Supports moteur MOU ou RIGIDE ? Atteignez stabilité et isolement sur un Yanmar 2YM15.

Vessel: 1977, Islander 32 based in East Greenwich Rhode Island, USA.

2 ELLEBOGEN 75 (Ref. 128270-08341) and 2 ELLEBOGEN 100 (Ref. 128377-08351)

BRÈVE DESCRIPTION DU BATEAU ET DU MOTEUR

Le voilier a Ă©tĂ© conçu par l’architecte naval M. Robert Perry. La longueur totale du bateau est de 31,96 ft / 9,74m avec une largeur de 11.08 ft / 3.38 m. Le dĂ©placement du bateau est de 10 500 lb / 4 763 kg avec un tirant d’eau de 5,33 pi / 1,62 m.          Le nom du chantier naval est Islander Yachts (USA).

Vous trouverez ci-dessous une vue d’ensemble du voilier.

Fig 1: Vue générale du voilier.
Fig 1: Vue générale du voilier.

Le voilier Ă©tait Ă  l’origine propulsĂ© par un Volvo MD7A. Il a Ă©tĂ© remotorisĂ© en 2017 avec un Yanmar 2YM15 qui a Ă©tĂ© achetĂ© d’occasion dans l’État de Washington. À cette Ă©poque-lĂ , le moteur avait environ 100 heures sur lui, au moins il a 10 ans. Le propriĂ©taire avait fait la remotorisation initiale avec des supports qui accompagnaient le moteur car ils « avaient l’air » d’ĂȘtre bien comme ils se font encore. DĂšs le dĂ©but, le propriĂ©taire n’a jamais Ă©tĂ© satisfait des secousses au ralenti, mais il a toujours cru que ses problĂšmes Ă©taient liĂ©s Ă  une faute du moteur, non aux supports.

Le propriĂ©taire du bateau est un solitaire vivant Ă  bord du croisier pendant les mois de juillet et aoĂ»t. Traversant la cĂŽte du Maine, bien au Nouveau-Brunswick et le cĂŽtĂ© nord de la Nouvelle-Écosse. Il navigue environ 1200 milles nautiques par an en moyenne et met environ 140 heures par an sur son moteur. Un marin de 77 ans, expĂ©rimentĂ© avec une vaste formation en mĂ©canique et un atelier enviable.

LEVAGE DU MOTEUR

Le propriĂ©taire du voilier a dĂ©cidĂ© qu’il pouvait facilement soulager le poids de ce moteur relativement lĂ©ger en grĂ©ant un treuil Ă  cĂąble des points de levage du moteur Ă  la barre de flĂšche des voiliers. Il a enlevĂ© la majeure partie du poids du moteur en le soutenant sur la barre de flĂšche avec une corde halyard. Il n’avait qu’à le soulever de quelques centimĂštres pour retirer et installer des nouveaux supports.

REMPLACEMENT DES SUPPORTS

Une fois l’arbre dĂ©connectĂ© de la bride d’engrenage, il a pu soulever le moteur sur cette courte distance sans dĂ©connecter aucune liaison ou connexion d’échappement / refroidissement.

Ensuite, il a enlevĂ© le filtre Ă  huile, le couvercle du purificateur d’air, la pompe Ă  eau brute, le filtre Ă  carburant montĂ© sur cloison et l’alternateur.

Avant de soulever le moteur, il a retirĂ© tous les boulons de dĂ©calage 3/8 qui fixaient les supports aux lits. Une variĂ©tĂ© de prises flexibles et d’extensions oscillantes ont permis d’accĂ©der Ă  certains des boulons les plus cachĂ©s. Un petit pilote d’impact de batterie Ă©tait aussi utile. Il a Ă©galement fait bon usage d’une boĂźte combinĂ©e de 24 mm / clĂ© Ă  extrĂ©mitĂ© ouverte qu’il a coupĂ©e en deux, donnant 2 clĂ©s trapues qui ont Ă©tĂ© utiles dans l’alignement final car son moteur Ă©tait trĂšs serrĂ© aux cloisons latĂ©rales.

Il a rĂ©ussi toute la conversion en quelques demi-journĂ©es en travaillant entiĂšrement seul, avec le bateau Ă  mon amarrage. Il affirme qu’«un homme plus jeune aurait pu tout faire en une journĂ©e. Une aide pour me remettre des outils dans les bols des casiers du cockpit aurait Ă©galement Ă©tĂ© trĂšs utile
 ”

Le processus d’alignement s’est dĂ©roulĂ© Ă  peu prĂšs comme je m’y attendais aprĂšs l’avoir fait Ă  de nombreuses reprises dans le passĂ©. Comme vous le savez, c’est un processus plutĂŽt fastidieux mais il a rĂ©ussi Ă  obtenir un rĂ©sultat trĂšs satisfaisant avec une jauge de sensation .003.

