Guide Formateur Tout Terrain

7/31/2019 Guide Formateur Tout Terrain

1/135

CONDUITE DES VEHICULES TOUT TERRAIN DOCUMENT DU FORMATEUR

Direction de la Dfense et de la Scurit Civiles - Sous direction des services de secours et des sapeurs-pompiers - DDSC 9 - Mars 1998

1

SOMMAIRE

PREAMBULE page 13

CHAPITRE I : CARACTERISTIQUES DUN VEHICULE TOUT TERRAIN

CHAPITRE UNIQUE : CARACTERISTIQUES DUN VEHICULE TOUT TERRAIN page 17

I - DEFINITIONS page 17

1.1- Angle dattaque page 171.2- Angle de fuite page 171.3- Angle de rampe page 17

1.4- Garde au sol page 181.5- Empattement page 181.6- Voie page 18

CHAPITRE II : CHASSIS

CHAPITRE UNIQUE : CHASSIS page 21

I - DIFFERENTS TYPES DE CHASSIS page 21

1.1- Chssis rigide page 211.2- Chssis souple page 211.3- Chssis articul page 21

II - REACTION DE DIFFERENTS CHASSIS LORS DUFRANCHISSEMENT DOBSTACLE page 22


2/135



2

CHAPITRE III : MOTEUR THERMIQUE

CHAPITRE III - 1 : LE MOTEUR page 25

I - DEFINITIONS ELEMENTAIRES page 25

1.1- Alsage page 251.2- Chambre de combustion ou dexplosion page 251.3- Course page 251.4- Cylindre page 251.5- Cycle page 251.6- Points morts page 251.7- Temps page 25

II - MOTEUR THERMIQUE A COMBUSTION INTERNE page 26

2.1- Fonctionnement du moteur explosion page 262.2- Principe de ralisation page 26

III - CYCLE BEAU DE ROCHAS page 27

IV - ORGANES DU MOTEUR page 28

4.1- Organes fixes page 284.2- Organes mobiles page 31

V - TABLEAU COMPARATIF ENTRE LE MOTEUR ESSENCEET LE MOTEUR DIESEL page 33

CHAPITRE III - 2 : ALLUMAGE page 34

I - ROLE page 34

II - DESCRIPTION page 34

III - FONCTIONNEMENT page 34

CHAPITRE III - 3 : CARBURATION page 35

I - DEFINITION page 35

II - CONDITIONS POUR UNE BONNE CARBURATION page 35


3/135



3

III - REALISATION DE LA CARBURATION page 35

IV - LE CARBURATEUR page 36

4.1- Description page 364.2- Fonctionnement page 36

V - DOSAGE MELANGE page 37

CHAPITRE III - 4 : RALENTISSEURS page 38

I - GENERALITES page 38

II - RALENTISSEUR SUR LECHAPPEMENT ET COUPURE INJECTION page 38


III - RALENTISSEUR HYDRAULIQUE page 39

3.1- Analyse fonctionnelle page 39

CHAPITRE IV : CIRCUITS

Chapitre IV - 1 : REFROIDISSEMENT page 43


II - BUT DU REFROIDISSEMENT page 43

III - REFROIDISSEMENT PAR AIR page 43

IV - REFROIDISSEMENT PAR EAU page 44

4.1- Le radiateur page 444.2- La pompe eau page 444.3- Le thermostat page 444.4- Le ventilateur page 454.5- Le circuit de refroidissement page 45


4/135



4

V - REFROIDISSEMENT PAR HUILE page 46

5.1- Refroidissement par thermosiphon acclr par pompe page 465.2- Rle de la soupape thermostatique page 475.3- Echangeur de temprature page 48

CHAPITRE IV - 2 : CIRCUIT DE GRAISSAGE page 49


II - BUT DU GRAISSAGE page 49

III - PRINCIPE page 49

IV - DESCRIPTION page 49

V - FONCTIONNEMENT page 49

VI - POMPE A HUILE page 50

6.1- La pompe engrenages intrieurs page 506.2- La pompe palettes page 506.3- La pompe rotor page 506.4- Le filtre page 51

VII - DIFFERENTS TYPES DE GRAISSAGES DU MOTEUR page 52

7.1- Graissage sous pressions page 53

VIII - QUELQUES PANNES POSSIBLES page 54

CHAPITRE IV - 3 : CIRCUIT DE COMBUSTIBLE DIESEL page 55

I - ROLE page 55



3.1- Le rservoir page 553.2- La crpine page 553.3- Le prfiltre page 553.4- La pompe dalimentation page 55


5/135



5

3.5- Le filtre principal page 553.6- La pompe injection page 553.7- Linjecteur page 55

IV - CIRCUIT DU COMBUSTIBLE page 56

V - QUELQUES PANNES POSSIBLES page 57

CHAPITRE IV - 4 : SURALIMENTATION page 58

I - REALISATION page 58

II - BUT page 58

III - CARACTERISTIQUES DE LA SURALIMENTATION page 58

3.1- Le taux de suralimentation page 583.2- Le taux de remplissage page 59

IV - DIFFERENTS TYPES DE COMPRESSEURS page 59

4.1- Le compresseur volumtrique page 594.2- Le compresseur centrifuge page 61

CHAPITRE IV - 5 : TURBOCOMPRESSEUR page 62

I - PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT page 62

II - DESCRIPTION DU TURBOCOMPRESSEUR page 62

2.1- La turbine chaude page 622.2- Le compresseur ou turbine froide page 632.3- Le palier central page 63

III - REGULATION DE LA PRESSION DE SURALIMENTATION page 63

3.1- Le fonctionnement page 64

IV - LE REFROIDISSEMENT DE LAIR DADMISSION page 64

4.1- Les systmes de refroidissement page 65

V - PRECAUTIONS DUTILISATION page 66


6/135



6

CHAPITRE V : EMBRAYAGE ET BOITE DE VITESSES

Chapitre V - 1 : EMBRAYAGE page 69




IV - DIVERS TYPES DE COMMANDES DEMBRAYAGE page 70

V - LEMBRAYAGE AUTOMATISE page 70

5.1- Principe de fonctionnement page 71

VI - LEMBRAYAGE DE TYPE VISCO-DRIVE page 71

6.1- Fonctionnement page 71

VII - ELEMENTS DUN EMBRAYAGE A PRESSSION page 72

7.1- Elments dun embrayage pression par ressort page 72

7.2- Elments dun embrayage pression par diaphragme page 72

CHAPITRE V - 2 : BOITE DE VITESSES page 73


II - DESCRIPTION ET FONCTIONNEMENT page 73

III - PANNES POSSIBLES page 73

3.1- Description page 73


7/135



7

CHAPITRE VI : BOITE DE TRANSFERT

CHAPITRE UNIQUE : BOITE DE TRANFERT page 77




IV - REDUCTION page 77

4.1- Passage en rduction page 774.2- Passage de rduction en grande vitesse page 77

V - LES 4X4 PERMANENTS page 78

VI - BOITE DE TRANSFERT page 80

CHAPITRE VII : ESSIEUX - PONTS

CHAPITRE VII - 1 : PONTS page 83

I - ROLE page 83


2.1- Pont Banjo page 832.2- Pont Split page 832.3- Pont porteur ou pont droit page 842.4- Pont portique page 84

2.5- Pont double rduction centrale page 842.6- Pont simple rduction page 852.7- Pont double rduction page 852.8- Coupe transversale dun pont portique (avant) page 85

III - REDUCTION DANS LES MOYEUX page 86


8/135



8

IV - MONTAGE DES ARBRES DE ROUES page 87

4.1- Arbre de roue non porteur ou montage flottant page 874.2- Arbre de roue porteur ou semi-flottant page 874.3- Moyeux dbrayables page 88

CHAPITRE VII - 2 : DIRECTION page 89


II - GENERALITES page 89

III - DIFFERENTS TYPES DE DIRECTION page 89

IV - DESCRIPTION page 89

4.1- Direction crmaillre page 894.2- Direction botier page 89

V - FONCTIONNEMENT page 90

5.1- Crmaillres et pignons page 905.2- Les botiers de direction page 90

VI - ASSISTANCE DE DIRECTION page 91

VII - PANNES POSSIBLES page 93

VIII - CHASSE ET CARROSSAGE page 93

IX - PINCEMENT page 94

X - EPURE DE JEANTAU page 94

CHAPITRE VII - 3 : FREINS page 95




9/135



9


3.1- Frein classique page 953.2- Frein olo-pneumatique page 95

IV - PANNES page 97

CHAPITRE VII - 4 : SYSTEME ABS page 98


II - FONCTIONNEMENT page 98

2.1- Capteur lectromagntique page 982.2- Unit de commande lectronique page 98

CHAPITRE VIII : DIFFERENTIELS

CHAPITRE UNIQUE : DIFFERENTIELS page 101


II - DEFINITION page 102

III - DESCRIPTION page 102

IV - FONCTIONNEMENT page 102

V - EMPLACEMENT DU DIFFERENTIEL page 102

VI - DIFFERENTIEL EPICYCLODAL page 103

VII - TRAIN EPICYCLODAL page 103

VIII - DIFFERENTIEL TORSEN page 104

IX - DIFFERENTIEL AUTO-BLOQUANT A GLISSEMENT LIMITE page 106



10/135



10

X - BLOCAGE DU DIFFRENTIEL page 107

10.1- Dfinition page 10710.2- Description et fonctionnement page 10710.3- Utilisation page 10710.4- Diffrentiel sans blocage page 10810.5- Diffrentiel avec blocage page 108

