ÉTUDE DE CAS YANMAR 3YM30 QU’IL S’AGIT D’UNE EXPLICATION TECHNIQUE CONCERNANT L’AMÉLIORATION DE L’ISOLATION ACOUSTIQUE ET VIBRATOIRE.

Voilier : Beneteau 343 Clipper, amarré dans le Port Solent, Portsmouth.

2 ELLEBOGEN 75 (Réf. 128270-08341) et 2 ELLEBOGEN 100 (Réf. 128377-08351)

Le but de ce rapport c’est d’expliquer le cas d’un utilisateur d’un Yanmar 3YM30 qui avait des niveaux élevés de vibration sur un Beneteau 343 Clipper et de définir des étapes pour résoudre le problème de vibration.

Nous allons commencer par décrire les détails du voilier. Le moteur est un Yanmar 3 cylindres référence Yanmar 3YM30. C’est un voilier d’une longueur de 10.82 mètres (35.50ft) et d’une largeur de 3.48m (11.42ft) donnant un déplacement total de 5380Kg.

Conçu par Berret-Racoupeau et construit par Beneteau Shipyard à Saint Hilaire de Riez, FRANCE.

Ce voilier correctement arrimé et bien entretenu peut accueillir jusqu’à 5 personnes dans le confort.

LA SITUATION INITIALE DU MOTEUR.

Le propriétaire du voilier observe que le moteur bouge trop. Après avoir fait une vidéo, il reçoit un conseil pour changer les montures.

Sur le graphique ci-dessous, nous pouvons voir l’altération des propriétés élastiques d’un silentbloc neuf et d’un silentbloc moteur usagé. La Force exprime la charge exercée sur la monture dans le sens vertical et sur l’axe X, l’écrasement des supports est indiqué (c’est aussi ce qu’on appelle la déviation ou déflexion).

Comme nous pouvons remarquer ci-dessous, la monture présente une altération de l’élasticité. Le silentbloc du moteur utilisé a plus de déformation sous la même charge donnée. C’est la raison pour laquelle le moteur tremble davantage. Le moteur a plus de mouvement car les silentblocs permettent plus de déviation.

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.

Le propriétaire du voilier décide de changer les silentblocs par un autre design qui a une raideur plus élevée.

Le résultat n’est pas celui auquel le propriétaire du voilier s’attendait et demande des conseils sur un forum mécanique pour cette assistance.

Le propriétaire du bateau s’attendait à avoir un moteur stable, mais il trouve que la situation a empiré. Il reçoit la recommandation d’augmenter la vitesse du ralenti.

Pour expliquer pourquoi cela se produit dans cette situation, nous devons comprendre la relation entre la raideur des supports et la transmissibilité des vibrations.

Le moteur élastiquement suspendu aura une fréquence de résonance (également appelée fréquence fondamentale ou fréquence naturelle) suivant une formule ci-dessous.

Fig 1 : Formule de fréquence naturelle.
Fig 1 : Formule de fréquence naturelle.

Où « k » est la raideur du support du moteur marin, et le « m » est la masse du moteur marin.

L’objectif principal est d’essayer d’éviter toute coïncidence ou proximité entre la fréquence de résonance et une fréquence perturbatrice du moteur. (Tr/min au ralenti)

Sur le graphique ci-dessous, une vitesse de ralenti est représentée par la ligne jaune et la ligne bleu foncé représente l’impact potentiel de la courbe de transmissibilité. Le pire scénario serait que la ligne jaune corresponde au pic bleu foncé, où le système aurait atteint une résonance qui pourrait endommager les composants du moteur, les silentblocs, les transmissions, etc. donc clairement quelque chose à éviter.

Fig 2 : Graphique de transmissibilité.
Fig 2 : Graphique de transmissibilité.

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

Fig 3 : Graphique/courbe de transmissibilité.
Fig 3 : Graphique/courbe de transmissibilité.

Transmissibilité 0 = signifie qui n’a-t-il pas de transmission de vibrations, en d’autres termes. 100% d’isolement.

Transmissibilité 1 = signifie qui a-t-il de transmission de vibrations, en d’autres termes. 0% d’isolement.

En cas de résonance, les vibrations ne sont pas isolées, elles sont amplifiées.

