Examen final MECATRONICIEN(NE) D AUTOMOBILES VEHICULES LEGERS. 75 min. Connaissances professionnelles I - série 00. Cand. N o. Date.

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1 Examen final MECATRONICIEN(NE) D AUTOMOILES VEHICULES LEGERS Connaissances professionnelles I - série 00. Capteur. Date Expert Expert a) Selon quel principe ce capteur produit-il une tension? Cand. N o Temps 75 min Points obtenus Max. possible 5 50 Réponse : Ces problèmes d examen doivent être traités conidentiellement. UPSA Case postale 53, 300 ern b) Quel énoncé concernant son signal est correct? Lorsque le régime augmente, la fréquence diminue. La dent manquante pos. 6 sert à déterminer le point zéro de la valeur de la tension. Lorsque le régime diminue, la valeur efficace de la tension augmente. Lorsque le régime augmente, l amplitude de la tension augmente.. Le chiffre est utilisé dans le système binaire et dans le système décimal. Déterminer la valeur dans l autre système. inaire 00 Décimal Page de

2 3. Courbe caractéristique de la résistance R X. a) A l aide de la courbe caractéristique ci-dessous, dessiner à l intérieur du rectangle, le symbole de cette résistance R X. R en Ω t en C b) Déterminer la valeur affichée par le voltmètre lorsque la température de la résistance R X est de 80 C. Réponse : (Résultat sans développement mathématique). Classer les éléments ci-dessous selon leur type de mémoire. Mémoire volatile Mémoire non volatile Memory-Stick Mémoire de défauts du système EOD Mémoire de travail d un ordinateur DVD Page de

3 5. A l aide du graphique, calculer la valeur maximale de la tension d entrée U E du couplage ci-dessous. U z en V Cand. N P v I z en ma (Résultat avec développement mathématique complet) 6 Page 3 de

4 Schéma partiel moteur diesel. Page de

5 Légende schéma partiel moteur diesel en page. A C0 C3 D glow plug distributor main fuse box fuse for operation behind ignition key (5/5) fuse for injection and CODE-memory fuse for glow plug and diesel fuel pre- heater use power supply Ground connection front left Ground connection rear right front connection / engine H I30 I3 I50 J0 J5 J7 ignition lock brake pedal switch clutch pedal switch inertial switch main relay fuel injection relay fuel pump relay diesel preheater M0 digital engine electronics M5 preheating indicator N0 electric fuel pump O0 resistor diesel fuel preheating 6. La question 6 se rapporte au schéma partiel moteur diesel en page : a) Tracer en couleur sur le schéma le circuit de puissance du dispositif de réchauffage du carburant. b) Citer le nom technique du type du relais J5. c) Quel est le rôle de l interrupteur I50? Cand. N 3 7. Quatre éléments de batterie d une tension nominale U = V chacun, sont couplés de quatre manières différentes. Quel couplage aura une tension à vide U = + V entre les points A et? Couplage : Page 5 de

6 8. Le rotor de cet alternateur se trouve à un angle de 70. Tracer en couleur le circuit de charge de la batterie. Tension U 9. Citer le nom technique de ces deux types de réflecteurs. 0. Quel énoncé est correct? Un système de régulation dynamique du site des phares prend en compte la vitesse du véhicule. Une lampe halogène est remplie avec de l azote et de l oxygène. Le filament d une lampe à décharge est en tungstène. La puissance absorbée d une lampe à décharge est de 60 watt.. Citer le nom technique du type de moteur électrique représenté. Réponse : Page 6 de

7 . Régulateur électronique. R R T R 3 T D- DF D+ Répondre par juste (J) ou par faux (F) aux affirmations suivantes : Lorsque le bobinage du rotor est alimenté, la diode Z est conductrice. La chute de tension aux bornes de R 3 est plus petite lorsque le bobinage du rotor est alimenté que lorsque le courant d excitation est coupé. Lorsque le bobinage du rotor est alimenté, le transistor T est bloqué. Dès que le transistor T conduit, le courant d excitation s enclenche. 3. Dans quel couplage la résistance est-elle protégée d une surcharge due à un courant trop élevé? A R R Couplage : C D R R Page 7 de