CHAPITRE IX : PNEUMATIQUES

CHAPITRE UNIQUE : PNEUMATIQUES page 111

I - ROLE page 111

II - COMPOSITION DUN ENSEMBLE PNEUMATIQUE page 111

2.1- Composition dun pneumatique page 1112.2- Structure page 1122.3- Composition dun ensemble pneumatique page 112

III - IMPORTANCE DU DIAMETRE DES PNEUMATIQUES page 113

IV - PRESSION AU SOL page 113

V - RENSEIGNEMENTS DIVERS page 114

5.1- Lexamen dun pneumatique se fait dans lordre suivant page 1145.2- Les causes de dtrioration page 1145.3- Les causes dusure page 1145.4- Contrle de la pression page 1145.5- Diagnostic des anomalies page 115

VI - SYMBOLES DE VITESSE page 116

6.1- Rgles de scurit page 116

6.2- Identification dun pneumatique page 116


11/135



11

CHAPITRE X : APPAREILS DE TRACTION ET TREUILS

CHAPITRE UNIQUE : MANOEUVRES DE FORCE page 119


1.1- La manoeuvre de force page 1191.2- Les principes directeurs page 119

II - COEFFICIENTS page 119

2.1- Profil du terrain page 1212.2- Coefficient dadhrence/effort au crochet page 122

III - MATERIELS page 123

3.1- Les cbles mtalliques page 1233.2- Les manilles page 1243.3- Les poulies page 1243.4- Les lingues page 1243.5- Les agrs de traction page 125

IV - POINTS DANCRAGE page 126

4.1- Points dancrage naturels page 1264.2- Points dancrage artificiels page 127

V - REALISATION DE LA MANOEUVRE DE FORCE page 128

5.1- La reconnaissance page 1285.2- La prparation page 1285.3- Lexcution page 1285.4- Le reconditionnement du matriel page 128

REGLES DE SECURITE

LA PENTE page 131


II - EVALUATION PRATIQUE DUNE PENTE page 131


12/135



12

LE DEVERS page 133


II - CENTRE DE GRAVITE page 133

III - EVALUATION PRATIQUE DU DEVERS page 133


13/135



13

PREAMBULE

Le prsent document labor lattention du formateur en conduite tout terrain a t ralis partir de labrochure propose par le matre principal MONCERE et le Centre Interrgional de Formation de la ScuritCivile de VALABRE.

Il complte le document Conduite tout terrain diffus en fvrier 1997 et apporte au formateur lesinformations ncessaires la ralisation des cours thoriques des niveaux de formation COD 1 et COD 2.

ELABORE PAR :

M.P MONCERE BMPMCentre Interrgional de Formation de la Scurit Civile CIFSC

ONT PARTICIPE :

Cdt GROSJEANLtn LANNOUCdt de CHALUS

Adc DAVEAUSap LAMBALLE

SDIS 60SDIS 78DDSC

DDSCDDSC


14/135



14


15/135



15

CHAPITRE I

CARACTERISTIQUES DUN

VEHICULE TOUT TERRAIN


16/135



16


17/135



17

CHAPITRE UNIQUE CARACTERISTIQUES DUN VEHICULE TOUT TERRAIN

I. DEFINITIONS

1.1 - Angle dattaque

Il est form par le sol, le point de contact du pneu avant le sol et la droite tangente au point le plus saillant sous lavantdu vhicule (pare-choc).

Il devrait avoir une valeur moyenne de 45 degrs.

1.2 - Angle de fuite

Il est form par le sol, le point de contact du pneu arrire avec le sol et la droite tangente la barre anti-encastrement.

Sa valeur moyenne devrait tre de 45 degrs.

1.3 - Angle de rampe

Angledattaque

Angle de fuite

Angle de rampe


18/135



18

1.4 - Garde au sol

Cest la hauteur entre le sol et le point le plus bas situ sous le vhicule. Il est indispensable quelle soit suffisammenthaute pour permettre au vhicule de franchir les obstacles.

1.5 - Empattement

Cest la distance entre les deux essieux.

1.6 - Voie

Cest la distance entre laxe des roues dun mme essieu assur sur le plan dappui.


19/135



19

CHAPITRE II

CHASSIS


20/135



20


21/135



21

CHAPITRE UNIQUE CHASSIS

I - DIFFERENTS TYPES DE CHASSIS

Le chssis forme lossature du vhicule sur laquelle viennent se rattacher les diffrents organes mcaniques ainsi que lacabine et lquipement. Il est constitu de longerons assembls par des traverses.

Il est ralis en profils dacier spcial haute rsistance mcanique et lastique.

1.1 - Chssis rigide

Le chssis rigide ne subit pas de dformation . Ce sont les organes de suspension qui donnent de la souplesse lensemble (ACMAT, ROVER).

1.2 - Chssis souple

Le chssis souple a la possibilit de se dformer, donc daccentuer la souplesse du vhicule.

1.3 - Chssis articul

Le chssis articul est constitu de deux demi-chssis rigides relis par une articulation permettant un dplacement

angulaire de plus ou moins 15 degrs partir de la position neutre (BRIMONT).


22/135



22

II - REACTION DE DIFFERENTS CHASSIS LORS DU FRANCHISSEMENT DOBSTACLE :

Chssis rigide

Chssis souple

Chssis articul


23/135



23

CHAPITRE III

MOTEUR

THERMIQUE


24/135



24


25/135



25

CHAPITRE III - 1 MOTEUR

I - DEFINITIONS ELEMENTAIRES

1.1 - Alsage : diamtre intrieur du cylindre.

1.2 - Chambre de combustion ou dexplosion : volume compris entre le dessus du piston lorsquil est au point morthaut et la culasse.

1.3 - Course : chemin parcouru par le piston entre les deux points morts.

1.4 - Cylindre : volume intrieur du cylindre entre le Point mort haut et le Point mort bas.

1.5 - Cycle : ensemble des volutions que subit la masse gazeuse depuis son introduction dans le cylindre.

1.6 - Points morts : points extrmes du piston dans le cylindre.

1.7 - Temps : volution que subit la masse gazeuse pendant une course.


26/135



26

II - MOTEUR THERMIQUE A COMBUSTION INTERNE

Le moteur thermique combustion interne transforme, avec un rendement de 60 % environ, lnergie calorifique oupotentielle du carburant en nergie mcanique ou cintique.

Il existe deux types de moteurs :

- moteur explosion ;

- moteur diesel.

2.1 - Fonctionnement du moteur explosion

Le piston se dplace dans un cylindre tanche sa partie suprieure.

Linflammation du mlange air-combustible qui a t introduit dans le cylindre puis compress est ralise par unetincelle (nergie dactivation). Cette raction de combustion est gnratrice de chaleur. Cette chaleur a pour effetdaccentuer la dilatation des gaz comprims au dessus du piston. Ces gaz, en phase de dtente, vont pousser le pistonvers le bas.

2.2 - Principe de ralisation

2.2.1 - Il est ncessaire dassurer le mouvement continu du moteur. Lorsque le piston est arriv au bas de sa course, ilfaut :

- liminer les gaz brls ;- introduire de lair frais et du combustible ;- ramener le piston en haut du cylindre.

2.2.2 - Le mouvement rectiligne du piston est transform en mouvement rotatif par le systme bielle vilebrequin.

2.2.3 - Lair frais et le combustible sont aspirs par une ouverture commande pendant la course descendante(soupape).

2.2.4 - Le piston au point mort haut comprime lair.

2.2.5 - Les gaz brls sont vacus pendant la course du piston. A chaque course du piston correspond une oprationdistincte. La description fait en 4 courses reprsente un moteur fonctionnant selon un cycle de 4 temps..

2.2.6 - Cest un ingnieur franais, Monsieur BEAU de ROCHAS, qui a mis au point le cycle lmentaire defonctionnement dun moteur 4 temps.