Si nous utilisons un silentbloc moteur avec une raideur plus élevée, nous augmentons la fréquence de résonance (fréquence fondamentale):

Cela fait que le pic résonnant se déplace vers la droite s’approchant à la vitesse du ralenti. Cet effet entraîne une diminution de l’isolation vibratoire.

Afin d’éviter que le système rentre en résonance, le propriétaire du voilier décide d’augmenter le régime de ralenti à 1000 tr / min. Étant donné que le ralenti à 1000 tr / min n’est pas recommandable pour la transmission à longue terme, il y a une raison de s’inquiéter.

Fig 3: Transmissibility Graph/Curve.

LA MODIFICATION DE LA RAIDEUR À LA VALEUR CORRECTE.

La raideur de la monture joue un rôle clé sur la fréquence de résonance du moteur. Les silentblocs du moteur changent de raideur au fil du temps, montrant des valeurs plus élevées avec le passage du temps. Le graphique ci-dessous montre la raideur de la monture lorsqu’elle est neuve (Raideur 0) par rapport aux silentblocs qui ont été utilisés (Raideur 1).

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.

La raideur 0 est inférieure à la raideur 1. Par conséquent, si nous continuons avec la formule de fréquence naturelle, nous pouvons comprendre que plus la raideur est faible, plus la fréquence de résonance du moteur est faible.

Cela déplace le pic de résonance vers le côté gauche. Il permet une augmentation importante de l’isolation ou une diminution de la vitesse au ralenti pour abaisser les régimes.

Voici ci-dessous un lien avec plus d’informations sur le processus d’altération expliqués. https://www.ellebogen.com/en/how-do-the-marine-engine-mounts-loose-their-elastic-properties/

Sur les images ci-dessous, nous pouvons voir des nouveaux silentblocs Ellebogen qui ont été montés sur le moteur marin Yanmar 3YM30 à 825 tr /850 tr/ 900 tr/950 tr/1000 tr/ min.

Fig 3: Transmissibility Graph/Curve.

825 RPM
850 RPM
900 RPM
950 RPM
1000 RPM

La position des silentblocs moteur marine Ellebogen suit le schéma ci-dessous.

La navigation sur le détroit de Solent

Frank Thompson, est un marin britannique de Grimsby sur la côte est dans l’embouchure de la rivière Humber, qui peut avoir ses défis. Il a appris à naviguer sur la côte nord du Pays de Galles à la Conwy. Son bateau est basé au sud du Port Solent, Portsmouth. C’est un assistant actif (contributeur) sur les forums Yanmar, toujours désireux d’aider les autres marins en résolvant des problèmes et trouvant des solutions. Un exemple de fraternité entre marins.

Frank navigue dans les eaux du Solent et dans le sud du Royaume-Uni. Le Solent est une voie de navigation majeure pour les navires de passagers, de fret et militaires. C’est une zone de loisirs importante pour les sports nautiques, en particulier le yachting, accueillant chaque année l’événement de voile Cowes Week. Il est abrité par l’île de Wight étant un modèle de marée complexe, ce qui fait le grand succès de Southampton en tant que port, fournissant une « double marée haute » qui prolonge la fenêtre de marée pendant laquelle les navires à tirant d’eau profonde peuvent être conduits. [3] Portsmouth se trouve sur ses rives. Spithead, c’est une zone au large de Gilkicker un point près de Gosport, qui est connue comme l’endroit où la Royal Navy est traditionnellement examinée par le monarque de l’époque.

La région possède une grande importance écologique et paysagiste, en particulier en raison des habitants côtiers et estuariens tout au long de son bord. [4] Une grande partie de son littoral est désignée comme zone spéciale de conservation naturelle. [5] Il est bordé et fait partie du caractère d’un certain nombre de paysages protégés d’importance nationale, y compris le parc national de New Forest et l’AONB de l’île de Wight.

Les liens suivants peuvent être intéressants pour ceux qui sont inquiets à en savoir plus de la navigation sur ces eaux :

https://www.universalyachting.com/solent-cruising-area/

https://ancasta.com/cruising-guides/where-to-go-sailing-solent/

https://escapeyachting.com/sailing-holidays/solent

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