VIDÉO AVANT ET APRÈS

RELATION ENTRE LA FRÉQUENCE PERTURBATRICE DU MOTEUR ET LA FRÉQUENCE DE RÉSONANCE DES SUPPORTS

Un élément en suspension aura une fréquence de résonance (également appelée fréquence fondamentale ou fréquence naturelle) suivant une formule ci-dessous.

Fig 4: Formule de la fréquence naturelle.
Fig 4: Formule de la fréquence naturelle.

OĂč « k » est la rigiditĂ© du support du moteur marin, et le « m » est la masse du moteur marin.

L’objectif principal ici est d’essayer d’éviter toute coĂŻncidence ou proximitĂ© entre la frĂ©quence de rĂ©sonance et la frĂ©quence perturbatrice du moteur.

Sur le graphique ci-dessous, la frĂ©quence perturbatrice du moteur serait la ligne jaune et la ligne bleu foncĂ© serait l’impact potentiel de cette excitation (Ă©galement appelĂ©e courbe de transmissibilitĂ©). Dans le pire des cas serait si la ligne jaune correspond au pic bleu foncĂ©, dans ce cas-lĂ  le systĂšme serait en rĂ©sonance qui peut finir par freiner les composants du moteur, des supports, des transmissions, … donc clairement quelque chose Ă  Ă©viter.

Fig. 5: Graphique/Courbe de transmissibilité.
Fig. 5: Graphique/Courbe de transmissibilité.

La ligne jaune balayera de gauche à droite en fonction du régime de fonctionnement du moteur, du ralenti bas au ralenti élevé.

Fig 6: Graphique/Courbe de transmissibilité.
Fig 6: Graphique/Courbe de transmissibilité.

La transmissibilitĂ© 0 = signifie qu’il n’y a pas de transmission de vibrations, en d’autres termes. 100% d’isolement.

La transmissibilitĂ© 1 = signifie la transmission de vibrations Ă  100%, en d’autres termes. 0% d’isolement.

À l’exemple ci-dessus, la plage complĂšte de rĂ©gime de fonctionnement du moteur serait loin de la rĂ©sonance, de sorte que le systĂšme devrait fonctionner correctement.

Le pire de cas serait lorsque le moteur à faible ralenti correspondant à la fréquence de résonance. Toute proximité du pic de résonance serait semblé comme des secousses excessives du moteur et des vibrations transmises au bateau.

Fig 7: Graphique/Courbe de transmissibilité.
Fig 7: Graphique/Courbe de transmissibilité.

Donc, Ă  ce stade, il est Ă©vident que plus le pic bleu est Ă©loignĂ© de la zone jaune, c’est mieux. L’emplacement de la zone jaune ne peut pas ĂȘtre modifiĂ© car il s’agit d’une valeur fixe pour chaque moteur.

Ce qui peut ĂȘtre accordĂ©, c’est l’emplacement de la rĂ©sonance, des supports plus doux dĂ©placeraient le pic vers la gauche et des supports plus rigides vers la droite.

Fig 8: Graphique/Courbe de transmissibilité.
Fig 8: Graphique/Courbe de transmissibilité.

MĂȘme si la rĂ©sonance la plus importante est typiquement la rĂ©sonance verticale, la rĂ©alitĂ© est qu’un moteur suspendu aura un total de 6 frĂ©quences de rĂ©sonance.

Fig 9: Graphique de la transmissibilité en fonction des plages de vitesse de fonctionnement.
Fig 9: Graphique de la transmissibilité en fonction des plages de vitesse de fonctionnement.

Pourquoi les 6 ?  Parce que le moteur peut se déplacer dans 6 directions différentes tenant en compte les 3 axes (X, Y et Z). Chacun peut y avoir un déplacement de translation et rotation (tangage, roulis et lacet).

Fig 10: 6 Degrés de liberté d'un moteur.
Fig 10: 6 DegrĂ©s de libertĂ© d’un moteur.

 

VIEUX SUPPORTS DE MOTEUR ET RIGIDITÉ ACCRUE

Peu importe le type de caoutchouc, la dureté, la couleur, tous les élastomÚres sont composés de chaßnes polymÚres. Les vibrations créent une contrainte et une tension sur le caoutchouc; cette contrainte et cette déformation créent une tension sur les chaßnes polymÚres.

