Technique automobile - Fiches de travail - ReadingSample

Technique automobile - Fiches de travail

Connaissances professionnelles

Bearbeitet vonRichard Fischer, Rolf Gscheidle, Uwe Heider, Wolfgang Keil, Bernd Schlögl, Alois Wimmer

1. Auflage 2008. Buch. 208 S.ISBN 978 3 8085 2361 2

Format (B x L): 21 x 29,7 cmGewicht: 620 g

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Série de livres spécialisésde la maison d'éditionEUROPA-LEHRMITTEL pourla technologie des véhicu-les à moteur

Technique automobileFiches de travailConnaissances professionnelles

Auteurs :

Fischer, Richard Studiendirektor Polling-MünchenGscheidle, Rolf Studiendirektor Winnenden-StuttgartHeider, Uwe Kfz-Elektriker-Meister, Trainer Audi AG Neckarsulm-OedheimKeil, Wolfgang Oberstudiendirektor MünchenMann, Jochen Dipl.-Gwl., Studienrat Schorndorf-StuttgartSchlögl, Bernd Dipl.-Gwl., Studiendirektor Gaggenau-RastattWimmer, Alois Oberstudienrat Stuttgart

Traitement des images : Bureau de dessin de la maison d'édition Europa-Lehrmittel, Leinfelden-Echterdingen.

Comité de lecture : Rolf Gscheidle, Studiendirektor, Winnenden-Stuttgart.

Tous droits réservés. L'ouvrage est protégé par droit d'auteur. Toute exploitation en dehors du cadre légal défini doit êtreautorisée par écrit par l'éditeur.

Jaquette réalisée avec l'aimable autorisation de la société Peugeot, Paris.

La traduction en langue française a été assurée par MeeTincS S.A., sur commande du Ministère de l’Education nationale et dela Formation professionnelle, Luxembourg.

1ère édition française 2008

Impression 5 4

Tous les tirages de la même édition sont utilisables en parallèle dans la mesure où ils sont identiques entre eux, à l'exception de lacorrection de fautes d'impression.

© 2008 by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, 42781 Haan-Gruiten, Allemagnehttp://www.europa-lehrmittel.deRévision de traduction et composition : Clementis AG, 50677 Köln, AllemagneImpression: Media Print Informationstechnologie, 33100 Paderborn, Allemagne

N° Europa : 23612 VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL · Nourney, Vollmer GmbH & Co. KGISBN 978-3-8085-2361-2 Düsselberger Straße 23 · 42781 Haan-Gruiten · Allemagne

Titre original de l'édition allemande: Technische Kommunikation - ArbeitsplanungKraftfahrzeugtechnik, Fachkenntnisse, 5ème edition 2007

Fachkenntnisse_Vorwort:224181_Lo&sungen_001_208 27.11.2008 13:09 Uhr Seite I

Avant-propos

Les présentes fiches de travail en vue la planification du travail et de la communication technique en technique au-tomobile, Connaissances professionnelles, ont été élaborées sur des bases pluridisciplinaires. Les exercices sontsélectionnés selon le niveau de la technique. En travaillant de façon autonome avec les fiches de travail, les appren-tis acquièrent des connaissances de base approfondies dans les domaines suivants :

● Moteur Otto à quatre temps

● Transmission de la force

● Châssis

● Equipement électrique

Au plan du contenu, les fiches de travail sont conçues en fonction des objectifs d'apprentissage suivants :

– Identification et description des questions techniques

– Désignation et affectation de composants

– Explication d'illustrations de système, accompagnée de compléments

– Description de tâches, de modes d'action et de fonctionnement

– Calcul de grandeurs techniques et physiques fondamentales

– Création et lecture de dessins fonctionnels, de schémas et de représentations techniques.

