Etude et contrôle du système de démarrage

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1 THÈME : LE CIRCUIT DE DÉMARRAGE TITRE : Etude et contrôle du système de démarrage TYPE : Ressources formateurs Cours T.P. Date mise à jour 12 Octobre 2004 Auteur référent Nom : BERTIN G. / MARANINCHI S. Établissement : LP Voisin BOURG EN BRESSE / LP Béjuit BRON Adresse électronique :

2 Nom auteur : BERTIN Gilles / MARANINCHI Serge Page 2/17 FICHE DE PRÉSENTATION Titre T.P. : Secteur d Activité (ou Zone) : ETUDE ET CONTRÔLE DU SYSTÈME DE DEMARRAGE Zone 6 Spécialité... Véhicule Particulier et Industriel Niveau... Terminale BEP Thème... Le circuit de démarrage OBJECTIFS OPÉRATIONNELS : Utiliser un Multimètre et contrôler un système de démarrage Résumé / descriptif du T.P. : (énoncé de la tâche) Etude du fonctionnement du démarreur et contrôler le système. Supports didactiques utilisés : Maquette DT 4002R EXXO test et MI 200 (12 Volts) Temps : 3h00 Pré-requis : Décoder un schéma électrique Utilisation d un multimètre Savoirs Associés : Production et utilisation de l'énergie électrique S21; Motorisation: Transfo d'énergie S31; Traction électrique: les moteurs de traction S36 Compétences Visées : C311; C312 ; C313. ; C314 ; C315 ; C316

3 Nom auteur : BERTIN Gilles / MARANINCHI Serge Page 3/17 FICHE CONTRAT Titre T.P. : Secteur d Activité (Zone 6) : Spécialité... Véhicule Particulier et Industriel Niveau... Terminale BEP M.V.M Thème... Le circuit de démarrage On Donne : (conditions ressources) On Demande : («être capable de») La maquette Exxo test DT4002R, Le contrôleur MI200 (12Volts), un multimètre. Les dossiers ressources et un dossier réponse Identifier les éléments et les circuits électriques du démarreur. Câbler la maquette et réaliser les mesures. Mesurer et contrôler les dysfonctionnements du système. On Exige : (indicateurs d évaluation) Compétences et savoirs Bilan Élève Professeur A+ A- B+ B- A+ A- B+ B- Tous les symboles sont décodés. Les circuits sont identifiés. Le processus de mesure est correct. Identifier le composant défectueux. Le poste de travail est opérationnel S121 S121 C313 C314 C214 Avis du professeur : Code Bilan : Nom élève : Prénom élève : Classe : Année scolaire :

4 Nom auteur : BERTIN Gilles / MARANINCHI Serge Page 4/17 DOSSIER RESSOURCES : * COURS DE TECHNOLOGIE (DÉMARREUR) * NOTICE D UTILISATION DE LA MAQUETTE EXXO TEST DT4002R * NOTICE D UTILISATION DU MI 200 (12 VOLTS) * CARACTERISTIQUES DEMARREUR (RTA)

5 Nom auteur : BERTIN Gilles / MARANINCHI Serge Page 5/17 ZONE 6 TP N LE SYSTEME DE DEMARRAGE FICHE RÉPONSE 1/4 NOM : CLASSE : DATE : Q1 Sur la vue suivante : - Légendez les éléments fléchés - Surlignez en vert les éléments constituant le solénoïde - Surlignez en rouge les éléments constituant le moteur

6 Nom auteur : BERTIN Gilles / MARANINCHI Serge Page 6/17 ZONE 6 TP N LE SYSTEME DE DEMARRAGE FICHE RÉPONSE 2/4 NOM : CLASSE : DATE : Q2 Complétez le tableau de mesure suivant : Mesures à effectuer Résistance du bobinage d appel Résistance du bobinage de maintien Sur la platine EXXO test Valeurs mesurées Sur le démarreur Q3 Câblez la platine EXXO test avec les cavaliers L.1, S.2, T, N,M, P et installez le MI 200. Q4 Complétez le tableau suivant : Mesure à effectuer Position des cavaliers Valeurs relevées Chute de tension au démarrage Intensité consommée par le bobinage d appel et le bobinage de maintien Intensité consommée par le bobinage de maintien Clé rouge en position verticale L.1 ; S.2 ; T. ; N ;M ; P en place Clé rouge en position verticale Cavaliers en place :. Cavaliers retiré(s) :. Clé rouge en position verticale Cavaliers en place :. Cavaliers retiré(s) :.