Au cours des annĂ©es, les chaĂźnes polymĂšres sont soumises Ă  de nombreux cycles de contrainte de dĂ©formation. Les chaĂźnes polymĂšres se briseront proportionnellement au nombre de cycles. Sur l’image ci-dessous, il est reprĂ©sentĂ© une carte de charge vs dĂ©viation de deux supports de moteur marin, l’un Ă©tant neuf et l’autre utilisĂ©.

Courbe de charge vs déviation sur une nouvelle monture et une monture utilisée.
Courbe de charge vs déviation sur une nouvelle monture et une monture utilisée.

Comme indiquĂ© ci-dessus, la dĂ©formation et la contrainte causĂ©es par des charges dynamiques et des vibrations sur l’élastomĂšre, les chaĂźnes polymĂšres se brisent. Par consĂ©quent, le support moteur marin qui ont de l’usure, montre une quantitĂ© plus faible de chaĂźnes polymĂšres pour rĂ©sister Ă  la mĂȘme charge. Cela affecte la dĂ©viation de la monture, comme on peut le voir sur le graphique ci-dessous, avec le temps, la dĂ©viation du support moteur marin va de S1 Ă  S2. C’est parce que les chaĂźnes polymĂšres restantes ont rĂ©sistĂ© autant qu’elles le pouvaient, mais se sont Ă©videmment dĂ©formĂ©es davantage.

Du point de vue de l’isolation, nous devons comprendre que la rigiditĂ© des supports moteur flexibles joue un rĂŽle clĂ© sur l’isolation. Mais quelle est la rigiditĂ© ? La rigiditĂ© est la proportion entre la force et le dĂ©placement, c’est-Ă -dire la quantitĂ© de force nĂ©cessaire pour fournir un dĂ©placement ou une dĂ©viation donnĂ©e.

La rigiditĂ© est reprĂ©sentĂ©e par une ligne brune pointillĂ©e, montrant la proportion ou la pente de la courbe Ă  une force donnĂ© (F1). La rigiditĂ© 0 est la rigiditĂ© de la nouvelle monture et la rigiditĂ© 1 est la rigiditĂ© de la monture utilisĂ©e. La rigiditĂ© du support utilisĂ© est plus Ă©levĂ©e que le nouveau et il joue un rĂŽle majeur sur l’isolation du moteur, il dĂ©termine la frĂ©quence de rĂ©sonance du systĂšme.

Plus la rigiditĂ© de suspension est Ă©levĂ©e, plus la frĂ©quence naturelle est Ă©levĂ©e, donc l’isolation sera faible et les vibrations sont ressenties plus haut que jamais.

Comme le systĂšme est plus Ă©lastique, les dĂ©salignements de l’arbre sont plus prononcĂ©s.

RÉSUMÉ

Lorsque les montures ont une certaine utilisation, leur rigiditĂ© aura une altĂ©ration devenant plus rigide. Plus la rigiditĂ© est Ă©levĂ©e, plus la frĂ©quence naturelle du systĂšme est Ă©levĂ©e puisque cela diminuera l’isolation des vibrations. En tant qu’effet parallĂšle, plus le moteur marin a de mobilitĂ©, plus la dĂ©viation exposera des supports. Cela entraĂźnera une contrainte plus Ă©levĂ©e sur le caoutchouc, ce qui aidera Ă  la rupture des chaĂźnes polymĂšres restantes et crĂ©era une dĂ©gradation d’autoalimentant.

Ceci expliqué dans les vidéos ci-dessous.

NAVIGATION SUR LA CÔTE DU MAINE, DU NOUVEAU-BRUNSWICK ET DU NORD DE LA NOUVELLE-ÉCOSSE

Leo Constantino est un marin amĂ©ricain basĂ© Ă  East Greenwich Rhode Island, aux États-Unis. Un assistant actif sur les forums Yanma, aidant d’autres marins dĂ©pannant et trouvant la solution au quotidien. Un bon exemple de la fraternitĂ© qui existe entre les vrais marins.

Les eaux de navigation de Leo seraient la cĂŽte du Maine, du Nouveau-Brunswick et parfois le cĂŽtĂ© nord de la Nouvelle-Écosse. Pour ceux qui sont intĂ©ressĂ©s par ces domaines de navigation, les pages Web suivantes peuvent ĂȘtre d’intĂ©rĂȘt.

https://www.cruiserswiki.org/wiki/Maine

https://www.cruiserswiki.org/wiki/Nova_Scotia

https://www.cruiserswiki.org/wiki/New_Brunswick