Principes méthodologiques :

Les exercices sont constitués de sorte que, pour leur résolution, les apprentis doivent faire appel à des documentstechniques, par ex. au livre d'enseignement professionnel « Technologie des véhicules à moteur », ou à des livresde tableaux. Cela développe les compétences techniques et pratiques des apprentis.

Les auteurs Automne 2008

Fachkenntnisse_Vorwort:224181_Lo&sungen_001_208 27.11.2008 13:09 Uhr Seite II

1. Moteur

Bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-7Diagramme de travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8, 9Numérotage des cylindres, ordre d’allumage . . 10, 11Mécanisme d'embiellage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Vitesse des pistons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Forces sur le mécanisme d'embiellage . . . . . . . 14Piston . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-17Segments de piston, axe de piston . . . . . . . . . . 18Bielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Vilebrequin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Cylindre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Culasse du cylindre, joint de culasse . . . . . . . . . 22Contrôle de pression de compression . . . . . . . . 23Contrôle de perte de pression . . . . . . . . . . . . . . . 24, 25

Distribution du moteurBases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26-28Eléments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Compensation du jeu des soupapes . . . . . . . . . 30, 31Distributions variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Caractéristiques du moteur . . . . . . . . . . . . . . . . 33, 34

Carburants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35, 36

Système d'alimentation en carburantEléments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Installation d’accumulation de vapeur de carburant 38

Formation du mélangeBases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39Carburateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Injection d’essenceBases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41, 42Capteurs, grandeurs de commande principales 43, 44Capteurs, grandeurs de correction . . . . . . . . . . . 45Actionneurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46, 47LH-Jetronic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48-50Injection centrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51, 52Motronic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53, 54KE-Jetronic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Injection d’essence directe . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Réduction des polluants dans lesgaz d’échappementBases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57Catalyseur, régulation l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58-60Recyclage des gaz d’échappement, système d’airsecondaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61Analyse des gaz d’échappement, AGE, OBD . . . 62, 63

Système d'échappement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Lubrification du moteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65, 66

Refroidissement du moteur . . . . . . . . . . . . . . . . 67, 68

Moteur à 2 temps OttoBases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69Fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Distribution, remplacement de gaz . . . . . . . . . . . 71Types de distribution, comparaison . . . . . . . . . . 72

Moteur dieselBases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Formation du mélange, comportement des gazd’échappement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74Systèmes de purification des gazd’echapement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75, 76Procédés d’injection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Installations auxiliaires pour le démarrage,Installation de préchauffage . . . . . . . . . . . . . . . . 78Pompe d’injection distributrice à piston . . . . . . 79Dispositif d'avance à l'injection . . . . . . . . . . . . . 80Montage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81Le contrôle électronique de l’injection Diesel . 82-84Pompe d’injection distributrice à pistons radiaux 85Injection Common-Rail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86Système injecteur-pompe . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87Pompe d’injection en ligne . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

Suralimentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89-92

Types d'entraînement alternatifsEntraînement hydride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93Pile à combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

2. Transmission de force

EmbrayageFonctions, types de construction . . . . . . . . . . . . 95Embrayage monodisque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96Embrayage à ressort diaphragme,disque d’embrayage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97Actionnement hydraulique de l’embrayage . . . 98Défauts, essais de fonctionnement . . . . . . . . . . . 99Système d’embrayage automatique . . . . . . . . . 100

Boîte de vitessesBases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101-104Dispositif de synchronisation . . . . . . . . . . . . . . . 105Anomalies dans la boîte de vitesses . . . . . . . . . 106Diagramme de la boîte de vitesses . . . . . . . . . . 107Graphique de marche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Boîte de vitesses automatiqueBases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109, 110Engrenage planétaire, flux de forces . . . . . . . . .111, 112Commande . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113, 114Schéma électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

Boîte de vitesses automatiqueà variation continue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