8 . Quel énoncé concernant le bus CAN est correct? Le signal d un capteur ne peut être utilisé que par un seul calculateur. Les signaux sont échangés sous forme analogique entre les calculateurs. Un seul calculateur suffit pour les différents systèmes électroniques. Les calculateurs sont mis en réseau et utilisent en commun les signaux des capteurs. 5. A quel N de broche doit-on alimenter ce moteur d essuie-glace pour obtenir la deuxième vitesse? 3 Y 5 GY M L Réponse : HL 6. Quel énoncé concernant un démarreur équipé d un train planétaire est correct? A l aide d un petit moteur électrique tournant à régime élevé, il est possible d obtenir le même couple au pignon qu avec un démarreur sans train planétaire. L induit du moteur électrique entraîne le porte-satellites. Le train planétaire produit d importantes forces axiales, ce qui nécessite un renforcement des paliers de l arbre de l induit. Le train planétaire sert également de roue libre. 7. Afin qu un moteur à essence délivre son couple maximum, le point d allumage doit être réglé de manière à ce que la pression maximale dans le cylindre agisse peu avant le PMH. exactement au PMH. peu après le PMH. durant le balancement des soupapes. 8. Citer l unité et son symbole utilisé pour désigner la capacité d un condensateur. Unité : Symbole de l unité : Page 8 de

9 9. Signaux de capteurs. Attribuer à chaque image la lettre de l élément ayant produit le signal représenté. A Capteur régime et référence Capteur hall C Sonde lambda D Alternateur (borne +) E Capteur de course d aiguille F Capteur inductif AS d injecteur diesel 0. Système d allumage à double étincelle (jumeau-statique). Dans quel cylindre d un moteur V8, ordre d allumage , une étincelle jaillira-t-elle en même temps qu au cylindre? Dans le cylindre. Dans un système d allumage par bobine, la haute tension est générée grâce... à la formation rapide du champ magnétique au secondaire. à la disparition rapide du champ magnétique au primaire. à l enclenchement du courant primaire. au processus d oscillations à haute fréquence qui se déroule dans le secondaire. Page 9 de

10 . Répondre par J (juste) ou F (faux) aux affirmations suivantes concernant les condensateurs : L isolant (diélectrique) des condensateurs électrolytiques est constitué d une couche d oxyde. Les condensateurs électrolytiques peuvent être branchés sans tenir compte de la polarité. Si l on branche en série deux condensateurs, la capacité augmente. Les condensateurs peuvent stocker de l énergie électrique. 3. Compléter la légende. + U 3 t : 3 :. Répondre par J (juste) ou F (faux) aux affirmations suivantes concernant le conducteur de «mise à terre» : Il est également nommé conducteur de protection. Dans un câble à trois conducteurs, il est de couleur jaune/vert. Il est relié à la carcasse métallique des appareils électriques. Les appareils équipés d une mise à terre possèdent un prise à deux pôles. 5. Quel est le nom technique de la borne de commande d un transistor à effet de champ? Réponse : Page 0 de

11 6. Quel élément possède les courbes caractéristiques suivantes? Photodiode Photothyristor Phototransistor Photorésistance 7. Couplage de transistors. Quel énoncé est correct? Les deux ampoules sont allumées. Les ampèremètres A et A affichent une valeur identique. 3 Les ampèremètres A et A affichent une valeur identique. 3 L ampoule L est allumée. Page de

12 Date Cand. N o Points obtenus Examen inal MECATRONICIEN(NE) D AUTOMOILES VEHICULES LEGERS Expert Expert Temps Max. possible 75 min Connaissances professionnelles II série 00. Classer les énoncés suivants : "E'' pour moteur à essence et "D" pour moteur diesel. Pression d'injection du carburant de à 50 bar. Contrôle du couple moteur par le volume de carburant injecté (dans toutes les conditions de fonctionnement). Pression de combustion maximale de 50 à 70 bar. Formation externe du mélange carburé. Ces problèmes d examen doivent être traités conidentiellement UPSA, Case postale 53, 300 erne. Répondre par J (juste) ou F (faux) aux affirmations suivantes : Le thermostat de la vue est ouvert et le liquide de refroidissement circule de C vers. La température du liquide de refroidissement de la vue 3 est la plus élevée. L'ouverture et la fermeture du thermostat sont commandées par la variation d'état à l'intérieur de l'élément D. Lorsque le thermostat est ouvert, la soupape "y-pass" ferme le circuit de dérivation en direction de la pompe à eau. Page de