Seul le temps combustion / dtente fournit lnergie mcanique. Les trois autres temps sont appels temps rsistants. Ilsabsorbent de lnergie.

Dans un moteur 4 temps, le cycle seffectue en 2 tours de vilebrequin.

Dans un moteur 2 temps, le cycle complet seffectue en un seul tour de vilebrequin.


27/135



27

III -CYCLE BEAU DE ROCHAS :

Le piston recule provoquant

laspiration du mlange

carbure

1er temps : admission. La soupape dchappement est ferme.

Le piston, en descendant, aspire le mlange essence-air par la

soupape dadmission ouverte. Peu de temps aprs, la soupape

dadmission se ferme

2me temps : compression. Les soupapes dchappement et

dadmission sont fermes. Dans sa monte, le piston

comprime le mlange dans la chambre de combustion. Par

la chaleur produite par la compression, les gouttes de

carburant se vaporisent compltement.

4me temps : chappement. La soupape dadmission est

ferme. Le piston pousse les gaz brls en remontant par la

soupape dchappement ouverte. La soupape dadmission

souvre alors, la soupape dchappement se referme, et

tout recommence.

3me temps : travail. Les deux soupapes restent fermes. Le

mlange comprim est enflamme au moyen de la bougie. Les

gaz qui sont en train de brler se dtendent brutalement et

poussent le piston vers le bas. La soupape dchappement

souvre lorsque le piston est en bas.

Le piston avance,

comprimant le mlange dair

et dessence emprisonn dans

la chambre

Le piston est repouss par la

pression des gaz chauds.Le piston refoule les gaz

brls hors du cylindre

Le mlange air-essence

senflamme.

Une tincelle lectrique jaillit entre

les lectrodes de la bougie.collecteur

dchappement

gaz brls


28/135



28

IV - ORGANES DU MOTEUR

4.1 - Organes fixes

4.1.1 - Bloc moteur ou bloc cylindres

Le bloc moteur ou bloc cylindres est une pice de fonderie qui enveloppe les cylindres et qui reoit les diffrentsorganes constitutifs.

Il doit :

- assurer sans contrainte le mouvement des organes mobiles,- rsister aux pressions de combustion sans dformation,- possder une bonne conductibilit thermique,- tre rsistant la corrosion due au liquide du circuit de refroidissement.

Il reoit sa partie suprieure une ou plusieurs culasses et sa partie infrieure un carter dhuile.

Il est gnralement en fonte moule et usine. On peut aussi le trouver en fonte daluminium.

Les pistons ne se dplacent pas lintrieur du bloc moteur en frottant directement sur celui-ci.

4.1.1.1 Bloc usin non chemis

La partie interne du bloc reoit un usinage et un traitement spcial de la paroi


29/135



29

4.1.1.2 - Le bloc avec une chemise sche

Un cylindre mtallique en acier spcial trait, appel chemise, sinterpose entre le bloc et le piston. Dans le cas dunechemise sche, il ny a aucun contact direct entre celle-ci et le circuit de refroidissement.

4.1.1.3 - Le bloc chemise humide

Un cylindre mtallique en acier spcial trait, appel chemise, sinterpose entre le bloc et le piston.Dans le cas dune chemise humide, il y a contact direct entre la chemise et le liquide de refroidissement.

4.1.2 - Joint de culasse

Le joint de culasse assure ltanchit entre la culasse et le bloc cylindres.

Il comporte :- des ouvertures lendroit de chaque cylindre,- des orifices pour le passage des goujons de fixation de la culasse et pour le systme de commande

des soupapes et la circulation du liquide de refroidissement.

Il est gnralement en amiante arm graphit, bien que lon trouve aussi des joints en acier.

Ltanchit du gaz est alors assure par un bossage sur la chemise qui sincruste dans le joint lors du serrage de laculasse.

Ltanchit lhuile et au liquide de refroidissement est assure par des joints en silicone rsistants aux hautestempratures et polymriss sur lacier.


30/135



30

4.1.3 - La culasse

La culasse est une pice de fonderie en acier ou aluminium fixe sur la partie suprieure du bloc moteur par desgoujons. Elle recouvre soit un cylindre, soit un groupe de cylindres, soit la totalit des cylindres. Elle doit possder lesmmes caractristiques que le bloc moteur (rsistance, conductibilit).

Elle comporte :- des orifices dadmission et dchappement,

- des chambres du circuit de refroidissement et de graissage,- des emplacements pour les bougies ou les injecteurs.

4.1.4 - Le carter dhuile

Le carter dhuile est ralis soit en tle emboutie, soit ou coul en alliage lger. Il est positionn sous le bloc moteur et

constitue la rserve dhuile du circuit de graissage.


31/135



31

4.2 - Organes mobiles

4.2.1 - Le piston

Pice en alliage lger, en fonte spciale ou en acier moul, il est anim dun mouvement rectiligne alternatif.Il reoit et transmet les pousses. Il coulisse librement et assure ltanchit du cylindre.Cette tanchit est ralise par les segments (couronnes de fonte).

Il y a trois segments :

le premier est le segment coupe-feu qui coupe le rayonnement thermique d lexplosion, le deuxime est le segment dtanchit qui vite le passage des gaz dans la partie basse du bloc, le troisime est le segment racleur-dhuile qui vite les remontes dhuile, tale un film dhuile de graissage,

limine et rejette les excs dhuile.

Le piston se compose dune tte et dune jupe. La tte porte les segments dtanchit. La jupe comporte deux bossagesintrieurs pour lemmanchement de laxe du piston.

Sur certains pistons, la jupe porte une gorge destine recevoir un segment racleur dhuile.

4.2.2 - Axe du piston

En acier trait, il assure la liaison piston/bielle. Il maintient libre de rotation le piston sur la bielle.


32/135



32

4.2.3 - Bielle

En acier forg spcial ou mtal Nickel/Chrome chrom ou alliage lger, elle transmet le mouvement rectilignealternatif du piston au vilebrequin.

Elle est soumise aux pressions leves de combustion.

Elle se compose :

dun pied qui sarticule sur laxe du piston, dun corps perc longitudinalement pour le passage de lhuile, dune tte de bielle, en deux parties, qui sarticule sur le vilebrequin.

Elle porte les demi-coussinets antifrictions.

4.2.4 - Vilebrequin

Cest un arbre coud en acier spcial qui transforme le mouvement rectiligne alternatif du piston en mouvementcirculaire continu.

Il est perc de trous damene dhuile.

Il comprend trois parties :- portes ou tourillons,- manetons o sont rattaches les bielles,- joues ou flasques qui reoivent les masses dquilibrage.


33/135



33

4.2.5 - Volant moteur

Place en bout du vilebrequin, cest une pice lourde qui grce sa grande inertie cintique emmagasine lnergiependant le temps moteur (3me) pour la restituer lors des temps rsistants.

V - TABLEAU COMPARATIF ENTRE LE MOTEUR ESSENCE ET LE MOTEUR DIESEL

Temps du cycleFonctions assures

dans le moteurdiesel

Organes enfonctionnement

Fonctions assuresdans le moteur essence Organes en

fonctionnement

1/ Admission Aspiration dair Soupapes dadmission Aspiration dunmlange air/essence

prpar et dos par uncarburateur ou un

systme dinjection

Soupapes dadmission,carburateur

2/ Compression Trs forte 20 30 b,compression de lairdo chauffement

600C, rapportvolumtrique de

1/12 1/22

Compression dumlange 8 12 b dochauffement 300C

environ. Rapportvolumtrique 1/5 1/8

En fin de course decompression

Injection sous fortepression (100 300

bars) ducombustible qui

senflammespontanment aucontact de lair

surchauff

Pompe injection.Injecteur

Allumage du mlangepar tincelle lectrique

la bougie

Allumeur ou magnto etbougie dallumage

3/ Combustion ouexplosion

Combustion etdtente

Explosion et dtente

4/ Echappement Evacuation des gaz

brles

Soupapes

dchappement

Evacuation des gaz

brles

Soupapes

dchappement


34/135



34

CHAPITRE III - 2 ALLUMAGE

I - ROLE

Le systme dallumage a pour rle damorcer, un moment prcis, la combustion du mlange air/essence.

Linflammation du mlange gazeux est provoqu par une tincelle ou arc lectrique dans la chambre de combustion.Compte-rendu de la pression importante des gaz, la tension ncessaire pour obtenir une tincelle efficace doit tre delordre de 15 20 000 volts. Cette tincelle doit tre de trs courte dure (entre 1 et 2 millimes de seconde) car lesexplosions se succdent un rythme rapide.

