jeudi 16 février 2012

Comparaison couples moteurs / hélice

Complément au message sur la propulsion électrique des voiliers

Nous avons reporté sur un même graphique les courbes de couples en % du couple à vitesse maximum (Point M) de 3 moteurs:
- le diesel Yanmar 3GM30
- le diesel Volvo D1-30
- un moteur électrique à courant continu (ou "brushless") de même puissance
- et d'une hélice adaptée à cette puissance


En abscisses, la vitesse de rotation de l’hélice, exprimée en % de la vitesse de rotation à puissance maxi. Ce n’est pas la vitesse du bateau, qui n’est pas exactement proportionnelle.

En ordonnées : les couples :
- Maximum du moteur Volvo D1-30 (21kw au point M)
- Maximum d’un moteur électrique de même puissance que les deux diesel (21kw au point M)
- Maximum du moteur Yanmar 3GM30 (21kw au point M)
- Requis par l’hélice, et fourni par le moteur, qui décroît très vite quand la vitesse de rotation baisse.
- Maximum d’un moteur électrique de puissance moitié. (10,5kw au point P)
Tous exprimés en % du couple à vitesse maxi (au point M)

En traits fins noirs : les lignes d’égale puissance à 10%, 25%, 50%, 75% et 100% = 21kw

On voit clairement que :

Un moteur électrique de même puissance que les diesel (21kw au point M) conviendra parfaitement et assurera les mêmes performances, pas plus, pas moins. Son couple n’est pas supérieur. Le maintien de ce couple aux très basses vitesses ne sert à rien. Il sera plus silencieux.

Un moteur électrique de puissance moitié (10,5kw au point P) aura par  exemple (graphique) un couple à 59% et une vitesse de rotation à 85%, puisque 59% x 85% = 50%. Selon la conception du moteur, on peut déplacer le point P sur la courbe iso-puissance 50% (pointillé mixte fin) ce qui fait varier couple et vitesse en sens contraire, sans en changer le produit qui est la puissance.
Comme pour n’importe quel moteur :
- Une hélice « adaptée » permettra la meilleure vitesse maximum
- Une hélice de pas un peu plus court augmentera la poussée à basse vitesse au détriment de la vitesse maximum.
Ce moteur convient aux situations courantes, mais n’est pas équivalent !
On s’en apercevra de préférence par mauvais temps !