13 3. Diagramme de levée de soupapes : Levée de soupape D après le graphique ci-dessus répondre aux questions suivantes : a) Combien de degrés de rotation du vilebrequin séparent la pleine ouverture de la soupape d échappement du PMH balancement? Réponse : Position du vilebrequin b) Quelle est la levée maximale de la soupape d admission? Réponse : c) Indiquer à l'aide d'une flèche le début de l'ouverture de la soupape d'échappement.. Quel énoncé est correct concernant la position des aubes de la turbine dans ce turbocompresseur à géométrie variable? La figure A est la position de repos. La figure A correspond à un régime moteur élevé avec le papillon des gaz ouvert au maximum. Les ailettes passent de la position A à la position pour limiter la pression de suralimentation. La position des aubes sur la figure augmente le régime de la turbine. Page de

14 Cand. N 5. Compléter le diagramme ci-dessous d un moteur trois cylindres en ligne, en respectant la succession des temps moteur et l intervalle d allumage : 6. Concernant ce dispositif monté sur l'entraînement de l arbre à came, quel énoncé est correct? modifie l angle total d ouverture des soupapes. est représenté dans la position "ouverture retardée" des soupapes. est seulement monté sur les arbres à cames d'échappement. avance l ouverture des soupapes d admission à haut régime. 7. Installation de climatisation. a) Compléter la légende b) Sous quel état de la matière se trouve le R3A à la sortie de l'élément position ""? Réponse : Page 3 de

15 8. Les questions a, b, c, et d, se reportent au dessin du moteur. Ech. :5 A a) Quel énoncé est correct? Ce moteur est équipé d un système de commande des soupapes permettant de faire varier les temps de commande et la course des soupapes d admission. La commande des soupapes comprend un système de rattrapage du jeu hydraulique. Il s agit d une construction "DOHV". La soupape d échappement est commandée par l'intermédiaire d'un levier oscillant. Page de

16 8. b) Quelle est la course de ce moteur? 8 mm Cand. N 5 mm 90 mm 5 mm c) Quel type de système de gestion équipe ce moteur? Injection directe avec distribution d allumage statique. Injection monopoint avec distribution d allumage statique. Injection indirecte avec allumage électronique intégral. Injection directe avec allumage par bobine. d) Quel fluide circule dans le canal "A" Réponse : 9. Répondre par J (juste) ou F (faux) aux affirmations suivantes : Le système EOD d un moteur à essence sert à surveiller uniquement le taux de recyclage des gaz d échappement. reconnaître des ratés de combustion. surveiller la pression de la pompe à essence. surveiller le système d aération du réservoir de carburant. 0. Répondre par J (juste) ou F (faux) aux affirmations suivantes : Si λ =, le mélange correspond au mélange stoechiométrique. Un mélange est dit pauvre si λ <. Moteur en marche à chaud, la valeur de λ est fixe. Si λ =,05, cela favorise la production de NOx. Page 5 de

17 . Quelle est la puissance d un véhicule qui présente une consommation spécifique de 30 g/kwh et qui consomme 5,5 l/00 km d essence en roulant à pleine puissance à 00 km/h? La masse volumique du carburant est de 0,73 kg/dm 3. (Résultat avec développement mathématique complet) 6. Pendant la marche du moteur, un axe de piston est principalement sollicité en... traction et compression. torsion et cisaillement. cisaillement et flexion. flexion et compression. 3. Répondre par J (juste) ou F (faux) aux affirmations suivantes : La résistance à la détonation du carburant diesel se mesure par son indice de cétane. La viscosité de l huile moteur se mesure par sa limite de filtrabilité. La résistance à la détonation de l essence se mesure par son indice d octane. La durée d injection se mesure par le délai d inflammation. Page 6 de

