TD Mouvement plan – chap.3 Première STI TD COMMANDE DE SOUPAPES D’ECHAPPEMENT (CIR, équiprojectivité, composition des vitesses) But: Déterminer la vitesse instantanée d’ouverture d’une soupape d’échappement connaissant la vitesse de rotation du vilebrequin Le moteur à combustion interne Le moteur à combustion interne utilise l’explosion d’un mélange air/essence dans des proportions, et à des pressions et températures bien précises pour mettre en mouvement les pistons du moteur. La translation de ces pistons dans leurs cylindres est transformée en une rotation du vilebrequin grâce à l’embiellage. Ce mouvement de rotation du vilebrequin est ensuite transmis jusqu’aux roues par l’intermédiaire d’organes mécaniques telles que l’embrayage, la boite de vitesse, le différentiel… non représentées ci-contre. Sur le vilebrequin est montée une poulie qui entraîne, par l’intermédiaire de la courroie de distribution crantée: la pompe à eau, la pompe à huile, la pompe d’assistance à la direction, le compresseur de climatisation et surtout l’arbre à cames qui assure l’ouverture et la fermeture des soupapes d’admission et de refoulement. vilebrequin Le mécanisme de commande des soupapes Plusieurs systèmes de commande des soupapes existent: à double arbre à cames en tête: les cames agissent directement sur les soupapes (dessin du moteur cidessus). un pour les soupapes d’admission, et un pour les soupapes d’échappement. à simple arbre à cames en tête: un arbre à cames + un système de renvoie suffisent à commander les soupapes d’admission et de refoulement Le mécanisme de commande des soupapes que nous allons étudier est à simple arbre à cames en tête (voir figure cicontre). Pour un cylindre et quatre soupapes nous avons: 1 : Cames (×4) 2 : Linguets d’échappement (×2) 3 : Tiges de culbuteur (×2) 4 : Culbuteurs d’échappement (×2) 5 : Vis de réglage du jeu soupapes (×4) 6 : Soupapes d’échappement (×2) 7-8: Ressorts coniques de rappel des soupapes (×4 chacun) 10 : linguets d’admission (×2) 11 : Soupapes d’admission (×2) 12 : poussoirs hydrauliques à rotule (×4) Lycée E. BRANLY Page 1/2 TD Mouvement plan – chap.3 Première STI Fonctionnement: L’arbre à cames 1 est entraîné par le vilebrequin (arbre moteur) par courroie crantée, à une vitesse réduite de moitié. Pour chaque cylindre, il comporte 4 cames : 2 pour l’admission des gaz et 2 pour l’échappement. Les cames d’admission attaquent directement les soupapes d’admission 11 par l’intermédiaire des linguets 10 Les cames d’échappement actionnent les soupapes d’échappement 6, par l’intermédiaire des linguets 2, des tiges 3, et des culbuteurs 4 articulés autour d’un axe solidaire de la culasse. Les 4 poussoirs hydrauliques à rotule 12 permettent l’articulation des linguets en même temps que le rattrapage automatique des jeux de dilatation de la commande. Travail demandé: Question n°1: Déterminer la nature du mouvement de 1/0, calculer VA 1/0, et le tracer sur la figure ci-dessous. Question n°2: Déterminer la nature du mouvement de 2/0, en déduire la direction de VA 2/0, et la tracer. En A, le linguet d’échappement 2 glisse sur la came 1 (il y’a donc mouvement relatif entre les deux pièces en ce point), on définit une vitesse de glissement VA 2/1 dont la direction est la tangente commune à 1 et 2 en A. Question n°3: Déterminer à l’aide de la composition des vitesses au point A entre 0, 1, et 2 : VA 2/1 et VA 2/0. Question n°4: Déterminer VC 2/0. Justifier l’égalité : VC 2/0 = VC 3/0 Question n°5: Déterminer la nature du mouvement de 3/0, en utilisant la propriété de l’équiprojectivité, déterminer VD 3/0. Justifier l’égalité VD 3/0 = VD 4/0 Question n°6: Déterminer la nature du mouvement de 4+5/0. En déduire VF 5/0. En F, le culbuteur 5 glisse sur la soupape 6 (il y’a donc mouvement relatif entre les deux pièces en ce point), on définit une vitesse de glissement VF 5/6 dont la direction est la tangente commune à 5 et 6 en F. Question n°7: Déterminer la nature du mouvement de 6/0, en déduire la direction de VF 6/0 et la tracer. Question n°8: Déterminer à l’aide de la composition des vitesses au point F entre 0, 5, et 6 : VF 5/6 et VF 6/0. Plan tangent commun à 1 et 2 Données: OA = 24 mm Régime moteur = 6000 tr/min Echelle conseillée: 1 cm 1,5 m/s Lycée E. BRANLY Page 2/2