CONCOURS GENERAL DES METIERS 2011 Documents de travail :

Attention corrigé Session 2010/2011 La Boite de Vitesses Mécanique à Commande Pilotée

1 *A partir des documents ressources, on demande d’identifier le code moteur équipant le véhicule de type C4 Picasso HDI Fap de Mr Justin PIGNON :

DW10BTED4

2 * Compléter par relevés et par calculs, le tableau des caractéristiques du moteur :

DC/01

Régime Tr/min

Couple Nm

Conso Kg/h

Puissance kW

Cs G/kw/h

Régime Tr/min

Couple Nm

Conso Kg/h

Puissance KW

CS G/kw/h

1500

240

2,63

37,69

70

4000

191

7,12

80,05

88,9

2000

240

3,70

50,26

73

4500

155

8,9

73,04

121,8

2500

230

3,65

65,44

55,7

5000

125

11,12

65,45

169,9

3000

220

4,56

69,11

65,9

3500

200

5,70

73,30

77,76

CONCOURS GENERAL DES METIERS 2010 Documents de travail

Le régime Maxi pour tous les essais et mesures de ce dossier est de : 5000 tr/min

3 * Tracer la courbe de consommation spécifique du moteur en rouge, la courbe de couple en vert et la courbe de puissance en bleu entre 1000 et 5000 tr/min:

70 60 50 40 30 00

1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

Régime moteur en tr/min

4* Indiquer le régime moteur correspondant au rendement global Maxi :

2500 tr/min

DC / 02

Consommation spécifique en gramme par Kw/h

Puissance En KW

80

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20

Courbe de couple

100

150

200

250

300

5 * Calculer la consommation en litre/heure dans les conditions de rendement global Maxi du moteur : Rappel : Densité du gas-oil : 0,820 kg/litre

Consommation instantanée à 2500 tr/min : 3,65 kg/heure Consommation en litre / heure : 3,65 / 0,820 = 4,45 litres/ heure à 2500 tr/min

6 * D’après vos connaissances technologiques, on vous demande de décrire la fonction de chacun des sous-ensembles suivant, on utilisera une phrase simple avec un verbe à l’infinitif en premier : Exemple : Le calculateur : Piloter les Informations pré-actionneurs d’entrées du calculateur correspondants a * Le dispositif d’embrayage :

b * L’actionneur d’embrayage : c * la boite de vitesses : d * L’actionneur de vitesses :

DC/03

Analyser les informations et déterminer les commandes à réaliser

Dispositif d’embrayage : Fonction :Transmettre progressivement tout ou partie de la puissance moteur à la boite de vitessesou isoler le moteur de la boite de vitesses

L’actionneur d’ embrayage : Fonction :Actionner hydrauliquement et gérer l’usure de l’embrayage

La boite de vitesses : Fonction :Adapter automatiquement ou manuellement le couple moteur au couple résistant

La boite de vitesses : Fonction :Engager les différents rapports de vitesses

Couple et puissance moteur

Tout ou partie du Couple moteur

Energie hydraulique

Energie mécanique

Couple moteur Couple résistant

Energie hydraulique

Energie mécanique

7 * A l’aide du dossier ressource, on demande de compléter le tableau des entrées sorties du calculateur en indiquant les informations et les ordres qu’il délivre

ainsi que le repère élément de chacun d’entre eux : DC / 04

Entrées Calculateur Sorties

Capteur position embrayage 1634

1005 Relais d’interdiction de démarrage

Capteur de pression d’huile 1308

Capteur de passage 1624

Capteur de sélection 1633

Capteur vitesses entrée BdeV 1662

Contacteur de frein 2120

Sélecteur de programme 1670

Commande vitesse au volant 1666

Sélecteur de rapports 1661

Contacteur sport 1640

1664 Electrovanne de selection

1663 (1) Electrovanne de passage1

1663 (2) Electrovanne de passage2

1665 Electrovanne embrayage

C001 Ligne diagnostic

BUS CAN CAR

BUS I/S

BUS CAN Confort

BSM

1320 1660 7800 BSI

0004

Repère élément

Repère élément C

A L C U L A T E U R B V M P 1 6 6 0

8 * Compléter la nomenclature et le schéma cinématique Minimal de la B de V avec le rapport de 6éme engagé (Surligner la chaîne cinématique en bleu) (On prendra soin de représenter le crabot de 6éme En position engrenée en rouge) DC/05