7 Nom auteur : BERTIN Gilles / MARANINCHI Serge Page 7/17 ZONE 6 TP N LE SYSTEME DE DEMARRAGE FICHE RÉPONSE 3/4 NOM : CLASSE : DATE : Q5 Lancer le démarreur et complétez le tableau de diagnostic : Phénomène constaté Causes de dysfonctionnement Mesures à effectuer pour identifier l élément en cause Valeur trouvée Valeur de référence Conclusion Cas N 1 Sous l action de la clé rien ne se passe (Exemple) U Bat. Trop faible (Exemple) U.bat. (Exemple) 3 Volts (Exemple) 12 Volts (Exemple) Etat batterie à contrôler Mauvaise connexion batterie Contacteur à clé non alimenté Excitation solénoïde non alimenté Bobinage d appel coupé

8 Nom auteur : BERTIN Gilles / MARANINCHI Serge Page 8/17 ZONE 6 TP N LE SYSTEME DE DEMARRAGE FICHE RÉPONSE 4/4 NOM : CLASSE : DATE : Phénomène constaté Causes de dysfonctionnement Mesures à effectuer pour identifier l élément en cause Valeur trouvée Valeur de référence Conclusion Cas N 2 U Bat. Trop faible Le solénoïde claque mais le démarreur tourne à faible vitesse Faisceau puissance solénoïde défectueux Cas N 3 Le noyau plongeur est appelé mais pas maintenu Bobinage de maintien coupé Masse de bobinage de maintien défectueuse

9 Nom auteur : BERTIN Gilles / MARANINCHI Serge Page 9/17 PAGE 14 à 21

10 Nom auteur : BERTIN Gilles / MARANINCHI Serge Page 10/17 Savoirs pré-requis : Les circuit électriques. La batterie. Limites de connaissances : Maîtriser les frontières d étude du système. Maîtriser les fonctions du système et de ses composants. Connaître les caractéristiques et phases de fonctionnement. Connaître les paramètres d entrée et de sortie du système. Maîtriser les interrelations avec d autres systèmes ou fonctions. 1)- Frontière d étude : Le Démarreur Courant d excitation Commande Démarreur Energie Electrique Masse Energie Mécanique

11 Nom auteur : BERTIN Gilles / MARANINCHI Serge Page 11/17 2)- Fonction : Afin que la transformation d énergie puisse s amorcer dans le moteur à combustion interne, celui-ci doit être mis en rotation par un système indépendant. C est au démarreur que revient cette fonction. Actigramme A - 0 du système de démarrage Commande clé contact Excitation solénoï de Masse Energie électrique Entraîner le moteur thermique en rotation jusqu à la vitesse de démarrage Energie mécanique A - 0 Bruit Chaleur 3)-Description : Le démarreur

12 Nom auteur : BERTIN Gilles / MARANINCHI Serge Page 12/17 Pour assurer sa fonction principale, le démarreur peut se décomposer en 3 parties distinctes : 4 )- La fonction de transformation d énergie : Un conducteur, alimenté en courant continu et placé à l intérieur d un champ magnétique, subit un déplacement proportionnel à : L intensité du courant auquel il est soumis ; L intensité du champ magnétique. Les moteurs électriques possèdent une multitude de conducteur électrique parallèle aux inducteur. Ces conducteurs, alimentés en courant continu par une bague collectrice, génère un couple d entraînement. L induit étant monté sur des bagues ou des roulements, il se crée un mouvement de rotation. Le moteur électrique du démarreur fonctionne sur ce principe. Les inducteurs peuvent, suivant sa conception être soit : des électro-aimants alimentés en série avec l induit ; des aimants permanents.

13 Nom auteur : BERTIN Gilles / MARANINCHI Serge Page 13/17 5)- Schématisation de principe du démarreur : 6)- Fonctionnement : Engrènement du lanceur Lorsque le conducteur actionne le contacteur principal, les bobinages d appel et de maintien sont alimentés. Le bobinage d appel retrouvera sa masse par le moteur électrique du démarreur. Le noyau du solénoïde se déplace pour venir se centrer sur les deux bobinages manœuvrant simultanément le lanceur. L addition des deux flux magnétiques des bobinages permet une mise en position rapide du lanceur. Le pignon du lanceur est monté sur une rampe hélicoïdale, ce qui permet de le mettre en légère rotation lors de son déplacement vers la couronne du volant moteur. Ce mouvement et la taille des dents du lanceur limitent l arrivée " dents contre dent " du système.