18 . A quelle définition correspond la notion de rendement pour un moteur? C est le rapport entre... la puissance absorbée et la puissance utile. le couple maxi et la puissance maxi. la puissance utile et la puissance absorbée. la puissance maxi et couple maxi. 5. Quelle proposition est correcte? atterie La figure ci-contre représente un système hybride parallèle. Générateur Répartiteur Moteur électrique/ générateur Roues La figure ci-contre représente un système hybride série. Sur le système ci-contre, le moteur thermique est relié mécaniquement avec les roues. Les véhicules hybrides sont équipés de batteries d accumulateur au plomb ayant une tension de 00 à 300 V. 6. Répondre par J (juste) ou F (faux) aux affirmations suivantes : L élément pos. garde une différence de pression constante entre celle du carburant et celle du collecteur d admission. L élément pos. fait varier la quantité injectée par modification de la section d ouverture. L élément pos. 3 est le capteur de pression d admission. L injection est intermittente. Page 7 de

19 7. Installation d'échappement moteur diesel. a) Nommer les composants suivants : : 6 : b) Quel est le rôle de l'additif contenu dans le réservoir "8"? Réponse : 8. Compléter les affirmations suivantes : Les causes possibles d'une combustion détonante dans un moteur à essence sont : a) L'indice d'octane de l'essence utilisée est trop b) Le point d'allumage est trop c) La température du moteur est trop d) La bougie utilisée a un degré thermique trop Page 8 de

20 9. Système antipollution. a) Identifier le dispositif représenté. b) Citer les deux gaz dont les émissions sont réduites par ce dispositif. ) ) 0. Ce système d injection multipoint est du type simultanée. séquentielle. continue. à charge stratifiée. Page 9 de

21 . Quelle est la puissance maximum en ch de ce moteur? Réponse : (Résultat sans développement mathématique). Répondre par J (juste) ou F (faux) aux affirmations suivantes : La sonde en aval réduit le temps d amorçage du catalyseur. L effet catalytique démarre au-dessus de 600 C. L insufflation d air à l échappement, couplée à un enrichissement (post-combustion), accélère la montée en température. Si les signaux produits par les deux sondes sont semblables, le catalyseur est défectueux. Page 0 de

22 3. Répondre par J (juste) ou F (faux) aux affirmations suivantes : Le composant n 3 règle la pression de la rampe en fonction de la charge du moteur. Le composant n 3 mesure la pression de la rampe et l'envoie sous la forme d'un signal de tension au boîtier de commande. Le composant n règle la pression de la rampe pour obtenir une différence de pression constante avec celle de la tubulure d'admission. Le composant n limite la pression dans la rampe en libérant, en cas de surcharge, un canal de décharge. Page de

23 Date Cand. N Points obtenus Expert Examen inal MECATRONICEN(NE) D AUTOMOILES VEHICULES LEGERS Expert Temps 50 min. Max. possible 6 3 Connaissances professionnelles ΙΙΙ - Série 00. Répondre par J (juste) ou F (faux) aux transformations de formules : J/F Données Transformations Ces problèmes d examen doivent être traités conidentiellement. AGVS Case postale 53, 300 erne. Répondre par J (juste) ou F (faux) aux afirmations suivantes : F 3 ø 0 ø 5 F Le rapport de transmission mécanique est de : 6. Le rapport de transmission hydraulique est de :,5. La pression hydraulique est de même valeur sur les deux pistons. Pour déterminer la force F 3 il faut additionner les rapports i méc. et i hydr.. F 3. Que comprenez-vous par le terme «alliage»? Le durcissement des surfaces de pièces d usure. Le mélange de deux ou plusieurs métaux à l état liquide. Un traitement thermique par lequel on ajoute de l azote à la matière. La liaison de matières poudreuses sous haute pression et haute température. Page de 8

24 . Mécanisme de direction M : a) Nommer, selon les termes techniques appropriés, les éléments suivants : Pos. N 6 Pos. N b) A l aide du cahier de normes ASE, désigner le iletage de l élément en position si sa section résistante est de 6,5 mm. c) Quelle est la profondeur du iletage intérieur où est vissé l élément position? Page de 8

25 5. Convertisseur de couple hydrodynamique Cand. N a) A partir de la pompe du convertisseur tracer à l aide de lèches le circuit de l huile. b) Quelle est la fonction de l ensemble en position? 6. Nommer selon les termes techniques appropriés les groupes positions et 3. : 3 : 3 7. Quelle afirmation est juste? Un embrayage multidisque travaille sans usure. Dans un embrayage bidisque, le passage de la force se fait en série. Si la force d appui du ressort à diaphragme varie, le coeficient de sécurité de l embrayage varie aussi. La matière des garnitures d un disque d embrayage n a pas d inluence sur la transmission du couple. Page 3 de 8

