TP PTSI Micro moteur CI 5 De la conception à la réalisation MICRO MOTEUR. CI 5 : De la conception à la réalisation

Transcription

1 LYCEE EUGENE LIVET NANTES MICRO MOTEUR CI 5 : De la conception à la réalisation L objet de ce TP est d analyser une liaison complète du micro moteur puis de transposer cette solution sur un autre système. Lycée Livet (Nantes) 1 / 11 TP liaison complete micro moteur

2 MICRO MOTEUR 1 MISE EN SITUATION Le système étudié est un moteur 2 temps utilisé pour le modélisme. C est un moteur dont la puissance spécifique est élevée. De plus, le nombre réduit de pièces lui confère une plus grande simplicité de réalisation et d entretien. L annexe 3 ainsi que la vidéo «moteur 2 temps.avi» expliquent le fonctionnement d un tel moteur (utile pour la compréhension de la suite du TP). La photo ci-dessous montre les pièces que l on va étudier. Culasse Bâti Surface 2 Surface 1 Chemise L objet de ce TP est d analyser une liaison complète du micro moteur puis de transposer cette solution sur un autre système. 2 ETUDE DES SURFACES FONCTIONNELLES DE L ASSEMBLAGE Dans cette partie, on se propose d étudier les liaisons encastrement : Bâti chemise Culasse (bâti chemise) 2.1 Analyse de la mise en position chemise - bati Question 1 Analyser les surfaces de contact des pièces qui sont impliquées dans l assemblage. Pour chaque surface, indiquer les mobilités supprimées (c est la mise en position). Utilisez le document réponse 1 pour repérer les surfaces. Question 2 Quel est le rôle du pion de centrage? 2.2 Analyse du maintien en position de l ensemble Culasse - chemise - bâti Question 3 Repérer et désigner les éléments qui assurent le maintien en positon. Lycée Livet (Nantes) 2 / 11 TP liaison complete micro moteur

3 3 ETUDE DES MATERIAUX DES PIECES IMPLIQUEES DANS L ASSEMBLAGE Question 4 Comment a été obtenu le bâti (usinage d un bloc de matière, moulage, )? Question 5 Question 6 Question 7 Quel est alors le matériau utilisé pour le bâti? Justifier votre réponse à l aide du logiciel CES4. Quel est le matériau utilisé pour la chemise? Justifier votre réponse à l aide du logiciel CES4. Estimer la longueur de filet des vis de fixation de la culasse pris dans le bâti (implantation). Compte tenu des matériaux utilisés, cette valeur vous semble telle appropriée? (voir cours et annexes) 4 ETUDE DIMENSIONNELLE DE L ASSEMBLAGE Question 8 Question 9 Expliquer pourquoi il faut un jeu entre la culasse et le bâti. Tracer la chaîne de côtes relative à ce dernier. Mesurer sur le bâti le diamètre de l alésage recevant la chemise, puis mesurer le diamètre extérieur de la chemise. Question 10 Par rapport à la fonction à assurer, quelle devrait être l ajustement entre ces deux cylindres. Cela coïncide-t-il avec les valeurs mesurées? 5 USINAGE DES PIECES Question 11 A l aide des documents ressources, indiquer les types d usinages utilisés pour réaliser les surfaces repérées 1 et 2 sur le bâti. 6 REPRESENTATION DE L ASSEMBLAGE Question 12 Dessiner en coupe partielle cette solution constructive sur le document réponse 2. 7 TRANSPOSITION DE SOLUTION A UN AUTRE SYSTEME (SUPPORT DE PERÇEUSE) Dans cette partie, il faut utiliser le principe de l assemblage de la chemise avec le bâti et l adapter pour réaliser l assemblage de la colonne du support de perceuse avec le socle du support de perceuse. Question 13 Appliquer le même principe de solution pour assembler les pièces sur le document réponse 3. Question 14 Finir le dessin et l assemblage des pièces du moteur avec le logiciel SW. Lycée Livet (Nantes) 3 / 11 TP liaison complete micro moteur