Articulations, arbres de transmission . . . . . . . . 117

Boîte d'essieu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118-120

Différentiels autobloquants . . . . . . . . . . . . . . . . .121, 122

Traction intégrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123-126

Technique automobile – Fiches de travailConnaissances professionnelles

3

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4

3. Châssis

CarrosserieBases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127, 128Sécurité dans la construction des véhicules . . . 129Zone de sécurité intérieure . . . . . . . . . . . . . . . . . 130Sécurité dans la construction des véhicules,estimation des dégâts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131Mesures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132Evaluation des dégâts,réparation de la carrosserie . . . . . . . . . . . . . . . . . 133-135Protection contre la corrosion, peinture . . . . . . 136

Suspension, amortisseur de vibrations . . . 137-139

Suspension hydropneumatique . . . . . . . . . .140, 141

Stabilisation active du châssis (SAC) . . . . . 142

Active Body Control (ABC) . . . . . . . . . . . . . . 143

Dynamique de marche . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

Régulation d'antipatinageà la traction (ASR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145, 146

Contrôle dynamiquede la trajectoire (ESP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .147, 148

Positions des roues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149-151

Suspension de roues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152-154

DirectionMontage, mécanisme de direction . . . . . . . . . . . 155Direction assistée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

FreinageDiagramme de la distance de freinage . . . . . . . 157Installation de freinage hydraulique,maître-cylindre tandem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .158, 159

Structure d’une installation de freinage,distribution du circuit de freinage . . . . . . . . . . . 160Liquide de frein, Purge de l’installationde freinage hydraulique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161Frein à tambour . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162Frein à disque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163, 164Servofrein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165Assistant de freinage (BAS) . . . . . . . . . . . . . . . . . 166Système antiblocage (ABS) . . . . . . . . . . . . . . . . . 167-170Installation de freinage à air comprimé . . . . . . . 171-174

Roues, pneus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175-176

4. Equipement électrique

Alternateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177-180

Démarreur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181, 182

Installations d’allumageStructure à fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . 183Déclenchement de l’allumage . . . . . . . . . . . . . . . 184Bobines d’allumage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185Termes, grandeurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186Réglage du point d’allumage . . . . . . . . . . . . . . . 187Optimisation du courant primaire . . . . . . . . . . . 188Installation d’allumage électronique . . . . . . . . .189, 190Installation d’allumageentièrement électronique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191Bougies d’allumage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

Electronique de confortClimatisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .193, 194Verrouillage centralisé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195Système antivol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196Mesures et tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .197, 198Bus système CAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199-204Système bus MOST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .205, 206Système bus LIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .207, 208

Fachkenntnisse_Inhalt:22011_Loesung_001_035 17.11.2008 16:11 Uhr Seite IV

MoteurBases Feuille 1

Nom :

Classe : Date : Feuille N° :

Technique automobile – Fiches de travail – Connaissances professionnelles 5

1. Les moteurs à combustion interne sont classés d’après les caractéristiques indiquées dans ce tableau. Complétez celui-ci avec les caractéristiques distinctives correspondantes des moteurs à combustion interne.

Nombre de cylindres

Disposition des cylindres

Refroidissement

Déplacement du piston

Mode de fonctionnement

Formation du mélange

Allumage

Caractéristiques distinctivesClassification

3. Expliquez le terme « cylindrée ».

Cyl =

d

PMH

PMB

S

Cyl

V C

SA

S E

22011_Lösungen_001_200 10.10.2003 15:50 Uhr Seite 5

2. Indiquez les abréviations sur le moteur à quatre temps. Inscrivez les abréviations dans les représentations de principe. Marquez Cyl et V avec des couleurs différentes.

- h

4. Quelles grandeurs sont-elles nécessaires pour calculer la cylindrée ? Complétez la formule littérale servant au calcul de la cylindrée Cyl.

5. Quelle est la cylindrée en cm d’un moteur dont le diamètre du cylindre est de 84,8 mm avec une course du piston de 88 mm ?

