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1 Ce document a été numérisé par le CRDP de Montpellier pour la Base Nationale des Sujets d Examens de l enseignement professionnel Ce fichier numérique ne peut être reproduit, représenté, adapté ou traduit sans autorisation.

2 Session 212 code :126-MV ST 11 DOSSIER RESSOURCE BACCALAUREAT PROFESSIONNEL. Maintenance des véhicules automobiles Options : Voitures Particulières Véhicules Industriels Motocycles Epreuve Ecrite E1 : Epreuve scientifique et technique Sous-épreuve E11 : Analyse d'un système technique Dossier paginé de DR 1/1 à DR 1/1 Les candidats doivent rendre l'intégralité des documents à l'issue de la composition.

3 Système d ouverture et de fermeture motorisé du coffre de l Audi A8. 1 : PRESENTATION : Le système étudié équipe certains véhicules de la marque Audi, notamment ceux de la gamme A8. Ces systèmes d ouvrants motorisés répondent à la demande croissante des consommateurs pour un accès au véhicule plus pratique et plus simple. Ils fournissent une assistance électrique pour actionner automatiquement le coffre grâce à une solution motorisée. Pour actionner l ouverture ou la fermeture de l habitacle, l utilisateur agit sur une télécommande ou un bouton situé à l intérieure de l habitacle. Les avantages de ce système sont : Un accès rapide et simple au coffre. Un fonctionnement sans effort. Une possibilité d ouverture manuelle. Implantation du système étudié Audi A8 équipé du système d ouvrant étudié E 11 - Session 212 DR 1/1

4 2 : ANALYSE FONCTIONNELLE : La motorisation du coffre est un système qui permet d ouvrir et de fermer le coffre afin d accéder facilement à la partie rangement. 2.1 : Extrait du diagramme FAST : Fonction principale : Ouvrir et fermer le coffre avec un système motorisé. FP 1 : Ouvrir /fermer le coffre. FT1 : Commander le déplacement du coffre. FT2 : Créer un mouvement et le transmettre au coffre. Fonction contraintes : FT 1 : Respecter les conditions de sécurité. FT 1 : Résister au milieu ambiant. FT 3 : Détecter les dysfonctionnements à l ouverture. FT 4 : Détecter les dysfonctionnements à fermeture. FT 3 : Assurer l ouverture et le maintien lorsque le moteur est débrayé. FT11 : Déclencher le mouvement du coffre. FT12 : Détecter les positions extrêmes du coffre. FT21 : Transformer/adapter l énergie électrique en mécanique. FT22 : Utiliser le mouvement de rotation pour ouvrir/fermer le coffre. FT23 : Assister le motoréducteur à l ouverture du coffre. FT 31 : Arrêter le moteur. FT 41 : Ouvrir le coffre. FT111 : Mettre en route le moteur électrique FT1111 : Mettre sous tension le coupleur électromagnétique. FT 311 : Déclencher le coupleur magnétique. S1 : Bouton électrique. S2 : Potentiomètre. S3 : Moteur + Réducteur. S4 : Système de bras articulés. S5 : Vérin à gaz. S 7 : Potentiomètre. S 8 : Vérin à gaz. S9 : Système graissé, abrité dans la carrosserie. FT 3 : Maintenir le coffre en position ouverte. S 1 : Irréversibilité du système. E 11 - Session 212 DR 2/1

5 3 : MISE EN SITUATION : Le système d ouvrant étudié est symétrique, seul le coté droit motorisé, sera étudié. Les principaux constituants du système étudié sont : Platine de liaison 27 + couvercle de coffre Bras 22 + passe câble 4 : FONCTIONNEMENT : Le système d ouvrant étudié permet d ouvrir ou fermer un coffre. Il permet ainsi de passer d une position ouverte, par exemple, à une position fermée, avec une assistance à l ouverture et à la fermeture. Il assure un accès confortable au coffre, sans risque pour l utilisateur et garantit l état du joint d étanchéité lors de la fermeture. Position du système étudié lors de la phase de fermeture du coffre: 5 : CHAINE ENERGETIQUE : Levier 25 + axe d entrainement Ensemble E (Motoréducteur + support 16, fixés sur le châssis du véhicule) La chaîne énergétique est constituée : D un moteur électrique à courant continu 12V D un réducteur roue et vis sans fin, 1 er étage de réduction. D un engrenage droit, 2 ème étage de réduction. D un 3 ème étage de réduction, composé d un pignon et d un secteur denté. Energie électrique Moteur et transmission Convertir et transformer l énergie électrique en A- énergie mécanique Energie mécanique E 11 - Session 212 DR 3/1

