ÉPREUVE N 2. Les candidats traiteront chaque partie sur des feuilles séparées
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- Léonard Laviolette
- il y a 7 ans
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1 ÉPREUVE N 2 EPREUVE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE COMMUNE A L ENSEMBLE DE LA SECTION : PHYSIQUE APPLIQUEE, TECHNOLOGIE (Coefficient : 1 - Durée : 4 heures) Matériels et documents autorisés : Calculatrice matériel graphique crayons de couleur Rappel : Au cours de l épreuve, la calculatrice est autorisée pour réaliser des opérations de calculs, ou bien élaborer une programmation, à partir des données fournies par le sujet. Tout autre usage est interdit. Les candidats traiteront chaque partie sur des feuilles séparées Le sujet comporte 15 pages y compris celle-ci Il est structuré en 5 parties indépendantes évaluées avec un barème total de 40 points : 1 ère partie : Analyse de la machine RHC (08 points/40) 2 ème partie : Etude du sous système boîtier (06 points/40) 3 ème partie : Analyse du système d affûtage (09 points/40) 4 ème partie : Etude du système hydraulique (08 points/40) 5 ème partie : Etude du fonctionnement du moteur Diesel (09 points/40) Les annexes A, B, C sont à rendre avec la copie Page 1 / 15
2 EXAMEN PROFESSIONNEL (article R*813-9 du code rural) La Récolteuse-Hacheuse-Chargeuse (RHC) automotrice permet de récolter différents produits fourragers afin de constituer un stock d aliment conservé en silo et destiné à l alimentation animale. Figure 1 : vue de la RHC Source : Document JOHN DEERE Figure 2 : le dispositif de hachage et d alimentation Source : Document JOHN DEERE Page 2 / 15
3 1 ère partie : Analyse structurelle et fonctionnelle de la machine (8 points) L automoteur est composé de plusieurs sous-ensembles dont l un d eux est présenté ci-dessus : 1.1 Sur la copie, nommer les organes mécaniques numérotés de 1 à 4 sur la figure 2 ci-dessus. Indiquer leur fonction. 1.2 Présenter l analyse fonctionnelle de la RHC sous forme de diagrammes (A-0 et A0 de la méthode SADT ou équivalent) Préciser la méthode d analyse utilisée. 1.3 La qualité de l ensilage dépend de plusieurs paramètres parmi lesquels la finesse de hachage. La longueur de coupe est directement dépendante de la vitesse des rouleaux d alimentation. Les machines classiques sont généralement équipées d une boite de vitesses à 6 rapports. Pour ajuster avec plus de précision la longueur de coupe en fonction des conditions de récolte, des constructeurs proposent une variation en continu de la vitesse de rotation des rouleaux. Dans le sous-système étudié le rapport de transmission est modifié en faisant varier la vitesse et le sens de rotation du planétaire d un train épicycloïdal (entraîné par un moteur hydraulique). Un affûtage régulier des couteaux permet de maintenir la qualité de coupe et réduire sensiblement l énergie consommée. L affûtage est ici réalisé en inversant le sens de rotation du rotor. Afin de protéger le matériel, un détecteur de métaux est associé au système d alimentation. Le dispositif comprend un boîtier de sécurité et un système d inversion des rouleaux d alimentation. Le document 1 présente deux vues du boîtier de transmission aux rouleaux. Les documents 2, 3 et 4 présentent le fonctionnement de ce sous-système dans les différents modes. Réaliser un tableau synthétique de fonctionnement de ce sous-système en indiquant : - les différentes fonctions assurées par le boîtier de transmission, - les principaux composants permettant d assurer chacune de ces fonctions. Page 3 / 15