6. Quelle est la valeur de la course en mm dans un moteur monocylindrique ayant une cylindrée de 448,5 cm3 et un diamètre de cylindre de 79 mm ?

C

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h

PMB

1:2

s

Course s en mm

Hauteur h en mm

Cylindrée Cyl en cm 3

C3

Grande chambre de combustion en cm3

Rapport de compression

Piston Piston


MoteurBases Feuille

Nom :

Classe : Date : Feuille N° :

7. Expliquez comment on calcule la cylindrée totale d’un moteur. Donnez la formule.

8. Quelle est la valeur de la cylindrée totale, en cm et en litres, d’un moteur à 4 cylindres ayant un diamètre de cylindre de 89,9 mm et une course de 86,6 mm ?

9. Quel est le diamètre en mm de l’orifice du cylindre d’un moteur à 6 cylindres ayant une cylindrée totale de 2962,68 cm et une course de 93,5 mm ?

Rapport de compression

10. Expliquez le terme « rapport de compression » et donnez la formule.

11. Marquez la plus grande et la plus petite chambre de combustion dans la figure avec des couleurs différentes.

12. Déterminez le rapport de compression sur le moteur représenté (à l’échelle 1:2). Remplissez le tableau.

en PMH en PMB

Volume de compression V en cm

Diamètredu cylindre d en mm

Technique automobile – Fiches de travail – Connaissances professionnelles

Repr

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Feuille Feuille N° :Feuille Feuille N° :


MoteurBases 3

Nom :

Classe : Date :

7

13. Quelle est la valeur de la compression dans le moteur représenté ?

15. La cylindrée totale d’un moteur à 4 cylindres est de 1196 cm3, le volume de compression est de 40 cm3. Quelle est la valeur de la cylindrée et du taux de compression ?

b) Pourquoi la pression finale de compression n’est-elle pas de 10 bar en réalité mais plus élevée ?

14. a) Quelle est la valeur de la pression dans le cylindre, en bar, avant et après la compression dans les conditions suivantes : e = 10, = 1000 mbar, p = const. ?p amb

16. Complétez ce tableau à l’aide du livre des tableaux et calculez les valeurs manquantes.

17. Quelles sont les répercussions des modifications suivantes sur le volume de compression , la cylindrée et le taux de compression ? Complétez le tableau. Utilisez les termes : égal, plus petit, plus grand, augmente, diminue.

VC Cyl

PMH

PMBavant la compression :

après la compression :

Modèle

Moteur

Nombre de cylindres/disposition

Taux de compression

Alésage/course en mm

Cylindrée en en Cyl cm3

Volume de compression en VC cm3

Cylindrée totale en Cyl cm3

Puissance utile en kWPeff

avec un régime moteur n à la minute

VW

Golf lll D C220 320i R113/400

Mercedes Benz BMW ScaniaMarque du véhicule

Le cylindre est suralésé

Meulage de la culasse du cylindre

Formation de dépôts dans la culasse du cylindre

Installation d’un joint plus haut dans la culasse du cylindre

Tournage de la calotte du piston

Installation d’une bielle plus longue

Volume de compression VC

CylindréeCyl

Taux decompressionModifications apportées au moteur


Repr

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Feuille Feuille N° :


Nom :

Classe : Date :

8

MoteurDiagramme de travail 1

1. Qu’est-ce qui est représenté dans le diagramme de travail (diagramme p-Cyl) d’un moteur à combustion interne ?

2. Du point de vue graphique, le diagramme de travail d’un moteur à quatre temps Otto est représenté du fait que l’on inscrit la pression dans le cylindre pendant les courses d’une phase de travail sur la course du piston.

a) Répartissez les axes conformément aux échelles fixées et inscrivez les échelles. La pression dans le cylindre doit être reportée sur l’axe vertical, la course du piston sur l’axe horizontal. Echelle du graphique : échelle de pression 1 mm 0,4 bar ; échelle de la course 1 mm 0,5 mm de la course du piston.

b) Inscrivez les points de la courbe conformément aux valeurs fixées et représentez le diagramme de travail d’un moteur Otto à quatre temps. Indiquez le travail obtenu par des hachures.

c) Indiquez, dans le diagramme de travail, les points d’ouverture de la soupape. Utilisez les valeurs du tableau.

d) Tracez les courbes des 4 temps avec des couleurs différentes et désignez-les.

e) A quel endroit du diagramme pourrait se trouver le point d’allumage ? Marquez ce point dans le diagramme par une flèche.

