du moteur à l'hélice, comment ça marche ?

Je m'intéresse, d'un point de vue essentiellement théorique pour l'instant (faute de mieux), à comment fonctionne un bateau. Plus précisément je suis en train de regarder en ce moment la partie qui va du moteur à l'hélice. J'essaye de comprendre pourquoi c'est comme c'est, et pas autrement.

Donc, d'abord l'inverseur : si je comprends bien c'est comme une boîte de vitesse de voiture, mais plus simple puisqu'il n'y a qu'une vitesse AV et la marche arrière. Sinon le fonctionnement semble assez similaire, avec une tringlerie élémentaire à trois positions (AV, neutre, AR). J'ai bon ? Si quelqu'un a des liens vers des schémas un peu pédagogiques (voire des gifs), je suis preneur. J'arrive pas à voir si il y a des bagues de synchro et pignon fou comme sur les voitures ?

Ensuite, il y a les tourteaux qui, si je comprends bien, sont là essentiellement pour transmettre la puissance à l'arbre. Est-ce qu'ils sont parfaitement collés (côté inverseur et côté hélice) ou est-ce qu'il y a une matière souple entre les deux pour faire une sorte d'accouplement élastique et permettre d'accepter un léger désaxage ? (j'ai pas l'impression)

Ensuite l'arbre entre dans le presse étoupe qui, si je le comprends bien, sert uniquement à l'étanchéité, et n'a aucun rôle pour assurer la liaison pivot de l'axe. C'est sans doute à cette condition qu'il peut bien assurer l'étanchéité, parce qu'il n'encaisse pas d'efforts autre que la pression de l'eau. J'ai bon ?

A partir de là, l'arbre est dans l'eau, il traverse le tube d'étambot jusqu'à la bague hydrolube qui elle sert au maintien de l'arbre sur son axe (elle ne participe pas à l'étanchéité). Mais cette bague souple n'assure pas à elle seule la liaison pivot. Elle contribue seulement au centrage de l'arbre dans le tube. J'ai bon ?

En fait, je me demande où passent les efforts. Ce qui me surprend de prime abord dans ce système c'est qu'il est très différent d'un système "terrien". Dans un système terrien, si on veut faire tourner un arbre avec un moteur, et qu'on est jamais sûr d'un alignement parfait alors d'une part on garantit une solide liaison pivot pour l'arbre, et d'autre part on relie l'arbre au moteur avec un joint de cardan par exemple. Dans le cas du voilier, qu'est ce qui assure la liaison pivot de l'arbre ? C'est directement la sortie de l'inverseur et la reprise par la bague hydrolube ? Pourquoi monter de manière rigide l'arbre en sortie du moteur ? Pourquoi pas mettre des roulements dans le tube d'étambot ? J'imagine que c'est la contrainte de l'étanchéité qui a mené à ce design. J'ai bon ?

Bref, je crois que j'ai à peu près compris, mais si vous avez des liens vers des ressources pédagogiques sur ces questions là (et les autres !), je suis preneur.
Merci

L'équipage
02 juin 2020
02 juin 2020
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il y a trois montages possibles pour une ligne d'arbre .
soit elle est fixe sur deux paliers ou plus ,l'accouplement est souple et les supports moteurs aussi.
ou la liaison est réalisée par un système genre aquadrive .
soit tout est rigide moteur boulonné directement sur le châssis .
soit le seul point fixe est la bague hydrolube et tout le reste est souple sauf l'accouplement ce qui pourrait générer des fréquences de vibrations transitoires .
après il y a les transmissions en sail drive avec une embase qui traverse la coque .
alain


02 juin 202002 juin 2020
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Bonjour, intéressant ce fil.
Sur cette vidéo tu pourras voir l'intérieur d'un inverseur classique. Attention, dans la vidéo il se trompe sur le fonctionnement. Les pignons marche av et ar sont toujours engrénés et c'est un crabot manoeuvré par la fourchette qui fait l'engagement des rapports.
m.youtube.com[...]/watch

En alignant correctement moteur et ligne d'arbre, il semble que l'on peut se passer de cardan. Sur mon ancien Fantasia (moteur 10cv) il n'y avait même pas d'accouplement souple.

