TP C.A.O. – SolidWorks : Conception et assemblage

� Moteur thermique – voiture modèle réduit � CI-4 : Représentation graphique du réel

Filière :

2nde I.S.I.

Lycée Claude Bernard Fiche guide 1

1. Présentation du support d’étude et du travail à réaliser

1.1. Support d’étude Le support d’étude est une voiture modèle réduit à l’échelle 1/10, radio commandée, qui est un

jouet permettant d’exercer ses talents de pilote (de modèle réduit radio commandé). L’étude porte sur l’assemblage complet du moteur thermique.

1.2. Problématique

Cette étude poursuivra l’activité de conception de la culasse porte bougie de

ce même moteur et consistera à vérifier le respect des contraintes de

conception suivantes :

*le piston en position « Point Mort Haut » ne percute pas l’électrode de la

bougie située dans la zone d’explosion du mélange

*il n’existe pas d’interférences des pièces assemblées avec la CULASSE

PORTE -BOUGIE.

*Il n’existe aucune interférence entre les différentes pièces du mécanisme

2. Travail demandé

2.1. Structure du moteur thermique 2.1.1. Démontage partiel du moteur thermique 2 temps

En respectant le graphe de démontage ci-dessous, démonter partiellement le moteur.

Temps

1 2 3

Culasse porte-bougie

Bougie + Joint de bougie

Culasse

4 Vis CHC M2.5 - 6

MOTEUR THERMIQUE 2 TEMPS

(ensemble monté)

Joint de culasse

1 : utiliser une clé male coudée pour six pans creux de 2mm 2 : utiliser une clé plate ou une clé à pipe de 8 mm

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2.1.2. Identification des pièces à assembler Les pièces à assembler sont les suivantes :

� L’ensemble « préassemblé » {Carter+chemise+roulements}, nommé carter.SLDASM � Le vilebrequin nommé vibrequin.SLDPRT � La bielle nommée bielle.SLDPRT � L’ensemble « préassemblé » {Piston+axe de piston} nommé piston.SLDASM � Le joint de culasse nommé joint de culasse.SLDPRT � L’ensemble « préassemblé » {Culasse+joint de bougie+bougie} nommé culasse.SLDASM � Le refroidisseur à ailettes de culasse nommé refroidisseur.SLDPRT � Une vis de fixation, nommée vis.SLDPRT

L’ensemble de ces pièces et assemblages se situe dans le dossier TP assemblage moteur

voiture\Fichiers 3D moteur. Vous remarquerez au fur et à mesure que certaines pièces ont été coupées, ceci afin de voir plus clairement le mouvement relatif des pièces internes au moteur (bielle, piston, …).

2.2. Réalisation de l’assemblage 2.2.1. Assemblage du vilebrequin

Ouvrir le fichier nommé carter.SLDASM Vous allez alors insérer un nouveau composant à partir d’un

fichier : Cliquer sur Insertion, Composant, Depuis un fichier et choisir le fichier vilebrequin.SLDPRT.

Combien de degrés de liberté le vilebrequin doit-il posséder par

rapport au carter ? Quelle est la nature de ce ou de ces DDL ? Quel est le nom des composants qui réalisent la liaison entre le

vilebrequin et le carter ? Comment s’appelle la liaison réalisée entre le carter et le

vibrequin ? Vous préciserez bien ses caractéristiques. Réaliser l’assemblage entre le vilebrequin et le carter sous Solidworks en utilisant une contrainte

( ) de concentricité et de coïncidence. Vérifier les mouvements attendus grâce aux deux icônes :

et . Vous préciserez sur le document réponses les surfaces concernées par chacune des contraintes.

2.2.2. Assemblage de la bielle Vous allez alors insérer un nouveau composant à partir d’un fichier : Cliquer sur Insertion,

Composant, Depuis un fichier et choisir le fichier bielle.SLDPRT. Combien de degrés de liberté la bielle doit-elle posséder par rapport au carter ?