Sortie vers boîtier de différentiel

Mouvement d’entrée de boite de vitesses

Arbre primaire

Arbre secondaire

Détail pignons sortie bde v :

Couronne de

différentiel

Pignon de sortie MAR

Pignon de sortie vitesses avant

9 * A partir du schéma cinématique du document DE/05, on demande de compléter à la règle la liaison entre le pignon de 6éme et l’arbre primaire :

Quel est le nom de cette liaison : Liaison pivot Symbolisation : 10* Déterminer pour chaque rapport, la démultiplication globale de (boite +pont) Remplir le tableau : 11* Calculer la longueur théorique développée du pneumatique : Rappel : 1 pouce est égal à 25,4 mm Réponse : Pneumatiques : 215/45 R 18

H= L * 0.45 soit 215*0,45 = 96,75 mm Soit 2H = 193,5 mm Diamètre int : 18 pouces * 25,4 mm = 457,2 mm

Diam total : 457,2 + 193,5 = 650,7mm Périmètre total = 650,7 * 3,14 = 2043 mm soit 2,04 mètres 12 * A partir des questions 11 et 12 , on demande calculer la vitesse maxi

théorique du véhicule pour chaque rapport de marche avant (le régime maxi est atteint sur tous les rapports, sauf en 6éme ou l’on ne dépasse pas 4500 tr/min) : DC/06

Etagement de 1° 2° 3° 4° 5° 6° Boite : Rapport de Démultiplication 0,282 0,520 0,756 1,02 1,314 1,677 de boite Rapport de pont 0,239 0,239 0,239 0,239 0,239 0,239 Rapport total 0,067 0,124 0,180 0,244 0,314 0,400

Etagement 1° 2° 3° 4° 5° 6° de boite : Vitesse Maxi 41,04 75,88 110,16 149,32 192,16 220,32 ( km/h)

13* Sur la trame suivante, on demande de tracer en rouge le diagramme des vitesses véhicule en fonction des régimes moteur :

Régime en tr/min

4000 3000 2000 1000 0 50 100 150 200 250 Vitesse en km/h 14* La vitesse Maxi réelle étant de 208 km/h, on demande de justifier la différence entre la vitesse maxi réelle et la vitesse maxi théorique : Réponse : la différence de vitesse est liée à l’écrasement du pneumatique donc son diamètre est plus petit et sa circonférence également. 15 * La boite de vitesses MCP 6 est une boite manuelle pilotée à commande électro-hydraulique , on demande de préciser qu’elles sont les trois fonctions remplacées par rapport à une boite manuelle classique : - La commande d’embrayage - La sélection ( ou le choix des vitesses) - Le passage des vitesses DC/07

1ére 3éme 2éme

5000

5éme 4éme

6ème

16 * Préciser les 4 modes d’utilisation possible par le conducteur pour ce type de véhicule - Mode impulsionnel - Mode automatique

- Mode semi-automatique - Mode sport

17 * A partir des documents ressource, on demande de relever les 5 fonctions possibles affichées sur l’ écran à cristaux liquide en fonction des différentes positions du sélecteur de rapport : - Neutre ------- N - Marche arrière --------- R - Automatique ---------- A - Montée des rapports -------- M+ - Descente des rapports -------- M- 18 * A partir du document relatif à la symbolisation des organes hydraulique, on demande compléter le schéma hydraulique suivant du groupe électropompe équipant la boite mécanique à commande pilotée :

Pour information, il manque la pompe,le filtre et l’accumulateur

DC/08

4 2

3

1

3

19 * On demande de préciser le nom et justifier la présence des éléments 1, 2, 3 et 4 sur le circuit hydraulique de la question 19 : DE/0 20 * Justifier la présence d’un accumulateur sur ce type de circuit hydraulique :

Réponse : Absorber les brusques élévations de pression (coup de bélier) et assurer une réserve de pression dés la commutation des

électrovannes diminuant ainsi les temps de réponse. 21* A partir des documents ressources et de la grille de passage des vitesses

on demande de compléter le tableau de commande des électrovannes en fonction des différents passage de rapports : (électrovannes non pilotée =0 , électrovannes pilotée=1)