Course du piston en mm

Aspiration 0°…180° p e en barCompression 180°…360° p e en barExplosion 360°…540° p e en barEchappement 540°…720° p e en bar

0(PMH)

020,020,0

0

5

–0,210,046,0

0,2

10

–0,27,2

31,00,2

20

–0,24,2

17,00,2

30

–0,22,4

12,00,2

40

–0,21,29,00,2

50

–0,20,66,00,2

60

–0,204,00,2

65

–0,2–0,1

1,00,2

70(PMB)–0,2–0,2

0,20,2

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40

30

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Cylindrée CylCourse du piston s PMBPMH

Course du piston en mm Ao 5 mm av. PMH Af 20 mm ap. PMB Eo 10 mm av. PMB Ef 6 mm ap. PMH


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10

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50bar

Parcours du piston (cylindrée)Pr

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0

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Parcours du piston (cylindrée)

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Pres

sion

PMH PMB

MoteurDiagramme de travail 2

Nom :

Classe : Date :

9

3. a) Quelles informations sont fournies par la surface comprise entre la courbe de compression et celle d'explosion dans le diagramme de travail d’un cylindre (diagramme p-Cyl) ?

b) Quelle méthode de travail produit-elle un travail utile plus élevé ? Justifiez votre déclaration.

6. Indiquez le secteur du diagramme dans lequel la pression maximale du piston doit s’exercer lorsque le moteur fonctionne régulièrement.

7. Expliquez le processus d’une «combustion avec cliquetage» .

8. Quels sont les facteurs qui favorisent la combustion avec cliquetage ?

b) Marquez dans le diagramme de travail (page 1) le travail obtenu et la perte de travail en hachuré.

4. Ces diagrammes représentent trois états de charge d’un moteur Otto à 4 temps et d’un moteur diesel à 4 temps.a) Attribuez les états de charge (totale, partielle et ralenti) aux diagrammes.

5. Le diagramme ci-dessous représente les évolutions de la pression qui se produisent dans 3 points d’allumage différents. Indiquez dans le tableau la position des points d’allumage. Décrivez brièvement leurs répercussions.

Moteur dieselà 4 temps

Moteur Otto à 4 temps

Etats de charge

0

20

40

Angle du vilebrequin

Surp

ress

ion

60

bar

75 ° 50 ° 25 ° –25 ° –50 ° –75 °0

Avant PMH Après PMH

B

A

C

Point d’allumage

en kW

Répercus-sion

Courbe A Courbe B Courbe C


Re

prod

uctio

n, m

ême

part

ielle

, uni

quem

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vec

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mitt

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1…4 5…8

90 °1

32

45

76

8

2

1

4

3

1

23

4

1, 41

32

4

2 3

1

32

1

2, 3

Fourniture de force Fourniture

de force

Fourniture de force

Nom :

Classe : Date :

10

MoteurNumérotage des cylindres, ordre d’allumage 1

2. Désignez le type de construction des moteurs et complétez le numérotage des cylindres.

5. Complétez le tableau par le type de moteur, l’ordre d’allumage et l’intervalle d’allumage.

Numérotage des cylindres

Types des moteurs

4. Expliquez le terme "ordre d’allumage".

Type de moteur Intervalle d’allumage Ordre d’allumageSymbole

Le numérotage des cylindres est standardisé.