O

x�

y��

z�

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Quelle est la nature de ce ou de ces DDL ? Quelle est la nature de la ou des surfaces de contact entre le bielle et le vilebrequin ? Vous

préciserez sur le document réponses les surfaces concernées et leur nature. Comment s’appelle la liaison réalisée entre le vilebrequin

et la bielle ? Vous préciserez bien ses caractéristiques. La partie de la bielle en contact avec le vilebrequin

s’appelle la tête de bielle, alors que celle en contact avec le piston s’appelle le pied de bielle.

La tête de bielle est l’extrémité la plus grosse de la bielle. Réaliser l’assemblage entre le vilebrequin et la bielle sous

Solidworks en utilisant une contrainte ( ) de concentricité et de coïncidence. Vérifier les mouvements attendus grâce aux

deux icônes : et .

2.2.3. Assemblage du piston Vous allez alors insérer un nouveau composant à partir d’un fichier : Cliquer sur Insertion,

Composant, Depuis un fichier et choisir le fichier piston.SLDPRT. Quelles sont les deux pièces avec lesquelles le piston est en

contact ? Quelles sont les surfaces de contact :

� Entre le piston et le carter ? � Entre le piston et la bielle ?

Les colorier et les préciser sur le document réponses. Comment s’appelle la liaison réalisée entre le piston et le

carter ? Vous préciserez bien ses caractéristiques. Comment s’appelle la liaison réalisée entre le piston et la

bielle ? Vous préciserez bien ses caractéristiques. Réaliser l’assemblage entre la bielle et le piston puis entre le piston et le carter sous Solidworks

en utilisant des contraintes ( ) de concentricité. Vérifier les mouvements attendus grâce aux deux

icônes : et .

2.2.4. Assemblage du reste des pièces Les autres pièces (joint de culasse, culasse, refroidisseur et vis) sont en liaison encastrement

avec le carter avec lequel elles forment une même classe d’équivalence cinématique. Insérer les nouveaux composants puis, à l’aide de contraintes de coïncidence et de concentricité,

réaliser les différentes liaisons demandées.

A

1x��

1y���

z�

O’

x�

y��

z�

2x���

2y���

z�

B

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2.3. Schéma cinématique 3D du mécanisme Le mécanisme assemblé est alors le suivant :

On ne considère alors que les 4 classes d’équivalence cinématiques :

� Carter � Vilebrequin � Piston � Bielle

A l’aide de votre analyse précédente, compléter le schéma cinématique en 3D du moteur figurant

sur le document réponses en représentant chaque liaison en 3D. On prendra garde à représenter chaque classe d’équivalence d’une couleur différente.

2.4. Vérification des non interférences 2.4.1. Validation de la conception de la culasse porte bougie

Ouvrir le fichier de mise en plan déjà en place, nommé plan moteur assemblé.SLDRW. Un vue en coupe sur ce plan, avec une vue de détail associée permettra de justifier les conditions

de non interférences. On souhaite positionner le piston au point mors haut. Pour cela, vous réaliserez une nouvelle

contrainte de coïncidence entre la surface plane haute du piston et la surface plane basse de la culasse en l’option « le plus proche ».

En retournant dans le fichier de mise en plan qui se met automatiquement à jour, vérifier les contraintes fonctionnelles suivantes :

� Le piston en position « Point Mort Haut » ne percute pas l’électrode de la bougie et l’électrode de la bougie est bien située dans la zone d’explosion du mélange

� Il n’y a pas interférence entre : o la culasse porte-bougie et le piston

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o la culasse porte-bougie et la culasse o le piston et la bougie

La construction de la pièce CULASSE PORTE-BOUGIE est maintenant validée

fonctionnellement. Une étude de définition et de fabrication de la CULASSE

PORTE-BOUGIE pourrait maintenant être envisagée.

2.4.2. Vérification des mouvements des pièces Supprimer la contrainte de coïncidence mise en place pour placer le piston au point mors haut

puis, à l’aide des icônes et , faîtes bouger l’ensemble du mécanisme. Vérifiez alors les conditions de non interférences entre :

� La bielle et le carter � Le piston et le vilebrequin

Et représenter sur le document réponses les différents contacts qui auraient pu se produire en

cas de mauvaise conception.