II - DESCRIPTION

Pour parvenir ce rsultat, on utilise un circuit compos des lments suivants :

la batterie : qui fournit un courant de basse tension,

la bobine : qui transforme le courant de basse tension en courant de haute tension,

le rupteur : ncessaire au fonctionnement de la bobine,

le distributeur : qui communique successivement le courant de haute tension chaque bougie,

la bougie : o se produit larc lectrique.

III - FONCTIONNEMENT

On ferme le circuit primaire du courant basse tension qui part de la batterie, passe par lampremtre, linterrupteur, labobine, le rupteur puis revient la batterie par la masse. Le rupteur coupant le circuit provoque un phnomnedinduction : la transformation dans la bobine du courant de basse tension en un courant de haute tension.

Ce courant de haute tension part du centre de la bobine pour aller au distributeur puis vers les bougies o il se produitltincelle. Le condensateur sert absorber lextra courant de rupture.

LE CIRCUIT DALLUMAGE


35/135



35

CHAPITRE III - 3 CARBURATION

Limpulsion donne au piston au dbut du temps-moteur rsulte de la combustion dun mlange comprenant :

- un combustible (essence le plus souvent, alcool, benzol ).- un comburant (air ambiant apportant loxygne ncessaire la combustion)

I - DEFINITION

La carburation est lensemble des oprations grce auxquelles on obtient un mlange intime : air + combustible qui seraadmis dans les cylindres.

II - CONDITIONS POUR UNE BONNE CARBURATION

Dans tous les cylindres, le dosage combustible/carburant doit tre convenable quelque soit le rgime moteur etprsenter une homognit dans lensemble de la masse air/combustible.

La combustion rapide et complte permet dobtenir une puissance maximale et pollue peu.

III - REALISATION DE LA CARBURATION

Elle est ralise totalement dans un appareil complexe o arrivent :

- le combustible envoy par le dispositif dalimentation,- le comburant, lair atmosphrique aspir par le dpression cre par la descente du piston lors de

ladmission.

Le combustible entran par le comburant (en courant dair) se divise en fines gouttelettes, elles-mmes pulvrises parle choc contre lair.

Il y a :

- vaporisation du combustible (par le comburant),- formation dun mlange homogne (combustible - carburant).


36/135



36

IV - LE CARBURATEUR

Cest un appareil ralisant :- la carburation (voir ci-dessus),- la rgulation, cest dire ladaptation de la puissance fournie par le moteur la puissance qui lui estdemande (action de lutilisateur sur lacclrateur).

4.1 - Description

4.1.1 - Cuve (dite niveau constant)

Elle reoit lessence du circuit dalimentation par gravit ou pompe.

Elle est en communication avec latmosphre, en partie suprieure. A lintrieur, un flotteur surmont dun pointeau,obture larrive dessence lorsque le niveau attend la valeur constante choisie durant la marche du moteur. Il y a monteet descente de celui-ci dans la cuve suivant lutilisation.

4.1.2 - Gicleur

Un orifice calibr possde une sortie par laquelle le jet dessence est pulvris par lair. Cet ajustage est dispos

quelques millimtres au-dessus du niveau de la cuve. Le diamtre est compris entre 0,40 et 1,60 mm.

4.1.3 - Chambre de carburateur

Celle-ci comporte : un diffuseur o dbouche le gicleur (tranglement), un papillon tournant, command par lacclrateur situ dans la partie de la tuyauterie comprise entre le gicleur et

la soupape dadmission.

4.2 - Fonctionnement

4.2.1 - Moteur arrt

La pression atmosphrique rgne dans la tubulure dadmission et dans la cuve jusqu ce que le pointeau lobture. Ilstablit un niveau constant au gicleur et dans la cuve.

4.2.2 - Moteur en marche

Lorsque le volet est en position moyenne, un courant dair stablit dans la tubulure dadmission entranant lecombustible venant de la cuve. Celle-ci se vidant, le flotteur et le pointeau se retirent et laissent passer le combustiblevenant du circuit dalimentation dans la cuve.

Rle du carburateur


37/135



37

V - DOSAGE MELANGE

En poids : Thorie : 1 g dessence pour 15 g dair, Pratique : 1 g dessence pour 20 g dair.

En volume :

1 cm3

dessence pour 1100 cm3

dair

Si lon considre :

1000 cm3

dessence : 720 g,

1000 cm3

dair : 1,29 g.

Mlange riche :essence/air suprieur 1/20 (moins dair) en poids.

Mlange pauvre :

essence /air infrieur 1/20 (moins dessence) en poids.


38/135



38

CHAPITRE III - 4 RALENTISSEURS

I - GENERALITES

Les freins principaux dun vhicule agissent dune manire puissante, mais qui ne peut tre que de courte dure parsuite de lchauffement invitable des mchoires et tambours ou des disques.

En terrain accident, il peut tre ncessaire de maintenir le vhicule une vitesse modre pendant une priodeprolonge.

Le couple rsistant du moteur tournant bas rgime ne permet pas ce ralentissement. Cependant sur certains vhiculespoids-lourds, le ralentissement est renforc par un dispositif complmentaire spcial : le ralentisseur.

On distingue 4 types de ralentisseurs :

- lectrique,- sur lchappement,- sur lchappement et coupure sur linjection,- hydraulique.

II - RALENTISSEUR SUR LECHAPPEMENT ET COUPURE INJECTION

2.1 - Description

Il se compose dun opercule obturant le pot dchappement. Celui-ci est maintenu ferm par lintermdiaire dun vrinpneumatique command du poste de conduite par une pdale ou un poussoir, gnralement en forme de champignon.Ce dispositif est manoeuvr par le pied du conducteur.


Lobturation de la tubulure dchappement par une vanne pneumatique empche lvacuation des gaz brls hors descylindres, transformant ainsi le temps dchappement en temps rsistant (fonctionnement du moteur en compresseur).

Sur certains vhicules, ce systme est doubl par un deuxime vrin pneumatique qui coupe larrive du gas-oil lapompe injection du moteur.

Sur dautres vhicules, par une manoeuvre volontaire du conducteur, on peut coupler la fonction du ralentisseur laction de la pdale de frein.

Sur certains vhicules, le ralentisseur permet aussi larrt du moteur. Dans ce cas, laction prolonge sur la commandede ralentisseur provoque le calage du vhicule.


39/135



39

III - RALENTISSEUR HYDRAULIQUE

Le (retarder) est un frein hydro-dynamique pour cars, camions et vhicules lourds.Cest lnergie de lhuile en circulation qui confre au ralentisseur sa puissance de freinage. Ainsi donc, leralentissement seffectue sans aucun frottement mcanique.

3.1 - Analyse fonctionnelle :

Dans le ralentisseur, la turbine est fixe par rapport au carter. Larbre de transmission est solidaire du rotor. Dsque lhuile est injecte entre le rotor et la turbine, le couple de raction produit ralentit le mouvement du rotor donc delarbre de transmission entranant la dclration du vhicule.

Le processus de ralentissement se droule comme suit.Le conducteur met le ralentisseur en service ds quil actionne la manette place au volant, ou la pdale de

frein au pied. Le conducteur met par ce simple geste, le ralentisseur en service. Lair comprim est lagent decommande. La course de la manette pilote la pression dair agissant sur la soupape de commande.

Pour un couple de freinage donn, une quantit plus ou moins importante dhuile est refoule du rservoir versles chambres entre rotor et stator. Le couple de freinage reste au del dune certaine vitesse, constant, si la position dela manette ou de la pdale reste inchange.

Lhuile circule entre le ralentisseur et lchangeur de temprature. Lorsque le ralentisseur est hors fonction,lhuile du circuit de travail regagne le rservoir.

Lnergie cintique du vhicule est transmise sous forme de chaleur au fluide de travail (lhuile duralentisseur).

La chaleur ne pouvant tre dissipe par la surface du carter, est transmise par lintermdiaire dun changeurde temprature huile/eau au systme de refroidissement du vhicule.

vrin pneumatique

pot d chappement

operculecollecteur dchappement

culasse


40/135



40


41/135



41

CHAPITRE IV

CIRCUITS


42/135



42


43/135



43

CHAPITRE IV -1 REFROIDISSEMENT

I - GENERALITES

Dans un moteur, la variation de temprature des gaz est de :

- 20 30 degrs Celcius (C) pour la plus basse suivant la temprature ambiante,- 1800 degrs C pour la plus haute.

La chaleur dgage se transmet aux organes fixes et mobiles qui schauffent, se dilatent et se dforment.

On doit maintenir les organes une temprature convenable car :

- la rsistance des mtaux diminue avec laugmentation de temprature,- les dilations ingales entranent des dformations et provoquent limmobilisation du piston dans la chemise( serrage ),- lhuile perd ses qualits lubrifiantes partir de 110 C et se dcompose partir de 300 C.