DC/09

Rep : Nom de l’organe : Fonction de l’organe : 1 Crépine Filtrer grossièrement les impuretés 2 Clapet régulateur de Pression Clapet anti retour Eviter de déjauger l’huile dans le 3 à l’arrêt du système 4 Clapet by-pass Dériver le circuit d’huile en cas de Colmatage du filtre

Rapport Passage Etat EV Etat EV de Etat EV de Etat Ev de de départ de rapport embrayage sélection passage paire passage impaire

N N 1 1 puis 0 0 0 1 1 1 2 1 puis 0 0 1 0 2 2 3 1 puis 0 1 0 1 3 3 4 1 puis 0 0 1 0 4 4 5 1 puis 0 1 0 1 5 5 6 1 puis 0 0 1 0

Eviter les surpressions dans l’installation Hydraulique par mise au retour du circuit

22 * A partir du tableau de pilotage des électrovannes ci-dessus, on demande de compléter le schéma des électrovannes de pilotage ainsi que la position de l’actionneur hydraulique selon les vitesses à engager :

DC /10

Passage de N 1

Passage de 1ére 2éme

D

E F = _ _ 622 DaN DC /11

Passage de 2 éme en 3éme

23 * A partir de la loi de Pascal, on demande de définir l’effort de poussée exercé par le piston annulaire sur le mécanisme d’embrayage :

a) Détermination de la surface du piston en cm² :

S = S1-s2 = 18,09- 2,54 = 15,55 cm²

b) Détermination de l’effort de poussée en DaN :

F= P*S soit 40 * 15,55

Diamètre extérieur : 48mm

Diamètre intérieur : 18mm

Canalisation HP =40 Bars

Soit 40 DaN/cm²

Arbre primaire cannelé

24 * Préciser le nom de l’organe utilisé pour informer le calculateur TCU de la position de l’embrayage :

25 * A partir des deux oscillogrammes suivant, on demande d’identifier celui

correspondant au circuit primaire et celui appartenant au circuit secondaire :

Circuit secondaire Circuit primaire 26 * Compléter les valeurs de résistance de chacun des deux bobinages :

Circuit primaire : 30 à 40 Ohms Circuit secondaire : 20 à 30 Ohms

DC/12

Nom de l’organe Repère de l’organe Implantation Capteur de position 1634 Dans l’actionneur

d’embrayage

27 * Préciser le nom du dispositif permettant d’informer le calculateur de la boite pilotée de la vitesse de rotation de l’arbre primaire de boite de vitesses :

28 * A partir des documents ressources, on demande de justifier la nécessité de mesurer la vitesse de rotation de l’arbre primaire de cette boite de vitesses :

- Déterminer le glissement de la boite de vitesses

- Déterminer le point de léchage de l’embrayage

- Piloter l’actionneur de l’embrayage 29* A partir du schéma électrique DE/21,vous désirez mesurer les caractéristiques électrique de ce composant , préciser le choix du matériel nécessaire et les résultats attendus :

Bornier du calculateur (Nbre de voies et couleur de la prise ex : 16 V Gr) 12 V Nr Numéro des voies sur le calculateur : 8 3 Numéro des fils concernés : 1661 1662

DC/13

Nom de l’organe Repère de l’organe Implantation Capteur de vitesse D’entrée de b de v 1662 Carter de boite de vitesse

Type de mesure* Unité Conditions de Résultat attendu Mesure Résistance ohms capteur débranché 770 < X < 810 ohms Oscilloscope Trace capteur branché signal en parallèle sinusoidal

30 * A partir de l’oscillographe suivant et des données constructeurs, on demande de déterminer à quelle vitesse de rotation de l’arbre primaire celui-ci correspond-il ?

a ) Détermination de la fréquence du signal sinusoïdal obtenu : F = 1 soit 1/ 0,010 = 100 T F = 100 Hz

b) Détermination du régime de rotation de l’arbre primaire : Nombre de dents du pignon de marche arriére : 17 dents A 100 Hz on obtient 100 /17 = 5,88 tr/sec soit 352,9 tr/min Rapport de démultiplication : 0,302 soit 352/0,302 Régime de rotation obtenu : _ _1168 tr/min 31* Au vu de la forme du signal ci-dessus, on demande de préciser de quel type de

Capteur Il s’agit, puis s’il s’agit d’un capteur actif ou d’un capteur passif : Type de capteur : inductif

DC/14

Oscillographe capteur vitesse entrée MCP :