26 8. oîte de vitesses 3 Détail A Page de 8

27 Coupe C-C a) Reporter sur le dessin de la coupe C-C, les N de positions, et 3 des arbres selon l exemple de l élément position. b) Sur le dessin en page, tracer le passage de la force de la ème vitesse depuis l arbre d entrée jusqu aux arbres de sortie du différentiel. c) Lors d un changement de vitesse, entre quelles positions du détail A s effectue le crabotage? Détail A 5 Il s effectue entre les positions... et et 5. 5 et 6. 6 et 7. Page 5 de 8

28 9. Calculer le couple de sortie lorsque la 3ème vitesse est engagée M M = 0 Nm η V = 0, (Résultat avec développement mathématique complet) 6 0. L embrayage doit amortir les vibrations torsionnelles et transmettre le couple à la boîte de vitesses. Nommer deux autres fonctions supplémentaires de l embrayage. Page 6 de 8

29 . Quelle afirmation est juste? Un couple conique à axes décentrés est moins bruyant qu un couple conique à axes concourants. Le décentrage du pignon d attaque diminue la limite de charge. Le décentrage du pignon d attaque renforce le couple. Les contraintes de glissement entre les dents sont plus faibles sur un couple conique à axes décentrés par rapport à un couple conique à axes concourants.. Le véhicule tourne vers la droite. Le coefficient d adhérence est le même aux deux roues. Le rendement peut être négligé. Compléter les valeurs manquantes : i =,0: M P = n P = 000 Nm M C = n C = 300 /min. M G = M D = n G = 30 /min. n D = Page 7 de 8

30 3. Lors d un virage à gauche, les roues motrices ont la même adhérence au sol. Quelle afirmation est juste? L arbre de roue droite tourne deux fois plus vite que le gauche. L arbre de roue gauche tourne en sens inverse par rapport à l arbre de droite. Les pignons satellites du différentiel tournent en sens inverse l un par rapport à l autre. Les pignons planétaires tournent à la même fréquence que la couronne.. Quelle désignation correspond à une huile hautement sollicitée, utilisée dans un couple conique hypoïde? API SM / CF API GL API GL 5 API CF-5 Page 8 de 8

31 Examen final MECATRONICIEN(NE) D AUTOMOILES VEHICULES LEGERS Date Expert Expert Connaissances professionnelles IV - série 00 Cand. N o Temps 50 min. Points obtenus Max. possible 6 3. Concernant l illustration ci-dessous, quel énoncé est correct? Ce système de sécurité... supprime le jeu de confort de la ceinture de sécurité lors de sa mise en action. Ces problèmes d examen doivent être traités conidentiellement UPSA, Case postale 53, 300 erne est commandé lors d un choc latéral. évite le risque de rupture de la ceinture de sécurité. agit également comme limiteur d effort en cas de choc.. Quelle réponse se rapporte au concept de carrosserie de sécurité? Une partie stable constituant l habitacle, entourée de zones déformables sur les côtés. Dans l habitacle, des longerons capables de se déformer pour absorber les chocs et assurer la survie des passagers. Une ligne de ceinture allant de la partie avant au niveau supérieur de l aile jusqu à l arrière du véhicule. Un réservoir à carburant protégé des chocs et prévu pour laisser s échapper le carburant sans provoquer d explosion. Page de 8

32 3. a) Nommer le type de verre utilisé uniquement pour la fabrication des vitres latérales et arrières. b) Citer une caractéristique lors de la cassure de ces vitres.. Quelle cote indique... a) la largeur inscrite sur la jante? b) le diamètre inscrit sur la jante? 5. Le déséquilibre statique d une roue provoque une mauvaise tenue de route et l usure de tous les organes de la direction. a tendance à entraîner la roue en dehors de son plan de rotation. apparaît lorsque le poids n est pas également réparti de part et d autre du plan de rotation. apparaît lorsque le centre de gravité ne coïncide plus avec l axe de rotation. Page de 8

