Compte-rendu projet interdisciplinaire : déterminer l'influence des paramètres de roulement d'un vélo à assistance électrique

Thèmes abordés

Compte-rendu projet interdisciplinaire, influence des paramètres de roulement d'un vélo à assistance électrique, diagramme pieuvre, force d'avancement, frottements mécaniques, inclinaison du sol, calculs théoriques, principe fondamental de la dynamique

Résumé du document

Le Vélo à Assistance Electrique (VAE) est un moyen de transport idéal pour des trajets quotidiens courts ou moyens (de 5 à 20 km), avec un dénivelé limité. Il est particulièrement apprécié par les personnes se déplaçant beaucoup en ville et souhaitant se déplacer rapidement sans trop d'efforts et sans être en sueur. Le diagramme pieuvre (ou diagramme des inter-acteurs) définit l'environnement du produit et les interactions associées. Il permet de mettre en place les fonctions principales (FP) et les fonctions contraintes (FC) du vélo à assistance électrique.

Extraits

[...] Les facteurs qui influent sur les différences entre les résultats des calculs et les mesures sont : Vent et pente négligés. Précision et incertitude de la mesure du temps d'arrêt et de la vitesse initiale. Arrêt du vélo pas exactement à 0km/h. Pente réglable avec une résolution de Mesure difficile à mettre en place avec un tapis de course (nécessité de mettre une planche en bois pour placer le vélo sur le tapis). Le coefficient de roulement est donc celui d'un pneu sur du bois. [...]

[...] sin(α) Sur ce tableau, nous pouvons remarquer que Ffrottements diminue, car il y a moins de poids sur les roulements. Mais, au contraire, la ΣFrésistantes augmente avec Px. IV. Mesures En appliquant le Principe Fondamental de la Dynamique Pour faire les mesures, nous nous plaçons sur un parking que l'on supposera plat, sans vent et sans assistance électrique. On pédale jusqu'à atteindre une vitesse indiquée sur le compteur de 15 km/h-1 puis en arrêtant de pédaler, on chronomètre le temps que le vélo met pour s'arrêter. [...]

[...] Calculs théoriques Sur plan horizontal ( α = 0°) ► air = ½ . ρ . S . Cx .v² = ½ (15/3,6)² = 6,9 N ► frottements = frottement pneus + friction frottements = Cr . m . g + Cf . v² = + (15/3,6)² = 12,1 N ► avancement = ► Puissance consommée = . . [...]

[...] Afin de connaître la somme des forces résistante, nous pouvons utiliser un système permettant de faire varier une pente et regarder à partir de quelle inclinaison l'ensemble vélo + cycliste va commencer à se déplacer. Le seul système qui permet de faire varier une pente à notre disposition est un tapis de course. Avec cette méthode la force résistante de l'air n'est pas présente, car le vélo n'a pas de vitesse. De cette façon le vélo à assistance électrique commence à se déplacer à partir d'une inclinaison du tapis de course de soit tan(α) = 2/100. Toujours en projection sur l'axe il y a déplacement lorsque : V. [...]

[...] = = Joules = calories = 209 kcal Cela correspond, en unité quotidienne, à 209 Calories qu'il faut dépenser pour faire avancer le vélo à une vitesse de 15km/h- Influence de la vitesse sur les forces résistantes : En utilisant les équations pour calculer les forces résistantes et en faisant varier la vitesse, on obtient ce tableau et ce graphique. On remarque sur le graphique que plus le cycliste va vite, plus les forces résistantes sont importantes. On retrouve une fonction polynôme, car la vitesse apparaît deux fois au carré dans la formule de calcul de la somme des forces résistantes. Influence de la pente (de α radians) sur la somme des forces résistantes : air ne varie pas. frottements = Cr . m . g . [...]