1. De quel côté du moteur le comptage des cylindres commence-t-il ?

3. Expliquez le terme "intervalle d’allumage" pour un moteur à 4 temps et complétez la formule.

Intervalle d’allumage =


Repr

oduc

tion,

mêm

e pa

rtie

lle, u

niqu

emen

t ave

c l'a

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008

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MoteurNumérotage des cylindres, ordre d’allumage 2

Nom :

Classe : Date :

11

54

32

1

AS

ES

ES

AS

AS

ES

ES

AS

AS

ES

1

Cerc

le d

u vi

lebr

equi

n

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2

Tem

ps

Trav

ail

3 4 5

90

0081

0 72063

0 54045

WK°

027


Repr

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Feuille N° :


Nom :

Classe : Date :

12

MoteurMécanisme d'embiellage

vm k

1

3

4

2

6

10

7

9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

v m = k =

81 88,4

0,899

1,000 13,2

92

Course sen mm

Rapport course- alésage k

Vitesse moyenne des pistons

v m en m/s

Différenciation des moteurs selon leurrapport course-alésage


1. Quelles sont les fonctions du mécanisme d'embiellage pendant le cycle de travail ?

2. Désignez les parties numérotées du mécanisme d'embiellage et inscrivez les numéros d'affectation dans la figure.

Coussinet de bielle

Joint radial pour arbre

Vis du coussinet principal

Couronne dentée de démarrage

Poulie

Roue dentée (entraînement de la pompe à huile)

Pignon de chaîne (contrôle du moteur)

3. Combien de cylindres a le moteur représenté dans la figure ?

4. Combien de fois le vilebrequin représenté dans la figure est-il supporté sur les coussinets ?

5. De quelle grandeur dépend la vitesse des pistons ?

6. Donnez la formule servant au calcul de la vitesse moyenne des pistons et du rapport course-alésage .

7. Complétez ce tableau par les données du moteur suivantes pour un nombre de tours de 4500 min-1.

Diamètre du cylindre d en mm

8. Pourquoi ne faut-il pas dépasser une vitesse moyenne des pistons de 16 m/s pour les moteurs en série ?

Repr

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Feuille N° :


MoteurVitesse des pistons

Nom :

Classe : Date :

13

1. Déterminez, dans le mécanisme d'embiellage représenté, la course de piston et l’angle de vilebrequincorrespondant a ; complétez ces deux valeurs dans le tableau.

2. Tracez le diagramme de la vitesse du piston v en fonction de la course du piston.

3. Représentez le mécanisme d'embiellage dans la position dans laquelle le piston atteint sa vitesse maximale ; pour cette position, déterminez la vitesse maximale du piston à partir du diagramme, l’angle de vilebrequin a et l’angle g formé par la bielle et la joue de vilebrequin.

vmax

12,2 16,5 19,6 19,7 17,5 13,6 6,8 0

11,5 21,5 29,8 40,0 48,7 57,2 60,0

45 65 80 100 120 150 180(PMB)

6,5

15

0

0(PMH)

0 1,4

10

0 5 1 0 15 2560

40

30

20

mm

0

Cous

es

PMH

PMB 20

α

ms

Vitesse du piston v

ours

e du

pis

ton

pour

aC

=

a =

v max =


Angle de vilebrequin a en °

Vitesse du piston v en m/s

Course du piston en mm

g

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Feuille N° :


Nom :

Classe : Date :

14

MoteurForces sur le mécanisme d'embiellage

1. Déterminez la force du piston F en N à partir de la pression de combustion et du diamètre du piston d. Déterminez sa longueuren mm conformément à l’échelle des forces.

p

2. Inscrivez la force du piston F au milieu de l'axe du piston comme flèche de force et, à l’aide du parallélogramme des forces, déterminez la force de la bielle F et la force latérale du piston F .b N