6 Schéma bloc du système N moteur =? N25/16 = Nsortie = 2,1 tr/min Energie électrique Moteur électrique Rendement : η m =,8 Système roue et vis sans fin Rendement : η 1 =,6 Engrenage droit Rendement : η 2 =,92 Pignon et secteur denté Rendement : η 3 =,9 Energie mécanique Puissance à l entrée du moteur P M 6 : EXTRAIT DU CAHIER DES CHARGES : ENVIRONNEMENT Résister aux éléments chimiques et à l humidité de l air. Puissance et couple à l entrée du réducteur P e et C e 1 er étage de réduction Mécanisme d ouverture et de fermeture de coffre SECURITE Système antipincement. Système de charnière indémontable et monobloc.,45m/s vitesse d impact de la serrure,6 m/s. 2 ème étage de réduction ESTIME - FIABILITE Répondre aux critères d efficacité sous charge statique ou dynamique. Fonctionnement : 4 à 5 ouvertures par jour. S adapter au véhicule. 3 ème étage de réduction Puissance et couple en sortie du réducteur P s et C s PRODUCTION 15 véhicules par an plus pièces de rechange. Coût du produit : 45 Euros HT. E 11 - Session 212 DR 4/1

7 7 : RESSOURCES : 7.1 : Liaisons mécaniques élémentaires Nom de la liaison Degrés de liberté (d.d.l) Mouvements Symbole relatifs Représentation plane Perspective Exemples Encastrement ou Fixe Pivot 1 Glissière 1 Hélicoïdale 1 Pivot glissant 2 Sphérique à doigt 2 Appui plan 3 Rotule ou sphérique Linéaire annulaire ou sphèrecylindre Linéaire rectiligne Translation Rotation Pièces assemblées par vis Translation 1 Rotation 1 Translation Rotation 1 Translation 1 Rotation Translation et rotation conjuguées 1 Translation 1 Rotation Translation 2 Rotations 2 Translations 1 Rotation Translation 3 Rotations 1 Translation 3 Rotations 2 Translations 2 Rotations (Principe) (Principe) (vis + Ecrou) (Principe) Ponctuelle ou Sphère-plan 5 2 Translations 3 Rotations E 11 - Session 212 DR 5/1

8 7.2 : Extrait tolérances ISO alèsage (écart en microns). Alésage D1 E9 F7 G6 G8 H6 H7 H8 Jusqu à 3 inclus à 6 inclus à micromètre =,1 millimètre 1 à à à : Extrait tolérances ISO arbre (écart en microns). Arbre Jusqu à 3 inclus f6-12 f g5-2 g6-8 h5-4 h6 h7-1 h à 6 inclus à micromètre =,1 millimètre 7.4 : DESIGNATION DES ACIERS NON ALLIES. NF EN IC 1 NF EN à à à à à à à à à à à à à à à Les aciers se distinguent des fontes par la teneur en carbone inférieur à 1,7% (fontes entre 2 et 6,7% plus fragiles, inadaptées aux déformations à froid et au soudage, utilisées pour le moulage) et par leur point de fusion 15 C ( 12 C pour les fontes). E 11 - Session 212 DR 6/1