33 6. Classer selon leur courbe caractéristique les ressorts ci-dessous : Cand. N linéaire : progressive : 7. Concernant l illustration ci-dessous, quel énoncé est correct? Le rôle de l élément N est de... laminer l huile à travers des oriices calibrés. supporter la totalité de la charge que représentent les masses suspendues. compenser le volume de l élément en pos. lors du travail de l amortisseur. ralentir la brusque détente du ressort et, dans une moindre mesure, sa compression. Page 3 de 8

34 8. Répondre par J (juste) ou F (faux) aux affirmations suivantes concernant la chasse. La mesure de l angle de chasse se fait en considérant la variation de carrossage lors d un braquage. L angle de chasse est obtenue par l inclinaison latérale de l axe de pivotement, elle est mesurée par rapport à la verticale. La chasse positive reporte le point de pivotement de la roue au sol en avant de son point de contact. La chasse négative augmente l usure de la partie intérieure de la bande de roulement du pneumatique. 9. Tracer sur la vue l angle de pivot. Page de 8

35 0. Concernant les liquides de frein, quel énoncé est correct? Les liquides de frein DOT sont compatibles avec les liquides de frein à base d huile minérale. Le point d ébullition minimum des liquides de frein DOT doit être supérieur à 60 C. Les liquides de frein DOT sont hygroscopiques. Les liquides de frein doivent être remplacés périodiquement, car ils perdent leur pouvoir de lubriication.. a) Nommer la désignation technique des éléments suivants de ce schéma AS/ASR : N : N 3 : b) Lorsque l élément N 8 est en position médiane, dans quelle phase se trouve le système? c) Quel est le rôle du clapet anti-retour ()? Page 5 de 8

36 . Lors d un contrôle des freins au freinomètre, on mesure 6 % d efficacité de freinage. Quelle est la décélération en m/s²? Réponse : (Résultat sans développement mathématique) 3. Sur un véhicule équipé d un moteur à essence, quelle est la pression dans la chambre 8 en phase de décélération, lorsque l on ne freine pas? La pression atmosphérique 0,8 bar La pression qui règne dans le collecteur d admission - 0, bar. Quel composant assure le jeu de ventilation entre la plaquette de frein et le disque? Le ressort de rappel du maître-cylindre. Le joint d étanchéité du piston de l étrier. Le ressort du piston de l étrier de frein. La dilatation du liquide de frein lors du fonctionnement. 5. Concernant le frein à étrier flottant, quel énoncé est correct? Ce type de frein provoque un autoserrage important. Les contraintes thermiques du fluide de commande sont plus élevées que sur un étrier fixe. Ce système permet de réaliser plus facilement un déport négatif de l axe de pivot. Le purgeur peut-être positionné sur le bas de l étrier. Page 6 de 8

37 6. Un véhicule accélère de 0 à 00 km/h en 5 secondes. Après un trajet de secondes à vitesse constante de 00 km/h, il est freiné avec une décélération moyenne de 6 m/s² jusqu à l arrêt complet. Calculer la distance totale parcourue par ce véhicule. (Résultat avec développement mathématique complet) 6 7. Concernant le circuit de commande des freins, quel énoncé est correct? La pression est plus élevée dans un circuit de freins à tambours que dans un circuit des freins à disques. Le servofrein diminue la pression dans le circuit arrière. Le correcteur à simple effet limite la pression dans le circuit arrière. Le correcteur asservi à la charge diminue la pression dans le circuit arrière lorsque la charge sur l essieu augmente. Page 7 de 8

38 8. Répondre par J (juste) ou F (faux) aux affirmations suivantes concernant ce maîtrecylindre en tandem étagé : La pression est la même dans les deux circuits lorsque ceux-ci sont en ordre. Le piston secondaire agit sur le circuit des freins avant. Ce maître-cylindre est utilisé pour une répartition en diagonale. La pression dans le circuit secondaire est plus importante lorsque le circuit primaire est défectueux. 9. Ce véhicule tend à survirer. Comment retrouve-t-il sa stabilité à l aide du système ESP? En freinant... la roue avant intérieure au virage. la roue avant extérieure au virage. les deux roues arrières. la roue arrière intérieure au virage. Page 8 de 8