3. Déplacez la force de la bielle F vers le milieu du tourillon de vilebrequin et déterminez, à l’aide d’un autre parallélogramme, la force de rotation F et la force radiale F .

b

rot rad

4. Déterminez les longueurs des flèches des forces en mm et calculez les forces en N à l’aide de l’échelle des forces.

Pression de combustion p = 35 barDiamètre du piston d = 72 mm

Echelle des forces 1 mm 250 N

p

F rad

F radForce radiale

Frot

FrotForce de rotation

Force latérale du piston

F N

F N

Force de la bielle

F b

F b

Force du piston

F =

F

F =


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MoteurPiston 1

Nom :

Classe : Date :

15

1. Quelles sont les fonctions du piston ?

2. Comment le piston est-il sollicité ?

5. Où le diamètre du piston est-il mesuré ?

3. Faites correspondre les lettres aux termes.

4. Prenez dans les deux diagrammes les valeurs des températures de service sur le piston d’un moteur Otto et d’un moteur diesel et reportez-les dans ce tableau.

2

3

4

5 6 5 1

300 °C

400 °C

200 °C

Température de service en °C

002°C00 1° C 003°C

DM

OM

OM

DM

E P

F

NO

L

M

B

GH

ID

A

C

Points de mesure de la température

K

1

Longueur totale

Longueur de la tige

Fond du piston

Zone de feu

Axe du piston

Rainure pour segments de compression

Zone de segment de piston

Rainure pour segment racleur

Cavité de combustion

Trou du retour d’huile

Diamètre du piston

Circlip

Alésage de l'axe de piston

Désaxage

Hauteur de compression

Points de mesure sur le piston

Température de service en °C - moteur Otto (OM)

Température de service en °C - moteur diesel (DM)

1 2 3 4 5 6


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Nom :

Classe : Date :

16

MoteurPiston 2

6. Comment le diamètre du piston est-il modifié lorsque la température augmente ? Donnez la formule servant à calculer la modification de la longueur due à la température.

7. Sur quoi le coefficient de dilatation linéaire = 0,0000238 1/K renseigne-t-il ? De quel matériau s’agit-il ?a

12. Quel est l’avantage de l’effet du bimétal pour les pistons à dilatation thermique contrôlée ?

8. A l’aide du livre des tableaux, déterminez le coefficient de dilatation linéaire des matériaux suivants.

9. Le diamètre d’un piston en aluminium est de 90 mm à la température de service. Complétez ce tableau avec les valeurs manquantes.

10. Tracez en rouge, à l’échelle 5 : 1, la forme du piston froid (20°C) de telle sorte que le diamètre du piston mesure exactement 90 mm à la température de service.

11. Indiquez les types de construction des pistons représentés dans le tableau. Complétez celui-ci.

Porcelaine (céramique) Cuivre Fonte Acier non allié Polyéthylène

Températuresdu piston

Diamètre du piston à latempérature de service

Modification du diamètreen fonction de la temp.

Diamètre du piston à 20°C

320°

230°

190°

120°

320 °C

230 °C

190 °C

120 °C

90 mm

90 mm

90 mm

90 mm

Carac-téristiques

Type deconstructiondu piston


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MoteurPiston 3

Nom :

Classe : Date :

17

13. Quels sont les avantages des pistons avec surfaces de glissement revêtues ?

14. Quels matériaux sont utilisés pour le revêtement des surfaces de glissement des pistons ? Complétez le tableau.

16. Quels dommages causés aux pistons sont-ils représentés dans ce tableau ? Complétez-le.

17. La pression de combustion maximale dans un moteur Otto est de 45 bar, le diamètre du piston est de 80 mm. Quelle est la force du piston en N ?