Base de temps 5 msec tension crête à crête : 2 volts

32* Etude du sélecteur de rapport , à partir des documents ressources, on demande de compléter le tableau suivant relatif au dispositif de sélection de vitesses :

33 * Dresser l’inventaire des informations du sélecteur à envoyer vers le

calculateur TCU :

- Passage du rapport de marche arrière sur R - Position neutre sur N - Position Automatique sur A - Position Impulsionnelle sur M Sur M + incrément de 1 à chaque impulsion Sur M - décrémentation de 1 à chaque impulsion

34* Préciser le nombre total des informations à transmettre au calculateur TCU :

- 6 informations au total ( R, N, A, M+ et M- et M )

35* A partir du signal obtenu sur l’oscillographe du sélecteur de passage, on demande

de préciser les fourchettes de tension associées aux deux états logique 0 ou 1 des micro-contacts du sélecteur : Tension U ( Tension haute) (Tension basse) Temps en ms

DC/15

Nom de l’organe Repère de l’organe Implantation Sélecteur de rapport 1661 console centrale

36* A partir du signal obtenu sur l’oscillographe du sélecteur de passage, on demande De préciser les fourchettes de tension associées aux deux états logique 0 ou 1 Des micro-contacts du sélecteur : (suite)

Fourchette de tension :

3,2 Volts < U haut < 4,1 Volts état logique associé : 1 1,9 Volts < U bas < 2,7 Volts état logique associé : 0 37* Compléter l’affectation des voies associés au sélecteur de rapport :

38 * A partir de la question précédente ,préciser le nombre d’entrées et les différentes

voies pouvant être exploitées par le calculateur TCU : 4 entrées , Voie 2 , Voie 3 , Voie 4 , Voie 9 39 * Ces entrées sont - elles de type analogique ou tout ou rien ? Tout ou rien DC/16

Voie 1 : Signal + CAN Voie 2 : Signal A1 Voie 3 : Signal A2 Voie 4 : Signal A3 Voie 5 : Masse calculateur Voie 9 : Signal A4 Voie 12 : Masse MC 51

40 * On demande de compléter le tableau à 4 entrées suivant en prenant soin d’éviter les répétitions : Entrées I 2 I 3 I 4 I 9 DC/17

3 2 1 0 Valeur décimale 2 2 2 2 0 0 0 0 0

1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 1

41* A partir des documents ressources, on demande de compléter la grille du sélecteur de passage par les informations suivantes : R pour marche arrière Valeur Décimale 1 N pour Neutre Valeur Décimale 2 A pour mode automatique Valeur Décimale 4 M pour mode séquentiel Valeur Décimale 8 M+ pour montée de rapport Valeur Décimale 10 M- pour descente de rapport Valeur Décimale 12

Sélecteur en position Neutre

42 * A partir des représentations schématiques internes du sélecteur de rapport, on demande de compléter la position des interrupteurs en fonction

N

R

A

M

M+

M-

En Position Neutre En Position marche arrière : R

42 * A partir des représentations schématiques internes du sélecteur de rapport, on demande de compléter la position des interrupteurs en fonction : ( Suite)

43* A partir du schéma électrique DE/21 on demande de préciser les résultats en tension obtenu entre les différentes bornes proposées : On suppose UBat = 12 Volts Entre BF 06M ( de 1660) et masse : U = 12 V Entre MC10 N ( de PSF1) et masse : U = 0V Entre BF 11M ( de 1660 ) et masse : U = 12V 44* Préciser le nom des fusibles assurant la protection du calculateur 1660 ainsi que leur implantation : DC/19

En mode Automatique En mode Séquentiel M

En Montée de rapport M+

En Descente de rapport M-

Ref fusible Implantation Ref fusible Implantation F6 BF08 F13 BSI 1 F11 BF08 F14 BSI 1

45* A partir du schéma électrique DE/21.On demande de préciser le rôle des liaisons électriques Z 14 P et Z13 A du schéma électrique ci-après

Il s’agit des alimentations des circuits multiplexés du boitier de servitude intelligent

46* Sur le schéma électrique ci-après, on demande de surligner en rouge les circuits

D ‘alimentation des réseaux multiplexés et en bleu les bus de données multiplexés : 47* Préciser le type de réseau multipléxe exploité par le calculateur le la boite

mécanique à commande piloté : C A N Compléter les caractéristiques du réseau multipléxé Dénomination complète du réseau : Contrôle Area Network Débit de transfert de données en Bit/sec : 500 Kbit/sec