II - BUT DU REFROIDISSEMENT

- viter les dilations exagres et les dformations des organes,- conserver la rsistance mcanique des mtaux,- conserver lhuile de graissage ses qualits lubrifiantes,- maintenir les organes du moteur une temprature convenable.

Afin de raliser ces oprations, on utilisera un fluide rfrigrant :- lair,- leau,- lhuile.

III - REFROIDISSEMENT PAR AIR

Cest un systme employ dans laviation et dans lautomobile.La rfrigration est apporte par lair qui lche les cylindres du moteur. Afin dobtenir un refroidissement correct, lescylindres sont entours dailettes pour augmenter la surface dchange.

La circulation dair peut tre active par un ventilateur. On se sert aussi du refroidissement par air pour refroidir unradiateur eau.


44/135



44

IV - REFROIDISSEMENT PAR EAU

Le fluide rfrigrant est leau qui suit un circuit bien prcis dans le moteur.Le circuit se compose de :

4.1 - Le radiateur

Il constitue le rservoir deau froide. Leau chauffe au contact des parois des chambres de combustion cde la chaleur

reue lenveloppe du radiateur.Le radiateur est constitu par :

- des faisceaux tubulaires munis dailettes de refroidissement pour augmenter la surface dchange et obtenirun refroidissement par dcompression de lair passant entre les faisceaux,- une arrive et une sortie deau.

Sur sa partie suprieure, on trouve un bouchon de remplissage muni dun clapet de pression permettant un excsdeau de scouler vers lextrieur.Dans sa partie basse, on trouve un bouchon de vidange.Certains vhicules sont munis de radiateur en liaison permanente avec un vase dexpansion qui permet en fonction deschangements de temprature de leau de compenser les variations de volume de ce liquide et de maintenir un niveauconstant dans le radiateur.Dans ce dernier, leau chaude arrive en partie suprieure, traverse le faisceau tubulaire et ainsi refroidie repart par la

partie basse en direction de la pompe eau.

REFROIDISSEMENT PAR EAU

4.2 - La pompe eau

Elle acclre la circulation de leau de refroidissement.Cest une pompe centrifuge compose dun corps de pompe et dune turbine. Leau arrive par la partie centrale et setrouve projete, par la force centrifuge, vers la priphrie du corps de pompe qui est raccorde avec la canalisation de laculasse.Lentranement de la pompe se fait soit par pignons, soit par courroie.Son dbit est environ de 300 400 l/minute.

4.3 - Le thermostat

Cest un dispositif permettant de maintenir une temprature ambiante autour du moteur.

Il est situ sur la canalisation de retour deau au radiateur.A une certaine temprature (exemple : 75), une membrane se dilate et permet leau chaude de retourner au radiateur.


45/135



45

4.4 - Le ventilateur

Plac larrire ou lavant du radiateur, il peut tre entran par le moteur par lintermdiaire dune courroie ou par unmoteur lectrique.

Il assure la circulation de lair travers le radiateur lorsque le vhicule est larrt.

Certains ventilateurs sont dbrayables, cest--dire quils se mettent en fonction lorsquune certaine temprature deauest atteinte.

4.5 - Le circuit de refroidissement

Thermomtre deau derefroidissement (surplanche de bord)

Durit suprieuredeau derefroidissement

Conduitsdeau


46/135



46

V - REFROIDISSEMENT PAR HUILE

Lhuile est employe pour refroidir les ttes de piston et les articulations.

La rfrigration est assure, en mme temps que le graissage, par projection dhuile sur les parties mcaniques.

Lhuile en redescendant dans le carter moteur est refroidie par lcoulement dair autour de ce dernier.

Cest pour cette raison que lon trouve frquemment des carters dhuile munis dailettes.

Nota : sur certains vhicules tout terrain, on trouve un circuit de refroidissement sur les botes de transfert, dautresvhicules sont munis de radiateur dhuile principalement sur les moteurs refroidissement air.

5.1 - Refroidissement par thermosiphon acclr par pompe


47/135



47

5.2 - Rle de la soupape thermostatique


48/135



48

5.3 - Echangeur de temprature

Pour obtenir une meilleure lubrification et donc une longvit accrue du moteur, il est ncessaire de refroidir lhuile degraissage.Un dispositif (appel changeur de temprature) est constitu par un faisceau cylindrique en cuivre, log dans une cuvemtallique.Le fonctionnement en est simple, lhuile provenant du filtre entre dans lchangeur, passe autour du faisceau derefroidissement et repart vers le carter cylindrique.

Leau provenant de la pompe eau passe lintrieur du faisceau et rentre dans le carter cylindrique.Lchange thermique est donc trs efficace.

entre huile

sortie huile

entre eau

sortie eau


49/135



49

CHAPITRE IV - 2 CIRCUIT DE GRAISSAGE

I - GENERALITES

Deux pices mtalliques qui sont en contact et se dplacent lune par rapport lautre, par frottement produisant unchauffement.

Pour diminuer lusure et lchauffement, il est ncessaire de diminuer leffet de frottement en lubrifiant les pices encontact.

II - BUT DU GRAISSAGE

Lubrifier afin dviter le frottement (grippage), assurer la rfrigration des organes, protger les mtaux contre loxydation, aider les segments jouer leur rle dtanchit, mettre en circulation les impurets des combustions incompltes.

III - PRINCIPE

Le graissage intercale une mince couche dhuile entre les pices en contact. Ce principe est ralis grce :

lonctuosit de lhuile (ou pouvoir dadhrence des surfaces), la viscosit ou rsistance du film dhuile, la pression dhuile qui contraint lhuile pntrer entre les surfaces, au jeu de graissage que lon prvoit pour permettre la ralisation de film dhuile. La valeur du jeu dpend

de la dimension des organes.

IV - DESCRIPTION

Le circuit de graissage est compos de :

un rservoir dhuile contenu dans le carter. Sa position sous le moteur permet son refroidissement ; une pompe huile est entrane, directement par larbre cames ou le vilebrequin au moyen dun engrenage ; une crpine constitue dun treillis mtallique mailles trs fines, plac lentre de la pompe huile, filtre

les impurets solides aspires par la pompe ; un clapet de dcharge qui, plac la sortie de la pompe, limite la pression de lhuile. Il est form dune bille

maintenue par un ressort tar. Lorsque la pression devient importante le clapet se soulve et permet lhuilede retourner dans le carter ;

canalisations constitues soit par des tuyauteries, soit par des trous obtenus par perage dans la culasse, lebloc moteur et le vilebrequin. La section des canalisations est calcule pour que la vitesse de circulation delhuile soit lordre de 1 m/s ;

un filtre travers par lhuile circulante. Il arrte les impurets dans une couche de feutre place dans uneenveloppe mtallique. Il se situe lextrieur du moteur et est facilement remplaable ;

un manomtre ou dune lampe tmoin reli un capteur, plac sur le tableau de bord, le manomtre ou lalampe servent contrler la pression de lhuile.

V - FONCTIONNEMENT

Lhuile contenue dans le carter est aspire par la pompe volumtrique puis refoule dans le circuit en passant par lefiltre.Le circuit intrieur assure la lubrification des pices en mouvement (articulations, pistons, engrenages et culbuteurs)Lhuile retombe ensuite dans le carter.

Circuit principal : graissage des paliers du vilebrequin, manivelles, ttes et pieds de bielles.

Circuit secondaire : graissage des arbres cames, culbuteurs et engrenages.


50/135



50

VI - POMPE A HUILE

La pompe huile est compose de diffrents engrenages

6.1 - La pompe engrenages intrieurs : le fonctionnement est sensiblement le mme que celui de la pompe palettes aprs remplissage de la cavit forme par la rotation des pignons. Une dent de pignon intrieur refoule lhuiledans la canalisation de sortie.

6.2 - La pompe palettes : elle comprend deux palettes qui se dplacent diamtralement dans un noyau excentr. cespalettes sont pousses par un ressort de faon rester constamment en contact avec la paroi du botier.

6.3 - La pompe rotor : les palettes sont remplaces par deux pignons intrieurs. le fonctionnement est sensiblementle mme que la pompe palettes, aprs remplissage de la cavit forme par la rotation de pignons. Une dent du pignonintrieur refoule lhuile dans la canalisation de sortie.


51/135



51

6.4 - Le filtre.

Le filtre pure lhuile moteur dans laquelle sont contenues diffrentes impurets. Il se compose de plusieurs matriauxfiltrants.