4 2 ième partie : Etude du sous système «boîtier de transmission» (6 points) 2.1 L annexe A (annexe à rendre avec la copie) représente le schéma cinématique incomplet du sous système boîtier étudié Sur l annexe A, compléter ce schéma dans le rectangle en trait pointillé Sur la copie, nommer et décrire succinctement l élément repéré par la lettre A sur le schéma de l annexe A. 2.2 Le document 5 représente une vue en coupe du bloc de sécurité d alimentation Walterscheid. NB : L échelle de représentation est à déduire des dimensions figurant sur le dessin Sur la copie, donner la désignation normalisée de l élément repéré B visible sur le document Sur la copie, donner la désignation normalisée du roulement repéré C visible sur le document Sur la copie, nommer l élément repéré D visible sur le document 5. 3 ième partie : Analyse du système d affûtage (9 points) L affûtage du rotor de la RHC est commandé par un terminal de commande spécifique placé en cabine. L opérateur détermine et affiche 2 consignes de fonctionnement de ce système : - le nombre de passages de la pierre d affûtage ; il est compris entre 4 et 12, avec une profondeur de passe de 0.05 mm par aller retour (paramètre constructeur). - le réglage du jeu «couteau»-«contre-couteau»; il peut varier de 0.15 à 0.4 mm ; avec un pas de 0,05 mm. Le contre-couteau est actionné par 2 moteurs électriques pas à pas (un pour le coté droit, un pour le coté gauche). 2 capteurs de présence de chocs détectent la proximité du «contre-couteau» par rapport au «couteau». La procédure de réglage du jeu «couteau»-«contre-couteau est réalisée par un système automatisé, elle est décrite ci-après. Page 4 / 15
5 Suite à l enclenchement du cycle d affûtage les capteurs de chocs et les moteurs électriques sont mis en actions en 3 temps : Premier temps : approche du contre-couteau par le moteur 1, arrêt de rotation par l indicateur de choc et rotation en sens inverse de 6 pas moteur. Deuxième temps : mode opératoire du temps 1 identique pour le moteur 2. Troisième temps : mise en fonctionnement des moteurs 1 et 2 jusqu à l effleurement (capteur de choc) puis recul correspondant à l écartement programmé (ex : 0,2 mm) 3.1 A l aide d un schéma simplifié, décrire le principe général d un système automatisé 3.2 L automatisme séquentiel est décrit sous la forme d un GRAFCET Expliciter le terme GRAFCET Réaliser le GRAFCET, du point de vue partie opérative, de la phase réglage du jeu «couteau» «contre-couteau». 3.3 L annexe B (annexe à rendre avec la copie) représente partiellement le circuit électrique de commande du dispositif d affûtage. Le solénoïde Y60 pilote le distributeur d ouverture de la trappe d affûtage avant descente de la meule Nommer le composant électrique associé au repère K Sur l annexe B, surligner les circuits de commande et de puissance pour la manœuvre de la trappe d affûtage en utilisant deux couleurs différentes. En déduire l état électrique du solénoïde Y 60 dans la situation correspondant au schéma présenté Les liaisons entre les différents composants d un circuit électrique et terminaux de traitement sont réalisées par le système du bus CAN. En 5 lignes au maximum, exposer le principe du bus CAN. Page 5 / 15
6 4 ième partie : Etude du système hydraulique pour la variation de la longueur de coupe (8 points) L annexe C (annexe à rendre avec la copie) représente le schéma hydraulique incomplet du dispositif permettant de régler en continu la longueur de coupe. 4.1 Sur la copie, nommer précisément les 5 éléments repérés par les lettres A, B, C, D et E sur l annexe C. 4.2 Justifier la fonction de l élément repéré par F sur l annexe C. Justifier la fonction de l élément repéré par G sur l annexe C. 4.3 Compléter la partie repérée par K sur le schéma hydraulique sur l annexe C. 4.4 Calculer le régime maximal de rotation de l arbre J, pour un régime de rotation de l arbre H de 1500 tr/min. 5 ième partie : Etude du fonctionnement du moteur diesel de la récolteuse hacheuse chargeuse et analyse des courbes caractéristiques (9 points) La machine est équipée d un moteur diesel 6 cylindres à 4 temps d une puissance nominale de 330 kw. Le carburant utilisé possède les caractéristiques suivantes : - Masse volumique : 840 kg.m -3 ; - Energie massique : kj. kg -1 ; 5.1 Citer les principales évolutions technologiques ayant permis au cours des dix dernières années de réduire l émission des gaz toxiques sur les moteurs Diesel. 