Nombre de fils nécessaire à la transmission des données : 2 Compléter la forme des signaux de données sur ligne manquante : Que signifie l’expression : CAN I/S : Réseau CAN Inter système CAN H : Signal CAN Haut (hight) DC/20 CAN L : Signal CAN Bas (low)

CAN

CANL

CANH

CAN I/S

Schéma électrique boite de vitesses manuelle pilotée type MCP :

DC/21

48 * A partir du dysfonctionnement rencontré sur le véhicule de Mr justin Pignon, on demande de compléter l’arbre des causes suivant : ( on optera pour les causes de défaillances les plus probables dans le cadre d’un fonctionnement Normal du véhicule )

Affichage de défaillance embarqué sur le véhicule :

Affichage BdeV Défaillante et

rapport maximum

engageable : 3éme

Défaillance information frein 2120 ou CAN HS

Défaillance capteur pression d’huile

1308

Défaillance du capteur régime arbre

primaire. 1662

Défaillance des actionneurs :

sélection ,passage DC/22

Défaillance des électrovannes : Selection ;passage 1663,1664

Défaillance capteur de position : 1624,1633

Capteur HS

Fils coupé ou en cc

Capteur HS

Fils coupé ou en cc

Grippage mécanique de l’actionneur hydraulique

Fuite hydraulique ,interne ou externe

Alimentation électrique coupée ou en CC

Boibine des Elèctrovannes coupées ou en CC

Contacteur de frein HS Liaison

CAN ou élec coupée ou en CC

49 * Suite à la construction de l’arbre des causes précédent , on demande d’affiner le diagnostic de la défaillance : Codes défauts affichés : P0921 P0920 Organe concerné : Electrovanne de passage 2 Contrôles possibles : (sans outil de diag avec multimètre) Ohmmètre : Résultat attendu : 10 Ohms Résultat mesuré : 870 Ohms Proposition d’intervention : Remplacement des 4 électrovannes Vous trouverez l’ensemble des données nécessaire à l’établissement de l’Ordre de Réparation à la fin des documents ressources, vous porterez votre signature en qualité de réceptionnaire. Vous ne complèterez pas les champs dont vous n’avez pas les éléments nécessaire pour fournir une information fiable .

DC/23

50 * En fonction de votre conclusion on demande de compléter la facture détaillée ci –après relative à votre intervention :

DE/23

Garage DUMOULIN 3, rue des 4 vents 88000 EPINAL

Véhicule dont le rapport maximum engageable est la troisième et le message boite de vitesses défaillante apparaît.

Effectuer le diagnostic puis compléter L’OR à faire signer par le client (Vous)

DC/24

Nom : PIGNON Adresse : 25, rue de la cote 88000 Epinal Réceptionnaire : _ _ _ _ _ _ _ _ _ Véhicule : Marque : CITROEN TYPE : C4 Picasso N° de série : VF7UA9HZFY452090 Date de 1ére mise en circulation : 01 Février 2010

Observations : Tarif horaire de la main d’oeuvre Client Taux 1 : 47 EHT Taux2 : 53EHT Taux3 : 61EHT

50 * En fonction de votre conclusion on demande de compléter la facture détaillée ci –après relative à votre intervention :

Détail des pièces à remplacer Détail de la Main d’Oeuvre

Qté : Désignation + code: PUHT PTHT Code MO Libellé Temps Taux 1 Electrovanne 107,09 107,09 080A6311 Mise hors pression 0,20 2

257418

18261911 Remplacement Elec 0,40 2 passage 1 et ou 2

1 SELENIA TUTELA 14,75 14,75 1962536 Purge et mise en 0,10 1 259437 pression circuit hydraul Recherche de panne 12597210 système BVMCP 0,70 3

Total des pièces à remplacer : Total de la main d’œuvre :

Montant HT : 121,84 Montant MO HT1: _ 4,70 _ T2 : _31,18 _ T3 :_42,70 Total TVA : 23,88 Total TVA : _15,40 Euros Montant TTC : _ _145,72 Euros _ _ Montant TTC : _ 93,98 Euros

Montant total de l’intervention : Montant HT : 200,42 Euros Total TVA : 39,28 Euros Montant TTC : 239,70 Euros

DC/25