14 Nom auteur : BERTIN Gilles / MARANINCHI Serge Page 14/ Démarrage du moteur thermique Le noyau du solénoïde continue son déplacement. Le pignon du lanceur vient se placer sur la couronne du volant moteur. L'arrière du noyau du solénoïde comporte le contacteur de puissance qui se ferme. Le moteur du démarreur reçoit alors toute la puissance nécessaire à l'entraînement du moteur dans la phase de démarrage. Pour limiter les pertes d'énergie électrique, le bobinage d'appel est court-circuité; seul le bobinage de maintien reste alimenté. La puissance magnétique de ce bobinage suffit au maintien en place du noyau durant la phase de démarrage. Dans cette phase, le démarreur peut consommer jusqu'à 400 ampères sur les véhicules particuliers ( Renault Twingo: 90 A; Renault Velsatis: 330 A ). Le conducteur électrique entre la batterie et le démarreur doit être le plus court possible et de forte section, pour éviter les pertes de charges dues aux fortes intensités qui y circulent. On note que le rendement électrique des démarreurs est d'environ 0,5, c'est à dire que pour 4000 watts d'énergie électrique absorbée, il restituera 2000 watts d'énergie mécanique sur le volant moteur. 7)- Rappel du lanceur Au moment précis où le conducteur relâche la clé de contact, il se produit un maintien de la tension au travers des deux bobinages du solénoïde, par l'intermédiaire du contact de puissance. Toutefois, les deux bobinages étant enroulés en sens inverse l'un par rapport à l'autre, les deux champs magnétiques s'annulent. Le noyau du solénoïde est alors ramené en position initiale par le ressort de rappel de la fourchette. Le lanceur est séparé du volant moteur. Durant ce court moment, si le moteur thermique a démarré, la couronne volant moteur a entraîné le pignon lanceur. Pour éviter que le moteur du démarreur ne soit centrifugé et éclate, le pignon lanceur est monté sur une roue libre.

15 Nom auteur : BERTIN Gilles / MARANINCHI Serge Page 15/17 Lorsque le moteur entraîne le pignon lanceur dans le sens de rotation " a ", il se produit un désaccouplement du pignon avec le reste du démarreur, protégeant ainsi son moteur électrique. On note que le lanceur peut aussi comporter un train épicycloïdal monté avec une réduction d'environ 1/3 afin de diminuer le régime de rotation du moteur électrique tout en augmentant proportionnellement le couple transmis au vilebrequin. Je retiens : 1)- Le démarreur permet le démarrage du moteur thermique en l'entraînant à un régime qui permet son auto-fonctionnement. 2)- Il se compose de trois parties distinctes : Le moteur électrique; Le relais électromagnétique (Le solénoï de) Le lanceur. ( Travail à effectuer à la maison ) Je recherche : Il existe des démarreurs dans lesquels les inducteurs sont électromagnétiques et mis en série avec l'induit (cas du démarreur étudié), et d'autre dans lesquels les inducteurs sont des aimants permanents. Recherchez les avantages et les inconvénient de chacun de ces montages.

16 Nom auteur : BERTIN Gilles / MARANINCHI Serge Page 16/17 Complétez le G.R.A.F.C.E.T du système 0 Etape Repos Actionneurs Bob. Appel = 0 Bob. Maint. = 0 Ressort détendu Le démarreur n'est pas alimenté Les bob. D'appel et de maintien ne sont pas alimentés. Le Ressort est détendu. Le pignon est dégagé de la couronne. Actions associées Engrènement 1 2 Lancement 3 Désengrènement

17 Nom auteur : BERTIN Gilles / MARANINCHI Serge Page 17/17 Courbes caractéristiques d'un démarreur : Courbe relevée à une température de 20 C sur un banc de démarreur N = Vitesse de rotation en tr/mn I = Intensité absorbée en Ampère U = Tension en Volt C = Couple en newton mètres P = Puissance en Kilowatts A l'enclenchement (Couple bloqué pendant un faible instant) N = 0 tr/mn U = 5 Volts (Chute de tension maxi) C = 55 Nm (Couple maxi) I = 1375 Ampères (Intensité maxi) A l'entraînement du moteur N = 1500 tr/mn U = 7,5 Volts C = 30 Nm I = 250 Ampères U = 12 Volts C = Faible I = Faible A vide N = 2800 tr/mn P = 1,5 Kilowatts

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