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Épreuve de Sciences Industrielles B - Filère PT

50 pages

Épreuve de Sciences Industrielles B - Filère PTPT 2004 concours Maths PT

Publié par :
Ajouté le : 21 juillet 2011
Lecture(s) : 554
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Composition du sujet :  1cahier de 20 pages de texte, numérotées deT1/20àT20/20 ; 16documents, intitulés «Documenti », aveci=1 à16, numérotésD1/16 à   D16/16;  3format A3 pliées, imprimées recto verso, respectivement intitulées «feuilles Notice justificative 1/3», «Notice justificative 2/3» et «Notice justificative 3/3», à rendre en fin dépreuve ;  1feuille de calque format A3, pré imprimée, intitulée «Calque n°1» à rendre en fin dépreuve ;  1feuille de calque format A4, pré imprimée, intitulée «Calque n°2» à rendre en fin dépreuve.  
TOUTE AUTRE DOCUMENTATION EST INTERDITE
Matériel autorisé :tous instruments usuels du dessinateur.
AINSI QUE LES AGENDAS ELECTRONIQUES ET LES TELEPHONES PORTABLES
 
Gestion du temps : En admettant une durée dune heure pour la lecture et lassimilation du sujet, il est vivement conseillé de consacrer entre 2 h 00 et 2 h 30 au maximum à la réponse aux questions de la notice et 2 h 30 à 3 h au tracé des dessins.  
 
T1/20
                                                   Tournez la page S.V.P. 
ETUDE DUNE BOÎTE DE VITESSES DE MOTOCYCLETTE ET DE SON EMBRAYAGE
A - Cahier des Charges Fonctionnel (Extraits)
A.1 Présentation du problème -
A.1.1 - Le contexte On sintéresse dans ce projet à une motocyclette produite par un grand constructeur, et plus particulièrement à sa transmission de puissance. Comme indiquée ci-dessous sur lafigure 2, page T2/20, elle est principalement composée :  moteur thermique ; dun  la transmission primaire par engrenage ; de  embrayage multidisque commandé mécaniquement par le dun conducteur ;  boîte de vitesses à six rapports ; dune  transmission  dunesecondaire par chaîne jusquà la roue arrière ;  la roue arrière. de
Moteur Transmission thermique primaire
Embrayage
Arbre secondaire 
Arbre primaire
Transmission secondaire 
Roue
 Figure 2: Chaîne de transmission de puissance Une photo de cette chaîne de transmission de puissance est donnéefigure 6, document 1, page D1/16. Les caractéristiques mécaniques du véhicule produit à lheure actuelle sont données dans letableau 1, document 2, page D2/16Comme il le fait régulièrement, le constructeur. fait évoluer ce modèle aussi bien du point de vue de la partie cycle quau niveau de la chaîne de transmission de puissance. Les modifications au niveau de la chaîne de transmission de puissance comprennent principalement :  une augmentation de la puissance et du couple du moteur ;  allègement systématique de toutes les pièces et en particulier des un pièces mobiles dans un référentiel lié au véhicule ;  un nouveau dimensionnement, si nécessaire, des pièces mécaniques davantage sollicitées ;  une amélioration du comportement routier du véhicule, en courbe, lors des freinages, ou lors des rétrogradages (par exemple, passage de 3ème en 2nde).   
 