Filtre


52/135



52

VII - DIFFERENTS TYPES DE GRAISSAGE DU MOTEUR

Schma de principe

graissage de tige du culbuteur

graissage du vilebrequin et bielles

graissage de laxe du piston


53/135



53

7.1 - Graissage sous pressions

engrenage decommande la pompehuile

Pompe dhuile

filtre daspiration

carter

jauge de niveaudhuile

filtre huile

prise de manocon

clapet de dcharge

conduits de graissage desculbuteurs

canalisation derefoulement aux piliersdu vilebrequin


54/135



54

VIII - QUELQUES PANNES POSSIBLES

ORGANES PANNES FACON DY REMEDIER

CARTER PercJoint dfectueux

Le changer ou le reboucherLe changer

POMPE A HUILE Ne tourne plus, engrenagedentranement cass.Tourne mais naspire plus dhuile

Changer la pompe

Changer lengrenage

FILTRE Bouch Le changer

CANALISATIONS Bouches Les dboucher par soufflage,tringlage ou dmontage

TEMOIN LUMINEUXOUMANOMETRE

SallumeLe niveau dhuile est incorrectLa pression est insuffisante

Rajouter de lhuile


55/135



55

CHAPITRE IV - 3 CIRCUIT DE COMBUSTIBLE DIESEL

I - ROLE

Lors du troisime temps du cycle moteur, le combustible est introduit dans le cylindre. Cest le rle du circuit decombustible.

II - DESCRIPTION

Il se compose de quatre circuits :

- aspiration,- basse pression,- haute pression,- retour carburant,

Sur ces canalisations sont disposs divers organes :

- le rservoir,- le prfiltre,- la pompe dalimentation,- le filtre principal,- la pompe dinjection,- les injecteurs.


3.1 - Le rservoir sert de stockage de combustible. Il possde aussi une mise lair.

3.2 - La crpine : situe en amont du circuit daspiration, elle joue le rle dun filtre grossier.

3.3 - Le prfiltre : plac sur le circuit daspiration, il se situe avant la pompe dalimentation et retient les impuretssolides et leau qui se trouvent dans les combustibles. Il comporte une toile mtallique mailles fines, place dans unecuve de verre.

3.4 - La pompe dalimentation : place sur le circuit basse pression, elle sert aspirer et faire circuler le combustibledu rservoir la pompe injection. Elle peut tre soit membrane, soit piston ; elle est entrane par le moteur aumoyen dune came ou par un moteur lectrique. Elle possde un systme manuel de ramorage.

3.5 - Le filtre principal : Il est place sur le circuit basse pression entre la pompe dalimentation et la pompe dinjection.Il assure le filtrage dfinitif du combustible en arrtant les impurets de lordre du micron. Il limite les--coups par suitedu dbit variable de la pompe dalimentation.

Il maintient une pression de 300 g/cm, grce au clapet limiteur de pression.

Confectionn en mtal, avec des lments filtrants en papier ou feutre, il ne se nettoie pas ; il doit tre chang chaquefois que cela est ncessaire (10 000 km environ).

3.6 - La pompe injection : elle constitue le dbut du circuit haute pression. Elle refoule le gas-oil sous une pressionde 150 200 bars aux injecteurs suivant les besoins du moteur, en quantit identique dans chaque cylindre et dans untemps trs court.

Elle fait varier la quantit de gas-oil refoul suivant la charge du moteur et les variations de rgime et module lemoment de linjection (avance linjection).

Ces pompes peuvent en lignes ou rotatives. La pompe injection est entrane par le moteur, par lintermdiaire depignons ou de courroies crantes.

3.7 - Linjecteur : il constitue la fin du circuit haute pression. Il reoit le combustible sous pression venant de la pompe injection.


56/135



56

Il introduit le combustible dans le cylindre et le pulvrise en un temps bien dtermin, une pression leve (80 150bars). Sur certains moteurs, linjecteur - pompe peut pulvriser de trs hautes pressions (plusieurs centaines de bars).

Le gas-oil non utilis retourne soit la pompe injection ou au rservoir, par le circuit de retour.

IV - CIRCUIT DE COMBUSTIBLE


57/135



57

V - QUELQUES PANNES POSSIBLES

ORGANES PANNES FACONS DY REMEDIER

RESERVOIR

CREPINE

MISE A LAIR

Perc

Obstrue

Bouche

Poser une pinoche avant de lechangerLa changer ou la dboucher ensoufflant de lair en pressionLa dboucher par tringlage ou ensoufflant

CANALISATIONS Bouches ou perces Les dboucher par tringlage ou air enpressionRamorcer le circuit

PREFILTRE BouchPlein deau

Le changer ou le nettoyerVider leau.Aprs ouverture, il sera ncessaire de

purger le circuit de gas-oil stantdsamorc

FILTRE PRINCIPAL Bouch Remplacer le filtre


58/135



58

CHAPITRE IV -4 SURALIMENTATION

I - REALISATION

Pour accrotre la puissance dun moteur, trois possibilits sont envisages :

- augmenter la cylindre ;- pousser le rgime (moteur) ;- favoriser le remplissage par effet daspiration.

La densit dair aspir est fonction des deux facteurs :

- la pression atmosphrique.- la temprature ;

En consquence, la premire solution, pour augmenter la puissance dun moteur, est daccrotre le remplissage. Pouraugmenter fortement la masse dair admissible et pour brler plus de combustible, il faut introduire cet air sous pression laide dun compresseur.

II - BUT

La suralimentation dun moteur permet :

- de diminuer la consommation spcifique par une combustion plus complte ;- damliorer la puissance et le couple du moteur ;

- de compenser, en altitude, la diminution de la densit de lair.

III - CARACTERISTIQUES DE LA SURALIMENTATION

Dans le cas de la suralimentation, le remplissage se caractrise par :

3.1 - Le taux de suralimentation

Cest le rapport entre la densit de lair dans le collecteur dadmission et celle de latmosphre.

compresseur


59/135



59

3.2 - Le taux de remplissage

Cest le rapport entre la masse rellement admise dans le cylindre et celle thoriquement admissible, compte-tenu de ladensit de lair dans le collecteur.

Masse dair dans le cylindreTaux de remplissage = ----------------------------------------------------

Masse dair thorique admissible

Remarque :

Le taux de remplissage est en fait voisin de celui du moteur aspiration atmosphrique.

IV - DIFFERENTS TYPES DE COMPRESSEURS

On distingue actuellement deux grandes familles de compresseurs :

- les compresseurs volumtriques,- les compresseurs centrifuges.

4.1 - Le compresseur volumtrique

Il existe deux types principaux. Leur principe de fonctionnement est comparable celui des pompes volumtriques.

Llment tournant cre une augmentation de volume lentre du compresseur, ce qui entrane une dpression aspirantlair extrieur.

Vers la sortie du compresseur, le volume diminue chassant lair sous pression :

- le dbit dair est proportionnel au rgime de rotation,- la pression de sortie ne dpend que des caractristiques du circuit aval et du dbit dair.

Leur entranement mcanique est simple dans la mesure o ces compresseurs peuvent fournir une surpression desuralimentation de 0,6 0,8 b pour des rgimes moteur de lordre de 5 000 6 000 tr/mn. Il se pose trs vite des

problmes de temprature et de tenue mcanique du compresseur ds que lon souhaite obtenir des performancessuprieures.

Lutilisation des compresseurs tags est complique et augmente lencombrement. Il faut noter qu plein rgime dumoteur, ces compresseurs absorbent, sur le vilebrequin, plusieurs dizaines de kilowatts. Cette puissance consomme nedpend pas de la charge du moteur, mais du rgime de rotation.

compresseur

taux de suralimentation =Densit dans collecteur admission D2

Densit air atmosphre D1

D2


60/135



60

Compresseur Roots

Il est comparable une pompe engrenage : il dispose de deux lments tournants qui comportent deux ou troisbossages. Ces lobes, entrans par des engrenages, ne se touchent pas, le jeu devant tre aussi faible que possible.

Compresseur Cozette ou Zoller

Il est comparable une pompe palettes : il comprend un lment tournant excentr, disposant de palettes. Pour viterlusure et labsorption de puissance, une chemine mobile comportant des ouvertures, est intercale entre les palettes etle carter. Elle tourne la mme vitesse que le rotor.


61/135



61

Exemple de compresseur volumtrique de cration rcente, le compresseur spirale type G dvelopp par Volkswagen.

4.2 - Le compresseur centrifuge

Il fonctionne comme une pompe centrifuge. Sous leffet de la force centrifuge due la vitesse de rotation, lair estchass vers la priphrie de la roue, ce qui cre une diffrence de pression entre le centre et la priphrie. Cescompresseurs ncessitent des vitesses de rotation trs importantes pour fournir les dbits et pressions dsirs (100.000 180.000 tr/mn :

faible rgime, il y aura un trs faible dbit et une faible pression, haute pression, il y aura un dbit important et une forte pression.

