Angle : 20°
Frottement de roulement sur la roulette : 0,05
[...]
Composante radiale : 318,4 N * sin 90° =... 318,4 N !
F résistante = 0.05 * 318,4 = 15,9 N soit 5 % de perte de puissance.

Il me semble que le "poil de cul" prend alors les allures d'un crin de chameau !
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echazare
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Mer 27 Juin 2007, 09:57

Jéjon a écrit:
Si maintenant on cherche à évaluer la perte d'une traction indirecte de type "Zox" ou "Cobra", on mesurera, je pense, un angle de 90° (voire davantage). Dans ce cas, le même calcul d'Echazare donne...

Angle : 20°
Frottement de roulement sur la roulette : 0,05
[...]
Composante radiale : 318,4 N * sin 90° =... 318,4 N !
F résistante = 0.05 * 318,4 = 15,9 N soit 5 % de perte de puissance.

Il me semble que le "poil de cul" prend alors les allures d'un crin de chameau !

Mon choix de 0.05 de coéf de frottement de roulement est pris à la louche.
Une roulette en plastique plus une chaine métallique aura certainement un coéf plus proche de la roue de train (30N/T = 0.003) que du pneu (300N/T = 0.03).

De toute façon perdre 1 ou 2% en transmission n'est pas négligeable en côte si l'on cherche la performance max.

Il faut tenir compte aussi du tube qui ajoute un poil de cul de chameau supplémentaire aux pertes.
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amidesign
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Mer 27 Juin 2007, 11:32

Je trouve hyper contestable cet flèche de 0.05, il faut prendre 0.003, J'ai même le nombre personnel de 0.001, comme le train, fer sur fer. Billes sur cages.
20°, 300 N donne ... 2 x 300 sin 10 = 104 N.
30 pour 10'000 N donne 0.3 N pour 104 N,

Je reviens ...
La puissance humaine est de Ph =100 W.
Je prends v = 6 m/s, 21.6 km/h. Ph = F v, F =Ph / v, = 17 N.

0.3 / 17 = 18 pour mille, des cacahuètes.




Dernière édition par le Ven 10 Aoû 2007, 22:04, édité 2 fois
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echazare
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Mer 27 Juin 2007, 13:10

amidesign a écrit:
Je trouve hyper contestable cet flèche de 0.05, il faut prendre 0.003, J'ai même le nombre personnel de 0.001, comme le train, fer sur fer. Billes sur cages.
20°, 300 N donne ... 2 x 300 sin 10 = 104 N.
30 par 10'000 N donne 0.3 N

Je reviens ...
La puissance humaine est de Ph =100 W.
Je prends v = 6 m/s, 21.6 km/h. Ph = F v, F =Ph / v, = 17 N.

18 pour mille, des cacahuètes.



je suis d'accord c'est bien ce que je confirme sur mon poste précédent...
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Philippe69
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Mer 27 Juin 2007, 13:22

Je ne savais pas que l'on était sur un forum de physique et de mécanique.
Merci pour les cours mème si je n'ai pas tout compris. scratch
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Jéjon
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Mer 27 Juin 2007, 14:54

Dire que tout ça fut initié par ce message de Yoyo...
yoyo a écrit:
Salut à tous, en fait, ma question est la suivante : sans parler de formule, est-ce que [...]

Le pauvre garçon est servi !
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Philippe69
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Mer 27 Juin 2007, 16:53

Je ne suis pas habitué à un tel niveau d'explications, moi qui fréquentais
le forum de vélo 101, mis à part les insultes, et les égos surdimensionnés je découvre une autre facette de ce que peut ètre un forum.(plus constructif et instructif)
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Jéjon
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Mer 27 Juin 2007, 17:01

"Vélorizontal. Vous n'aviez jamais participé à un forum."
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   Mer 27 Juin 2007, 18:17

Jéjon a écrit:
Si maintenant on cherche à évaluer la perte d'une traction indirecte de type "Zox" ou "Cobra", on mesurera, je pense, un angle de 90° (voire davantage). Dans ce cas, le même calcul d'Echazare donne...

Angle : 20°
Frottement de roulement sur la roulette : 0,05
[...]
Composante radiale : 318,4 N * sin 90° =... 318,4 N !
F résistante = 0.05 * 318,4 = 15,9 N soit 5 % de perte de puissance.

Il me semble que le "poil de cul" prend alors les allures d'un crin de chameau !




Et pourtant , malgré tout , en competition ce type de vélo est souvent aux avant postes , la longueur de chaine inferieure et les solicitations sur le cadre expliquant peut etre cela , les qualités du cycliste aussi !
Dans la pratique , avec leurs qualités et leur defauts tous les modes de transmission finissent par se valoir mais , a cause du renvoi ou de la longueur de la chaine seront toujours inferieurs au rendement d'une transmission de vélo droit .
On peut bien sur tenter d'ameliorer cet etat de chose mais pas au detriment de l'aerodynamique . Car a trainée aero equivalente , le vélo droit , par sa meilleure aptitude a passer les bosses , reprend l'avantage .
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MessageSujet: Re: Angle chaîne - dérailleur et pédalier   

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Angle chaîne - dérailleur et pédalier
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