Doté d’un nom à dormir debout, ce train épicycloïdal est une pièce maîtresse dans beaucoup de moteurs et permet notamment le freinage des engins. Son nom lui vient du mouvement épicycloïdal qui est un peu complexe, par rapport à d’autres systèmes. La pièce est composée d’au moins un engrenage à denture, de tiges et d’arbres ainsi que d’une couronne extérieure.
Plan de l'article
Qu’est-ce qu’un train épicycloïdal ?
Le train épicycloïdal est un dispositif de transmission mécanique. Ce qui veut dire qu’il va être chargé de transmettre un mouvement d’une pièce à une autre dans les machines. Par exemple, pour activer une roue. Vous l’avez compris, ce moteur est donc composé d’engrenage à denture et d’arbres de transmissions.
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Souvent représentés un peu comme un système solaire, les mouvements du train épicycloïdal s’opèrent autour du planétaire (engrenage central) avec le planétaire extérieur (couronne) qui va enclencher les satellites (engrenages secondaires sur les côtés). Ce sont des engrenages à denture avec des arbres qui vont transmettre le mouvement à l’autre pièce mécanique, parfois une roue, parfois les cylindres d’un rotor. C’est pourquoi on retrouve ces trains dans un moteur, là où le mouvement doit être transmis pour ensuite être transféré dans les pièces mobiles qui enclenchent le mouvement ordonné.
Le nom du train épicycloïdal, lui, vient du mouvement épicycloïdal. Lorsque la notion n’est pas familière, il peut être un peu complexe à expliquer, mais voici un essai.
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C’est un point fixé dans un cercle et la trajectoire du point est guidée par le roulement du cercle sur la couronne du train (carapace circulaire extérieure). Imaginez un petit cercle roulant autour d’un plus gros. Maintenant, tracez un segment partant du point jusqu’à la limite du cercle à l’intérieur (rayon du cercle). Avec le point touchant le cercle et le rayon, dessinez la trajectoire que produit le cercle en roulant (pas glissant) autour de la couronne. Cette rosace un peu large composée d’au moins un engrenage à denture, c’est le mouvement épicycloïdal nécessaire dans un moteur.
Pourquoi utiliser ce type de système d’engrenage à denture ?
Ce train épicycloïdal est obligatoire dans les moteurs des hélicoptères. À cause de la puissance du rotor et le régime de la turbine très élevée. Sans cette pièce, le moteur ne tient pas. Le stator doit pouvoir le supporter aussi. Le poids de l’hélicoptère est aussi élevé, donc la transmission va devoir redistribuer la vitesse pour freiner le moteur efficacement. Capable de gérer le mouvement des machines avec le planétaire interne et le planétaire externe, le rapport vitesse freinage est maîtrisé.
Le mouvement et la vitesse des dispositifs de forces motrices comme un hélicoptère seront peu maîtrisés par d’autres dispositifs de transmission mécanique.
En effet, sa configuration avec trois satellites et deux planétaires lui permet d’avoir trois arbres avec des vitesses de rotation différentes. Finalement, le rapport de réduction de vitesse en fait un type de transmission idéal. C’est pourquoi il est utilisé pour les moteurs de plusieurs machines, pour faire fonctionner une roue, par exemple :
- Vélo électrique
- Voiture électrique
- Voiture hybride
- Éolienne
- Outil de jardin
- Hélicoptère
- Turboréacteurs
- Voiture, etc
Les autres machines de transmissions
Le train épicycloïdal n’est pas la seule transmission mécanique qui existe, il en faut aussi pour les autres moyens de locomotions comme les trains ou les avions. Il existe déjà en tout quatre types de trains épicycloïdaux. Ce qui peut permettre d’activer une roue.
Un type 1 et 2 avec un planétaire intérieur et extérieur et un engrenage à simple denture (1) ou un engrenage à double denture (2). Un type 3 et 4 avec un engrenage à double denture à chaque fois, mais deux planétaires extérieurs (3) et deux planétaires intérieurs (4).
Ensuite, on peut parler du train sphérique qui lui aussi est une transmission mécanique et qui fonctionne un peu comme le train épicycloïdal. Le train possède des engrenages coniques à denture et l’axe de rotation des satellites est perpendiculaire au planétaire.
Ces types de transmissions mécaniques sont surtout utilisés dans les moteurs automobiles en différentiel. Au lieu de s’occuper du freinage comme son collègue épicycloïdal, le train sphérique se charge de la redistribution de la vitesse, permettant au moteur de générer plus de vitesse et de le transmettre dans les roues du véhicule automobile.
Ces deux pièces, même si elles n’ont pas la même utilisation, sont alors très importantes dans la construction d’un même moteur. Elles sont aussi essentielles par rapport aux roues d’une voiture.