Comparativement aux compresseurs volumtriques, la vitesse de rotation des compresseurs est proportionnelle lacharge du moteur.


62/135



62

CHAPITRE IV - 5 TURBOCOMPRESSEUR

I - PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

Cest pendant la premire guerre mondiale que lingnieur franais Auguste RATEAU tudiait et mettait au pointlapplication du turbocompresseur aux moteurs davion.

Quand le moteur fonctionne, il met une certaine quantit de gaz brls qui sont haute temprature et sous pression.Ce flux de gaz dchappement entrane la roue turbine ou turbine chaude .

Le mouvement de la turbine chaude est communiqu directement la roue compresseur ou turbine froide par leuraxe de liaison. le compresseur ou turbine froide alimente ainsi le moteur en air sous pression.

Remarque :La prsence de la turbine chaude sur la canalisation dchappement cre une certaine contre-pression lchappement.La puissance qui est transmise larbre du turbocompresseur est de lordre de 15 25 % de la puissance du moteur.

II - DESCRIPTION DU TURBOCOMPRESSEUR

2.1 - La turbine chaude

Elle se situe sur la canalisation dchappement. Ses lments doivent rsister aux hautes tempratures (650 700C).

Le carter est gnralement en fonte spciale capable de rsister la temprature et lclatement.

Exemples :

NIRESIST (alliage 20 ou 30 % de nickel).

La roue, galement trs sollicite mcaniquement, (finesse des pales).

lInconel (80 % de nickel, 14 % de chrome, 6 % de fer).

Elle est soude sur laxe par friction, puis quilibre par meulage.

600C2,3 bars

480C

1,1 bars

140C2,5 bars

20C

1 bar

turbine compresseur

Echappement Admission


63/135



63

2.2 - Le compresseur ou turbine froide

Le carter et la roue sont en alliage daluminium. La roue est simplement bloque sur laxe avec un crou. Elle estgalement quilibre avec laxe par meulage.

2.3 - Le palier central

Le palier central a deux rles essentiels :

porter laxe qui tourne trs grande vitesse (100 000 180 000 tr/mn), servir dcran thermique entre la turbine chaude et le compresseur ou turbine froide.

a) laxe est soumis de faibles charges, mais tournant haute vitesse, il est tenu par deux paliers fluides.Ces paliers sont constitus de deux bagues qui peuvent tre soit en bronze recouvertes dtain, soit en aluminium.Ces bagues sont perces de trous et maintenues dans le carter par deux cercles chacune.Disposes entre le carter et laxe, elles possdent un lger jeu radial (0,05 0,10 mn), ainsi un film dhuilesinterpose entre bague, carter et axe.Il en rsulte que les bagues tournent approximativement demi-vitesse de larbre.

b) On peut noter la prsence dune cloche thermique en tle dacier derrire la roue de la turbine chaude, mais cest,principalement, lhuile de graissage des bagues qui a pour mission dvacuer la quantit de chaleur dgage par laturbine chaude.De ce fait, un fort dbit dhuile propre et sous pression est ncessaire (8 10 l/mn). Cette huile est prleve sur lecircuit de graissage du moteur, gnralement en aval du filtre huile.Pour faciliter lvacuation de lhuile du palier central, et viter un bouchon d lmulsion, lorifice de sortie est defort diamtre, et le retour se fait directement vers le carter infrieur.

III - REGULATION DE LA PRESSION DE SURALIMENTATION

Dans le cas des moteurs diesel rapides et dans la position pleine charge, laugmentation de la vitesse de rotation duturbo crot avec le rgime moteur.

Il en suit une augmentation du remplissage qui va au del du rapport gasoil/air souhait pour une combustion donne,soit 1/25 1/30.

Dans ce cas il est ncessaire de prvoir un systme de rgulation de la pression de suralimentation.

Le principe consiste limiter la vitesse de rotation du turbo ds que la pression de suralimentation dsire est atteinte.Pour y parvenir, on stabilise la quantit de gaz dchappement sollicitant la turbine chaude, en utilisant une drivationcontrle.

20

30

AIR/ GAZOLE

25

NT/mnVitessemaximoteur


64/135



64


La canalisation dchappement comporte en amont de la turbine chaude, un circuit de drivation command par unesoupape appele aussi waste gte ou soupape de dcharge.

Cette soupape est relie une membrane qui est soumise deux effets opposs de la pression dlivre par le compresseuret dont le tarage correspond la suralimentation maximale prvue.

Ds que les conditions de fonctionnement entranent la prsence dune pression de suralimentation suprieure lapression maximale admissible, le ressort saffaisse, entranant louverture de la soupape.

Une partie des gaz dchappement ne transite plus par la turbine chaude mais passe directement dans le potdchappement ; il sensuit une chute du rgime de rotation du turbo-compresseur et donc de la pression desuralimentation.

IV - LE REFROIDISSEMENT DE LAIR DADMISSION

Le principe lmentaire de la suralimentation peut prsenter un inconvnient. Une forte pression de suralimentationsignifie une compression importante de lair. Il en rsulte une temprature leve (140C) qui aura pour consquencesdlever le niveau thermique du moteur et davoir, paradoxalement, un taux de suralimentation moins lev. Cetinconvnient est limin par un refroidissement de lair dadmission.

Air ambiantAspirationventilation

Aircomprim

140C Compresseur

Air ambiant= 20

45C

Air comprim


65/135



65

Lchangeur dair a pour but de ramener la temprature de lair comprim de 140 aux environs de 45C.Ainsi son emploi permet :

daugmenter la masse dair introduite dans les cylindres ; dabaisser le niveau thermique du moteur ; de diminuer la sollicitation des organes mcaniques ; de faire chuter la consommation spcifique ;

dabaisser, lchappement, le taux de CO.

4.1. - Les systmes de refroidissement

4.1.1 - Refroidissement air/air par changeur frontal

Selon les critres dencombrement/poids/efficacit, cest certainement lappareil le plus adapt pour les vhicules. Il atendance se gnraliser sur lensemble de la gamme poids-lourd.

refroidissement air-air par changeur frontal

4.1.2 - Refroidissement air/eau par circuit indpendant

Ce systme ncessite un circuit deau indpendant du circuit de refroidissement. Il est principalement utilis sur lesmoteurs fixes et pour des applications industrielles.


66/135



66

4.1.3 - Refroidissement air/eau moteur

Le refroidissement de lair de ladmission est assur par le circuit de refroidissement du moteur. Comme leau est dj une temprature avoisinante de 80 C, lefficacit du refroidissement reste mdiocre.

4.1.4 - Refroidissement air/air par turbo ventilateur

Cest un systme efficace mais relativement encombrant . Il fut mont lorigine par Mack aux Etats-Unis dAmrique(abandonn).

V - PRECAUTIONS DUTILISATION

Le conducteur : ne doit jamais arrter le moteur aprs un coup brutal dacclrateur car la chute de pression dhuile tant

immdiate, la rotation du turbo continuerait tourner 80 ou 100 000 tr/mn plusieurs minutes, sanslubrification ;

doit laisser tourner le moteur au ralenti pour permettre, par la circulation dhuile, la lubrification etlvacuation des calories ;

ne doit pas acclrer brutalement moteur froid car la circulation dhuile au niveau du turbo ntant pasinstantane, la turbine, dj en rotation, tourne sans graissage ;

doit contrler le bon tat du filtre air pour viter :- les risques de dtrioration de la roue du compresseur par des particules solides ;- les pertes de charge ;- le colmatage des filtres huile qui retiennent les impurets, la ngligence pouvant conduire la

destruction des paliers du turbo par colmatage.

Circuit de refroidissement moteur

Circuit de refroidissement moteur


67/135



67

CHAPITRE V

EMBRAYAGE

ET

BOITE DE VITESSES


68/135



68


69/135



69

CHAPITRE V - 1 EMBRAYAGE

I - DEFINITIONS

Lembrayage permet laccouplement et le dsaccouplement progressif du mouvement de rotation du moteur vers lesorganes de transmissions, pour permettre le passage dune vitesse. Le systme le plus gnralement employ estlembrayage friction fonctionnant sec qui peut tre de deux types :

plateau ou disque unique, disques multiples.

II - DESCRIPTION

Lembrayage se compose : dun disque de friction ; dun mcanisme avec un plateau presseur, des ressorts, des doigts dembrayage et dune glace ; dune bute dembrayage.


La pdale dembrayage agit par lintermdiaire de leviers qui annulent laction des ressorts. Le disque, ntant pluspress, coulisse sur des cannelures et se spare du volant moteur.Larbre primaire ne tournant plus, autorise le passage de la vitesse. En relchant la pdale on rapproche nouveau, parlintermdiaire des ressorts, le plateau presseur du disque sur moteur.