Pour la transmission de la poussée de l'hélice à la coque, sur nos bateaux de taille raisonnable, c'est le moteur qui encaisse la poussée et les silent blocs qui transfèrent à la coque. Je ne sais pas si ça peut être le cas pour de gros voiliers de plaisance mais sur les bâtiments commerciaux et militaires, la/les lignes d'arbre est supportée par plusieurs paliers plus un palier dit "butée" qui encaisse la poussée et la transfère à la coque.

Sur mon Fantasia toujours, la ligne d'arbre n'était guidée que par l'inverseur et la bague hydrolube. La bague hydrolube participe bien au guidage de la ligne. Attention, le presse étoupe ou joint tournant que l'on voit à l'intérieur du bateau, lui ne participe pas du tout au guidage, juste étanchéité.


02 juin 2020
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Merci Alain, merci Fabien, vos contributions m'aident à comprendre des choses.
Notamment qu'il existe bien des systèmes avec un type de cardan :
www.maucour.fr[...]ive.pdf
Et également qu'une des contraintes c'est la transmission des vibrations dans la coque.

Effectivement, transmettre les efforts de poussée par les silent-blocs c'est un peu contre-intuitif. Je pense pas que les silent-blocs soient vraiment conçus pour fonctionner comme ça, ils doivent s'user de manière non-homogène. Du coup, la bague hydrolube subit également les vibrations du moteur, plus éventuellement une tendance de l'arbre à se désaxer sous la poussée. Ce sont des pièces d'usure à changer souvent ? Ou alors l'ordre de grandeur de la force de poussée est négligeable comparée aux vibrations du moteur ?

Sur les plus grosses motorisations, j'imagine qu'on passe en mode cardan, avec une butée pour transmettre la poussée.

On cherche donc, pour un bateau qui a un certain déplacement à mettre en branle, et donc une motorisation associée, un système qui pourra :
- transmettre la poussée
- assurer l'étanchéité
- réduire au minimum la transmission des vibrations du moteur à la coque.


02 juin 2020
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Sur des bateaux de 4000 à 6000 tonnes que j'ai vus, pas de cardan mais un accouplement souple au niveau du tourteau. Passé certains couples et certaines dimensions je ne pense pas qu'il soit intéressant de faire des joints homo cinétiques géants.

Sur nos bateaux le saildrive simplifie bien les choses pour ce qui est des contraintes de transmission (enfin jusqu'à ce qu'il faille changer le joint diaphragme, là ça se complique).

Quoi qu'il en soit, sur un voilier le moteur est sensé n'être qu'accessoire donc on peut tolérer qu'il vibre un peu le peu de temps qu'il tourne. Je comprends l'intérêt du saildrive pour pouvoir reculer le moteur mais je ne comprends pas trop l'intérêt de l'aquadrive (ça doit faire cher pour juste réduire les vibrations).


03 juin 2020
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bonjour
quand le moteur est en marche avant la poussée de l'arbre fait enfoncer les silents blocks avant et monter ceux de l'arrière et inversement en marche arrière .
c'est tolérable jusqu'à certaines puissances .
si on veut un confort sonore et vibratoire on monte un système genre aquadrive qui va encaisser la poussée
qui sera transmise directement à une varangue ,les silents blocks ne servent plus qu'à la suspension du moteur et le joint omocynétique au couple .ça a tous les avantages sauf le prix et l'installation .
alain


03 juin 2020
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Si le montage type aquadrive n'était pas si couteux il est évident que tous les petits bateaux à ligne d'arbre et tube d'étambot, en seraient équipés malgré sa complexité mécanique propre.
Il faut reconnaitre aussi que le milieu marin est plutôt "traditionnel" et accepte souvent "le service minimum", finances obligent.


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