4 Méthode de tracé ANNEXE 1 En dessin technique on utilise la même convention que pour le filetage. Il convient d'exécuter le dessin d'un taraudage dans l'ordre proposé afin de ne pas faire d'erreurs. Dans une coupe (cas le plus représentatif) : le contour de la pièce est en trait fort, en particulier le trou lisse qui est de diamètre égal au diamètre nominal réduit de la valeur du pas. Les hachures s'appuient donc sur ce contour. un trait fort, sauf pour les taraudages débouchant, délimite, dans la vue axiale, la partie filetée (dernier filet). C'est le seul cas en en dessin industriel, ou deux traits forts se croisent (1). le creux du filet est représenté : dans une vue axiale par deux lignes continues et en trait fin du côté de la matière (donc à l'extérieur) distantes l'une de l'autre de la valeur du diamètre nominal, dans une vue radiale par un cercle incomplet (3/4) au diamètre nominal. si ces entités sont cachées (sauf hachures), elles sont exécutées en trait interrompu fin. (1) les autres cas correspondent toujours à 4 traits concourants. Situation théorique Assemblage vis et taraudage Les mêmes règles s'appliquent dans le cas du dessin de l'assemblage de la vis et de son écrou, avec cependant une contrainte supplémentaire : les détails de la vis (rarement coupée) sont prioritaires. Ce qui revient à coller le dessin opaque de la vis sur celui du taraudage. Remarques concernant le trou non débouchant Pour les taraudages effectués à l'aide d'un taraud, il n'est pas possible d'étendre l'opération jusqu'au fond du trou. Il convient de réserver au minimum une longueur égale au diamètre nominal, correspondant à la longueur non filetable (amorce du taraud). Le trait fort matérialise donc la limite au delà de laquelle le trou est considéré comme non fileté. Profondeur du taraudage La vis tire sur les filets. Un serrage trop fort peut entrainer la rupture (vis ou taraudage détérioré). On préconise une profondeur de taraudage permettant l'implantation d'une vis : de 1 à 1,5 fois le diamètre nominal dans les métaux durs (acier) ; de 1,5 à 2 fois le diamètre nominal dans les métaux tendres (alliage d'aluminium ou de cuivre). Les écrous standard sont épais d'environ une fois le diamètre nominal. Cela vient du fait que les matériaux sont suffisamment résistants. Lycée Livet (Nantes) 4 / 11 TP liaison complete micro moteur

5 ANNEXE 2 Lycée Livet (Nantes) 5 / 11 TP liaison complete micro moteur

6 Lycée Livet (Nantes) 6 / 11 TP liaison complete micro moteur

7 Lycée Livet (Nantes) 7 / 11 TP liaison complete micro moteur

8 ANNEXE 3 Le cycle à deux temps d un moteur à explosion diffère du plus courant cycle de Beau de Rochas en ayant seulement deux mouvements linéaires du piston au lieu de quatre, bien que les même quatre opérations suivantes soient toujours effectuées: Admission Compression Combustion et détente Échappement Nous avons aussi un cycle moteur par tour au lieu d'un tous les deux tours pour le moteur à quatre temps. Le cycle est celui-ci : 1 admission/compression 2 combustion-détente/échappement (balayage des gaz) En voici les différentes étapes en détail : Dans un premier temps (image n 3 : Détente), le piston (5) est au point mort haut. La bougie crée l'explosion et le piston descend en comprimant en même temps le mélange présent dans le carter, sous le piston. C'est la partie motrice du cycle, le reste du parcours sera dû à l'inertie créée par cette détente. Cette étape est la détente. Lors de cette descente du piston, l'entrée (6) du mélange dans le carter se ferme. Arrivé à proximité point mort bas (image n 1 : Admission et échappement), le piston débouche les lumières d'échappement (2) et d'arrivée de mélange dans le cylindre (3) : le mélange en pénétrant dans le cylindre chasse les gaz de l'explosion (zone 1 sur l'image). Il s'agit de l'étape d'admission - échappement. En remontant (image n 2 : Compression), le piston compresse le mélange dans le cylindre. Au passage, il rebouche l'échappement (2) et l'entrée de mélange dans le cylindre (3), tout en créant une dépression dans le carter (4) qui va permettre l'arrivée du mélange air-essence par la soupape d'arrivée (6) dont l'entrée a été libérée par la position du piston proche du point mort haut. Cette étape est celle de compression. Une fois arrivé à nouveau au point mort haut, le cycle peut recommencer à partir du premier point. Lycée Livet (Nantes) 8 / 11 TP liaison complete micro moteur

9 DOCUMENT REPONSE 1 Jeu Lycée Livet (Nantes) 9 / 11 TP liaison complete micro moteur

10 DOCUMENT REPONSE 2 CB-B C-C B C B C-C B-B Lycée Livet (Nantes) 10 / 11 TP liaison complete micro moteur

11 DOCUMENT REPONSE 3 Colonne Socle Colonne Socle Pièces à ajouter : Vis CHC, Goupille, Rondelle Indiquer les usinages à réaliser sur l arbre et sur la semelle. Lycée Livet (Nantes) 11 / 11 TP liaison complete micro moteur