5.2 Tracer un diagramme (pression ; volume) à partir duquel vous expliquerez le fonctionnement du cycle théorique du moteur Diesel 4 temps. 5.3 Le document 6 représente les données et le tracé des courbes de performances du moteur de la récolteuse-hacheuse-chargeuse, Déterminer le régime maximum à vide Déterminer le régime du couple maximum Déterminer le régime nominal Déterminer le régime de puissance maximum. 5.4 Calculer la réserve de couple. 5.5 Calculer la consommation spécifique au régime de la puissance maximale. 5.6 Calculer le rendement du moteur lorsqu il fonctionne à la puissance maximale. 5.7 Calculer le volume injecté par cylindre lorsque le moteur fonctionne à la puissance maximum. Page 6 / 15
7 DOCUMENT 1 Boîtier de transmission Source : Document JOHN DEERE Source : Document JOHN DEERE Page 7 / 15
8 Document 2 FONCTIONNEMENT EN MARCHE NORMALE (Description simplifiée) Source : Document JOHN DEERE Mouvement transmis par le rotor - Embrayage principal actif Crabot d inverseur «sens avant» - Mouvement sur couronne train épicycloïdal Entraînement planétaire à vitesse variable - Rotation porte satellite à vitesse variable Transmission du mouvement au travers du bloc de sécurité Rotation des rouleaux en marche avant Rotation de l équipement frontal Page 8 / 15
9 Document 3 FONCTIONNEMENT EN MODE INVERSION DE L ALIMENTATION (Description simplifiée) Source : Document JOHN DEERE Embrayage principal désactivé Mouvement transmis par le moteur hydraulique - Rotation du planétaire (train épicycloïdal) Couronne freinée - Rotation du porte satellite Transmission du mouvement au travers du bloc de sécurité Rotation des rouleaux en marche arrière Equipement frontal à l arrêt Page 9 / 15
10 Document 4 TRANSMISSION DU MOUVEMENT EN MODE AFFUTAGE Source : Document JOHN DEERE Frein de couronne activé Crabot de vitesse équipement au neutre Crabot d inverseur «sens arrière» Embrayage principal actif Mouvement transmis par moteur hydraulique Rotation du rotor en marche arrière Page 10 / 15
11 Document 5 Page 11 / 15
12 Document 6 Performances du moteur relevées au banc d essai Page 12 / 15
13 Nom : (EN MAJUSCULES) MINISTERE DE L AGRICULTURE Concours : EXAMEN PROFESSIONNEL Section : Sciences et technologies de l agroéquipement N ne rien inscrire Prénoms : EPREUVE : Ecrite N 2 Date de naissance : Centre d épreuve : Date : N ne rien inscrire Si votre copie comporte plusieurs feuilles, indiquer dans le cadre ci-contre le n de la présente feuille suivi du nombre total de feuilles ANNEXE A Schéma du boîtier de transmission Page 13 / 15 STA2-SN
14 Nom : (EN MAJUSCULES) MINISTERE DE L AGRICULTURE Concours : EXAMEN PROFESSIONNEL Section : Sciences et technologies de l agroéquipement N ne rien inscrire Prénoms : EPREUVE : Ecrite N 2 Date de naissance : Centre d épreuve : Date : N ne rien inscrire Si votre copie comporte plusieurs feuilles, indiquer dans le cadre ci-contre le n de la présente feuille suivi du nombre total de feuilles ANNEXE B Page 14 / 15 STA2-SN
15 Nom : (EN MAJUSCULES) MINISTERE DE L AGRICULTURE Concours : EXAMEN PROFESSIONNEL Section : Sciences et technologies de l agroéquipement N ne rien inscrire Prénoms : EPREUVE : Ecrite N 2 Date de naissance : Centre d épreuve : Date : N ne rien inscrire Si votre copie comporte plusieurs feuilles, indiquer dans le cadre ci-contre le n de la présente feuille suivi du nombre total de feuilles ANNEXE C Page 15 / 15 STA2-SN
2105-2110 mm 1695 mm. 990 mm Porte-à-faux avant. Modèle de cabine / équipage Small, simple / 3. Codage 46804211 46804311 46804511
CANTER 3S13 2105-2110 mm 1695 mm 990 mm Porte-à-faux avant 3500 3995 4985 Longueur max. de carrosserie** 2500 2800 3400 Empattement 4635 4985 5785 Longueur hors tout Masses/dimensions Modèle 3S13 Modèle
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