La garde dembrayage :Cest la distance qui spare la bute de la glace (embrayage au repos).

position embraye

position dbraye

EMBRAYAGE

MONODISQUE A SEC


70/135



70

IV - DIVERS TYPES DE COMMANDES DEMBRAYAGE

Il existe aussi une commande dembrayage dont laction est base sur la transmission de la force par lintermdiairedun flux hydraulique.

Ce systme est comparer au systme de freinage, il comprend :

un matre cylindre ou metteur, un cylindre rcepteur dont le piston actionne la fourchette, un rservoir et une canalisation.

La commande assistance olo-pneumatique

Sur les poids lourds, malgr la dmultiplication des renvois, leffort exercer pour assurer le dbrayage reste important.Il est donc ncessaire dutiliser une assistance de dbrayage, par air comprim.

V - LEMBRAYAGE AUTOMATISE

Les conditions dutilisation de certains vhicules entranent des dmarrages, des changements de rapports et des arrtsfrquents.

Ce mode de conduite augmente considrablement lutilisation de lembrayage, diminue la dure de vie de celui-ci etimpose une contrainte au conducteur.

Lembrayage automatis permet, grce son calculateur, de contrler la fonction dembrayage, de rduire lusure de lagarniture dembrayage et de faciliter la conduite du vhicule par la suppression de la pdale.

Action de la pdale


71/135



71

5.1 - Principe de fonctionnement

A partir de linformation du rgime moteur et des caractristiques spcifiques du vhicule, le calculateur commandeun actionneur qui agit directement sur le mcanisme dembrayage.

Une action sur la poigne contactante en bout de levier de vitesses provoque le dbrayage.

Le dplacement du levier de vitesses enclenche normalement les rapports.

VI - LEMBRAYAGE DE TYPE VISCO-DRIVE

Lembrayage VISCO-DRIVE est rempli dune huile de silicone spciale. De plus, son carter hermtique garantit uneparfaite tanchit par rapport lextrieur. Les disques extrieurs sengrnent dans les cannelures du carter ettransmettent leur force dentranement aux disques intrieurs qui viennent sengrener dans les cannelures du moyeureli larbre secondaire. La viscosit croissante de lhuile de silicone entre les diffrents disques permet lembrayagede transmettre des forces motrices de plus en plus importantes.


A la moindre diffrence de vitesse de rotation entre larbre bride et larbre secondaire, la rsistance deblocage est vaincue par la faible viscosit de lhuile de silicone ; ce qui se traduit par un lger patinage seulement.

En revanche, plus la diffrence de vitesse entre les arbres augmente, plus lhuile de silicone a tendance trecisaille entre les diffrents disques. Il en rsulte un dgagement de chaleur qui provoque une augmentation de la

pression lintrieur du carter.

Cette lvation de pression a pour effet daccrotre rapidement la viscosit de lhuile de silicone qui estcisaille de plus en plus difficilement par les disques.

Lembrayage VISCO-DRIVE amorce un blocage et, sans pour autant que les disques soient en contact les unsavec les autres, il sensuit une transmission de la force dentranement vers le train avant.


72/135



72

VII - ELEMENTS DUN EMBRAYAGE A PRESSION

7.1 - Elments dun embrayage pression par ressort

Lembrayage pression par ressorts compte un grand nombre de pices. Il est trs peu adopt aujourdhui, mais quipeencore bon nombre de vhicules de conception ancienne.

7.2 - Elments dun embrayage pression par diaphragme

Lembrayage pression par diaphragme est moins complexe que celui pression par ressorts. Lensemble des ressortsest remplac par un diaphragme circulaire refendu radialement, mais leffet obtenu est identique.


73/135



73

CHAPITRE V - 2 BOITE DE VITESSES

I - DEFINITION

La bote de vitesses est un organe multiplicateur de couple qui permet un vhicule de se dplacer des vitessesdiffrentes rgime moteur constant. Elle permet aussi ce vhicule de reculer sans avoir inverser le sens de rotation

du moteur et de laisser tourner le moteur, le vhicule tant larrt.II - DESCRIPTION ET FONCTIONNEMENT

La bote de vitesses est le plus souvent fixe au carter dembrayage, lui-mme boulonn sur le carter moteur.

Elle se compose de :

un arbre primaire qui porte le disque dembrayage et transmet le mouvement du moteur la bote. un arbre intermdiaire qui assure la dmultiplication, sauf en prise directe, et qui permet le passage du

mouvement de larbre primaire au secondaire. Cet arbre est constamment entran par larbre primaire. un arbre secondaire, situ dans le prolongement de larbre primaire qui transmet le mouvement vers

lessuie pont puis vers les roues ;

plusieurs pignons de diamtres diffrents disposs sur chaque arbre, un arbre qui reoit le pignon inverseur et permet la marche arrire.

Les pignons de larbre secondaire sont appels baladeurs . Ils peuvent tre dplacs par coulissement grce desfourchettes mais ils restent solidaires de larbre en rotation au moyen de cannelures. Un systme de crabotage assureune liaison entre larbre primaire et secondaire. Les engrenages de la bote ninterviennent plus.

III - PANNES POSSIBLES

pignon cass (bruit de ronflement) ; fourchettes du baladeur casses (vitesses ne passent plus) ; jeu de pignons (bote bruyante).

3.1 - Description

Le crabot :Pour obtenir les diffrents rapports de vitesses, il faut rendre solidaires les pignons de larbre de sortie.

Cest le rle du crabot

Larbre intermdiaire tournetoujours avec larbreprimaire (prise constante). Ilpossde plusieurs pignons

solidaires qui pourrontsengrener avec les pignonsbaladeurs de larbresecondaire

Arbres et pignons de marcheAR et inverseur demouvement

Larbre de transmission ouarbre de sortie solidaire de latransmission. cet arbre portedes cannelures sur lesquellespourront coulisser soit despignons, soit des vrabots,soit des synchros.

Arbre primaire ou arbredentre. Solidaire du disquedembrayage par descannelures. Il tourne lamme vitesse que le moteur.

Le pignon solidaire delarbre dentre estconstamment en prise avecle plus franc pignonsolidaire de larbreintermdiaire ; cest la priseconstante.

Moyeu de crabot baladeur

rcepteur de crabot surpignon


74/135



74

Bote mcanique

pignon

cne desynchronisateur mle

crabot

cne de synchronisateurfemelle

moyeu balladeur

bille de verrouillage


75/135



75

CHAPITRE VI

BOITEDE

TRANSFERT


76/135



76


77/135


78/135



78

Nota :Certains vhicules acceptent cette manoeuvre en roulant faible vitesse. Dans le doute et par mesure de scurit, il est

prfrable de raliser cette manoeuvre larrt complet.

V - LES 4X4 PERMANENTS

Ce sont des vhicules dont les 4 roues sont motrices en permanence.

Un diffrentiel inter-pont situ dans la bote de transfert, permet aux arbres de transmission avant et arrire de tourner des vitesses diffrentes, dans un virage, exactement comme le diffrentiel de pont permet aux roues de tourner desvitesses diffrentes tout en conservant le couple de rotation du moteur.

Fonctionnement :Lorsque lune des quatre roues patine, en situation de franchissement, elle reoit paradoxalement, la totalit de la forcemotrice sans pour autant propulser le vhicule.

Le blocage de diffrentiel central va permettre la rpartition force de la force propulsive tant vers lessieu-pont avantque vers larrire. Lessieu adhrent sortira le vhicule de cette situation.

Lors de vitesse importante, le diffrentiel de la boite de transfert ne doit pas tre bloqu.

Le blocage de diffrentiel de la bote de transferts peut se passer en roulant.

En petite vitesse, le conducteur peut rouler sans bloquer le diffrentiel de la boite de transfert.

1. Moteur 8. Vase diaphragme2. Amortisseur de direction 9. Rduction de pont3. Bote de vitesses 10 Tube de pousse4. Arbre de transmission 11. Bote de transfert5. Frein main 12. Tube de pousse avant6. Tirant de pont 13. Pont avant7. Pont arrire


79/135



79

rapport route

rapport tout terrain

Dmultiplicationtout terrain

prise de force


80/135



80

VI - BOITE DE TRANSFERT

position neutre rapport route

rapport tout terrain sans blocage

inter-pont

rapport tout terrain avec blocageinter-pont


81/135



81

CHAPITRE VII

ESSIEUX-

PONTS


82/135


Direction de la Dfense et de la Scurit Civiles - Sous direction des services de secours et des sapeurs-pompiers - D

Documents

Guide Formateur Tout Terrain