Revêtement de la surface de glissement

Matériau

Abréviation

Causes

Dénomi-nation

En-dommage-ment

15. Quelles peuvent être les causes d'endommagements des pistons ?


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Feuille N° :


Segment en LAbréviation

Segment à talonAbréviation

Nom :

Classe : Date :

18

MoteurSegments de piston, axe de piston

1. Quelles sont les fonctions des segments de piston ?

3. Quelles répercussions peut avoir un jeu axial (vertical) trop grand entre le segment du piston et la rainure de segment de piston?

2. Esquissez la section transversale de chaque segment de piston du piston et complétez le tableau.

4. Le tableau ci-après représente différentes formes de construction d'axes de piston. Par quoi sont-elles caractérisées ? Complétez le tableau.

5. Représentez un axe de piston entièrement traversé par un trou cylindrique, en section entière et à l’échelle 1 : 1, avec les données suivantes :

Diamètre extérieur 20 mm, diamètre intérieur 10 mm, longueur d'axe 50 mm.

La qualité superficielle du diamètre extérieur doit atteindre Ra = 0,1 µm.

Indiquez les cotes de la pièce finie.

Segments du piston

Segment rectangulaireAbréviation

Segment trapézoïdalAbréviation

Abréviation Abréviation

Caracté-ristique

Utilisation

Formes deconstru-ction


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Feuille N° :


MoteurBielle

Nom :

Classe : Date :

19

1. Comment un endommagement de la bielle est-il visible ?

2. Quelles sont les fonctions de la bielle ?

5. Avec quels matériaux peut-on construire les bielles ?

6. Pourquoi les pistons et les bielles, au moment de leur remplacement ou changement, doivent-ils se trouver dans des limites de poids autorisées ?

3. Indiquez les parties numérotées de la bielle et inscrivez les numéros attribués dans la figure.

4. Quelle sollicitation s’exerce-t-elle sur la bielle avec la charge indiquée ? Complétez le tableau.

7. Un axe de piston avec accouplement bloqué forcé à chaud doit être incorporé dans la bielle. Mettez en ordre les étapes de travail et indiquez cet ordre par des chiffres croissants.

3

1

2

4

Coussinet de tête de bielle

Surface de rupture

Trous d’huile

Coussinet de palier

1

2

3

4

Charge Sollicitation

Ralentissement du piston au PMH et au PMB

Absorber la force du piston et la transmettre

Introduire l'axe d’un seul coup jusqu’à ce qu’il touche sa position finale sur le mandrin.

Refroidir l'axe du piston afin de faciliter son montage.

Poser le piston soigneusement centré sur son support avec le mandrin.

Poser la bielle chauffée et bien centrée sur le trou inférieur de l'axe.

Chauffer la bielle à environ 280 - 320°C.

Introduire l'axe du piston froid à travers le trou de l'axejusqu’à la bielle.


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Feuille N° :


Nom :

Classe : Date :

20

MoteurVilebrequin

1. Quelles sont les fonctions du vilebrequin ?

2. Inscrivez les indications sur le vilebrequin. Marquez les tourillons et les manetons avec des couleurs différentes.

3. Indiquez le nombre de cylindres, le nombre depaliers et la course du piston de l’arbre à manivelle représenté ci-dessus.

1:5

Nombre de paliersNombre de cylindres Course du piston en mm

4. Comment le vilebrequin est-il sollicité pendant son fonctionnement ?

ressort amortisseur

1

3 arbre d'entraînement

2

4

amortisseurintérieur

amortisseurextérieur

1

2

Fluc

tuat

ions

du

nom

bre

de to

urs

1/m

in

Régime moteur 800 1/min

Courbe d’oscillationdu moteur

6. Dessinez la courbe d’oscillation de l’arbre à prise directe dans le diagramme dès que les fluctuations du nombre de tours de la boîte de vitesses se réduisent à 1/5e de celles du moteur.

5. Désignez les parties numérotées du volant à double masse et inscrivez les numéros attribués dans la figure.

7. Quels sont les avantages du volant à double masse vis-à-vis du volant traditionnel ?


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Technique automobile - Fiches de travail - ReadingSample

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