T2/20
                                        
Etant donnée la complexité de lensemble de ces modifications, on ne sintéressera ici quà une petite partie de la chaîne de transmission de puissance : lembrayage multidisque et la boîte de vitesses.
A.1.2 - Le produit à concevoir Le constructeur, fortement impliqué dans différents championnats, souhaite faire profiter ses futurs clients des innovations technologiques initialement conçues pour les machines de course. En particulier, il souhaite remédier aux problèmes de tenue de route liés au glissement de la roue arrière lors de freinages violents accompagnés dun rétrogradage (passage à un rapport de boîte de vitesses inférieur à celui utilisé). Lors dun freinage fort, la roue avant est surchargée, la roue arrière délestée, réduisant dautant leffet du frein de roue arrière et autorisant le blocage de celle-ci. Toutefois le conducteur peut doser leffort de freinage sur la roue arrière de façon à éviter toute glissade périlleuse.  Par ailleurs, si le conducteur rétrograde dans un même temps, ce qui est fréquent, laugmentation de régime moteur engendrée crée un frein moteur très important qui peut également causer le blocage de la roue arrière, même si le frein arrière nest pas actionné. Cette fois, le conducteur peut agir sur le levier dembrayage, afin de faire patiner celui-ci et déviter le blocage de la transmission. Ces différentes tâches à réaliser en parallèle rendent la conduite très délicate. Le constructeur prévoit ainsi dutiliser un organe courant en compétition permettant dautomatiser mécaniquement cette action sur lembrayage et donc de limiter le blocage de la roue arrière : lembrayage anti-blocage ou « sliding-clutch . »
A.1.3 - Limites de létude Lafigure 6, document 1, page D1/16 donne larchitecture générale dune boîte de vitesses de motocyclette. Elle permet de situer les limites de létude : Limite en amont : Roue dentraînement de la cloche de lembrayage  Limite en aval : Pignon de sortie de boîte de vitesses
A.2 - Analyse fonctionnelle du besoin (extraits) Le produit considéré dans cette partie est lembrayage sliding-clutch. Parmi toutes les situations du cycle de vie du produit, il ne sera considéré que la situation de fonctionnement, en distinguant toutefois trois phases :  Le couple moteur généré par le moteur phase « embrayée ». : E Phase est transmis à la roue arrière ;  Le moteur est désaccouplé de la roue Phase phase « débrayée ». D : arrière, ce qui permet entre autres le changement de rapport de transmission ;  pendant laquelle le débrayage phase de « » automatique Phase A : système évite le blocage de la roue arrière. Le couple de freinage généré par le moteur est transmis de façon limité à la roue arrière. Seuls les graphes des interacteurs des phases E et A sont explicités ci-dessous.
 
T3/20
                                                   Tournez la page S.V.P. 
FC6
Milieu ambiant
A.2.1.1 -
FC7
Enoncés des fonctions de service et des contraintes
Fonction principale :  FP1 Transmettre la puissance du moteur à larbre primaire de boîte de vitesses
Fonctions contraintes : FC1Filtrer les irrégularités du couple moteur et du couple résistant FC2Sadapter à larbre primaire FC3deffort axial dans les guidages en rotationNe pas générer FC4 Ne pas demander deffort au conducteur FC5 Sadapter à lencombrement disponible FC6 pas émettre de bruits excessifs Ne FC7 en présence dhuile Fonctionner  Caractérisation des fonctions  
 
Niveaux 147 N.m -8 000 tr.min1 non fourni e bltaoném d
FC1 FC2 FC3 FC4 
FP1
 
Couple moteur maxi transmis par lembrayage Vitesse de rotation maxi de lembrayage Irrégularités du couple moteur  Liaison complète   
Effort axial transmis Effort nécessaire pour maintenir lembrayage en position embrayée Volume disponible Bruit généré maxi Huile utilisée
0 N 0 N
 200 mm x 100 mm 60 dB(A) SAE 15W-50 ou SAE 20W-50
FC1
   
FC2 FP1
Arbre moteur
                                        
FC5 FC6 FC7
 
T4/20
FC5
Embrayage sliding-clutch 
Phase E : Graphe des interacteurs en position embrayée
Carter
FC3
FC4
Conducteur 
Arbre primaire
de 35 à 40 N.m 8 000 tr.min-1 non fourni onta démble 0 N aucune  200 mm x 100 mm 60 dB(A)   SAE 15W-50 ou SAE 20W-50
                                                   Tournez la page S.V.P. 
FC1 FC2 FC3 FC4 FC5 FC6 FC7
FP1
 
T5/20
 
   
FC1
 Arbre moteur
A.2.1.2 - Phase A : Graphe des interacteurs en phase de débrayage automatique 
Milieu ambiant
FC6
FC7
Couple résistant maxi transmis par lembrayage Vitesse de rotation maxi de lembrayage Irrégularités du couple moteur  Liaison complète Effort axial transmis Intervention pour obtenir lanti-blocage Volume disponible Bruit généré maxi Huile utilisée
FC1Filtrer les irrégularités du couple moteur et du couple résistant FC2Sadapter à larbre primaire FC3Ne pas générer deffort axial dans les guidages en rotation FC4 Ne pas demander dintervention du conducteur FC5 à lencombrement disponible Sadapter FC6 pas émettre de bruits excessifs Ne FC7 en présence dhuile Fonctionner  Caractérisation des fonctions  
Fonction principale : FP1 Limiter le couple de freinage transmissible de larbre moteur à larbre primaire  Fonctions contraintes :
   Enoncés des fonctions de service et des contraintes
Arbre primaire
FC3
FC4
FC2 FP1
Carter
FC5
 Embrayage sliding-clutch 
Conducteur 
Un pour Un
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