9 7.4.1 : Aciers d usage général : Faible teneur en carbone : très utilisés, disponibles sous forme de laminés (profilés, barres, tôles, parfois galvanisés, ondulés ).Applications : constructions soudées, emboutissage, pliage (carrosseries, poutres pour bâtiments, trains, électroménager, chaudronnerie, ameublement, ) Nuances R min en MPa Re min en MPa Nuances R min en MPa Re min en MPa S E S E S E S La désignation commence par la lettre S pour les aciers d usage général et par la lettre E pour les aciers de construction mécanique. Le nombre qui suit indique la valeur minimale de la limite d élasticité en mégapascals : Aciers non alliés : Teneur en manganèse < 1% Pour traitements thermiques. Applications : pièces forgées, arbres, engrenages, visserie, forets, rasoirs, ressorts, lames R min en Re min en R min en Re min en Nuances Nuances MPa MPa MPa MPa C C C C C C C C 6 / HRC 57 C La désignation commence par la lettre C suivie du pourcentage de la teneur moyenne en carbone multipliée par 1. Exemple : C 4 :,4% de carbone. S il s agit d un acier moulé, la désignation est précédée de la lettre G. Exemple : GC 25 :,25% de carbone. Rappel : R : résistance à la limite élastique Rm : résistance à la rupture 7. 5 : DESIGNATION DES VIS. Extrait du guide du dessinateur industriel E 11 - Session 212 DR 7/1

10 7.6 : FORMULAIRE. P = C ω P : Puissance en watts (w) C : Couple en Newton mètre (N.m) ω : Vitesse angulaire en radian par secondes (rad/) P U e = Ps η ω = π n 3 r = produit des Z menantes produit des Z menées Ne = N s r C = F R Rpe = Re k P U e : Puissance utile en entrée η : Rendement Ps : Puissance en sortie ω : Vitesse angulaire en radian par secondes (rad/) n : fréquence de rotation en tours par minutes (tr/min) r : Rapport de réduction Z : Nombre de dents ou filet(s) Ns : Fréquence de rotation à la sortie en tours / minute (tr/min) Ne : Fréquence de rotation à entrée en tours / minute (tr/min) r : Rapport de réduction C : Couples en Newton mètre (N.m) F : Force en Newton (N) R : Rayon en mêtre Rpe : Résistance pratique en MégaPascal (MPa) Re : Résistance élastique en MégaPascal (MPa) k : Coefficient de sécurité T τ : Contrainte tangentielle en MégaPascal (Mpa) τ = T : Force tangentielle en Newton (N) s s : Surface soumise au cisaillement en mm² C réel η : Rendement η = C réel : Couple d entrée en Newton mètre (N.m) C théorique C Théorique : Couple théorique en Newton mètre (N.m) η total = η 1 η 2 η 3 s = π R² Norme d un vecteur η total : rendement du système complet. s : surface d un disque en mm² R : rayon du disque en mm ur V = V + V + V π 1 = 18 rad X² y² Z² V = R x ω V : Vitesse en mm/s R : Rayon en mm ω : vitesse angulaire en rad/s E 11 - Session 212 DR 8/1

11 8 : NOMENCLATURE : 28 1 Couvercle de coffre Non représenté sur DT 5/ Platine de liaison S Levier C Rondelle 23 3 Axe C35 Embouti 22 1 Bras S Passe câble ABS Non représenté sur DT 5/ Vis ISO 4762 M Rondelle 16 1 Support S Roue dentée C55 Lié à 7 Z 15 = 14 dents 14 1 Roue dentée du coupleur C55 Z 14 = 1 dents 13 3 Plot élastique Non repéré sur DT 5/ Couvercle réducteur ABS 11 1 Coupleur inférieur Lié à Axe roue/vis C Carter supérieur ABS 8 1 Manchon d entrainement 16NiCr6 7 1 Axe coupleur C35 Lié à Coupleur supérieur Non repéré sur DT 5/6 5 1 Carter moteur ABS 4 1 Secteur denté Z 4 = 98 dents 3 1 Roue à denture hélicoïdale Z 3 = 73 dents 2 1 Roue dentée Z 2 = 24 dents 1 1 Rotor vis sans fin Z 1 = 1 filet Rep Nb Désignation Matière Observations E 11 - Session 212 DR 9/1

12 Plan d ensemble du mécanisme sans le couvercle de coffre repère 28, ni le passe câble repère 2 Echelle 2 :5 7 8 E 11 - Session 212 DR 1/1 Nota : Les pièces 7, 11 et 15 sont entièrement liées (liaison encastrement)