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_______________________________________________________________________________________ Minesup - BTS Mécatronique Session 2019 - Epreuve Professionnelle de Synthèse Page 1/20 REPUBLIQUE DU CAMEROUN Paix - Travail – Patrie ------------------------- MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ------------------------- COMMISSION NATIONALE D’ORGANISATION DE L’EXAMEN NATIONAL DU BREVET DE TECHNICIEN SUPERIEUR (BTS) REPUBLIC OF CAMEROON Peace - Work – Fatherland --------------------------------- MINISTRY OF HIGHER EDUCATION ---------------------------------- NATIONAL COMMITTEE FOR THE ORGANISATION OF BTS EXAM Examen National du Brevet de Technicien Supérieur Session : Juin 2019 Spécialité/ Option : MECATRONIQUE Epreuve écrite : EPREUVE PROFESSIONNELLE DE SYNTHESE Coefficient : 10 Durée : 6 Heures MISE EN SITUATION : Vous êtes employé à l’Agence CAMI de Yaoundé. M. Mbakop André se présente à la réception de votre atelier, avec son véhicule, car l’indicateur de température du moteur dépasse très souvent les 110°C. Le client signale par ailleurs que le voyant ABS reste allumé. Le Chef d’atelier vous confie le véhicule pour sa remise en état. Les renseignements recueillis sur le véhicule sont : - Marque : TOYOTA, Modèle : AVENSIS de couleur bleue métal ; - Immatriculation : CE 147 AW ; - Numéro de châssis : AE92 – 0012345 ; - Kilométrage : 185 552 Km ; - Moteur à injection essence type EFI, allumage AEI jumostatique ; - Refroidissement moteur : système mixte (par air et liquide), à radiateur scellé ; - Boîte de vitesses manuelle à 5 rapports en marche avant et une marche arrière ; - Freins à disque ventilés à l’avant, tambours à l’arrière, ABS Bosch 5.2 ; DOCUMENTS AUTORISES Aucun document en dehors de ceux remis aux candidats par les examinateurs n’est autorisé. L’épreuve comporte les pages de 1 sur 20 à 20 sur 20. _______________________________________________________________________________________ Minesup - BTS Mécatronique Session 2019 - Epreuve Professionnelle de Synthèse Page 2/20 1ère PARTIE : MOTORISATION 67pts 1.1 Etude fonctionnelle et structurelle du système d’injection qui équipe ce moteur. Le schéma ci-dessous représente le système d’injection essence monté sur ce moteur. Figure 1 : Système d’injection essence I.1 Compléter l’actigramme de la fonction globale du système d’injection d’essence : /7pts INJECTION D’ESSENCE Energie électrique (Température, Régime, Position, …) (Contact M/A, pédale, …) Bruits, chaleur (Combiné d’instruments) Figure 2 : Actigramme de la fonction globale. _______________________________________________________________________________________ Minesup - BTS Mécatronique Session 2019 - Epreuve Professionnelle de Synthèse Page 3/20 I.2 Compléter le synoptique des entrées et sorties du calculateur de gestion moteur en identifiant 5 capteurs ou sondes et 4 commandes ou actuateurs de cette injection. /9pts I.3 A partir du synoptique de commande des injecteurs donné ci-dessous, identifier le type d’injection (séquentielle, groupée, simultanée ou semi-séquentielle) équipant ce moteur. Type d’injection : ___________________________________________ /1pt SORTIESN° ENTREESN° Figure 3 : Synoptique des entrées/sorties du calculateur. Angle de rotation vilebrequin Légende Soupape d’admission ouverte Injection Allumage Cyl. 1 Cyl. 2 Cyl. 3 Cyl. 4 ─ 360° 0° 360° 720° 1080° Figure 4 : Synoptique de commande des injecteurs. _______________________________________________________________________________________ Minesup - BTS Mécatronique Session 2019 - Epreuve Professionnelle de Synthèse Page 4/20 I.4 Etude du capteur de régime et position moteur (C’est un capteur de type inductif). 1) Compléter la légende de ce capteur. 3pts Aimant permanent Noyau de fer doux Corps bobinage Bloc moteur Cible (volant moteur) (60-2=58 dents) 2) Décrire très brièvement comment il fonctionne. ______________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ /2pts 3) Il ressort de ce capteur un signal sinusoïdal de la forme ci-dessous que le calculateur traduit, après mise en forme, en vitesse de rotation (régime) et position PMH du cylindre de référence. Identifier F et 1 sur ce signal. /2pts F 1 3 6 1 5 4 2 Figure 5 : Capteur régime et position. Figure 6 : Signal capteur régime et position. _______________________________________________________________________________________ Minesup - BTS Mécatronique Session 2019 - Epreuve Professionnelle de Synthèse Page 5/20 I.5 Compléter le tableau ci-dessous en suivant l’exemple donné. /5pts Gaz polluant Source de production sur un véhicule Dispositif de dépollution correspondant Carter inférieur Moteur Réservoir de carburant EGR Filtre à charbon actif (canister) Pot catalytique FAP Recyclage des vapeurs d’huile Exemple HC X X CO HC HC NOX PM I.6 Identifier les dispositifs de dépollution montés sur ce véhicule (2 réponses attendues) : - ______________________________________________________________________ /1pt - ______________________________________________________________________ /1pt I.7 Cocher les 4 éléments et anomalies contrôlés par la fonction EOBD (Voyant de défaut moteur). 1- Le pot catalytique 2- Les injecteurs 3- Les ratés d’allumage 4- Les sondes lambda 5- L’électrovanne canister 6- L’actuateur de régulation du ralenti I.8 Compléter la boucle de régulation de richesse de ce moteur. /2pts Figure7: Boucle de régulation de richesse. Injecteur _ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ Chambre de combustion Catalyseur _ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ _ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ Calculateur de gestion moteur Sonde à oxygène amont Oxygène /1pt _______________________________________________________________________________________ Minesup - BTS Mécatronique Session 2019 - Epreuve Professionnelle de Synthèse Page 6/20 I.9 Certains véhicules catalysés sont équipés de deux sondes à oxygène. Préciser leurs fonctions respectives. 1) La sonde à oxygène amont : _________________________________________________ ____________________________________________________________________________/1pt 2) La sonde à oxygène aval : ___________________________________________________ ____________________________________________________________________________/1pt I.10 Reconstituer le circuit de recyclage des vapeurs d’essence ci-dessous pour qu’il soit fonctionnel. /3pts I.11 Définir (Donner les noms et fonctions) des éléments suivants : N° Nom de l’élément /1pt Fonction /2pts 2 3 _______________________________________________________________________________________ Minesup - BTS Mécatronique Session 2019 - Epreuve Professionnelle de Synthèse Page 7/20 I.12 A quel moment le calculateur autorise-t-il la purge du système ? ______________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ /2pts 1.2 Etude du refroidissement La figure ci-dessous représente le système de refroidissement de ce moteur. Figure 9 : Circuit de refroidissement 1.2.1) Compléter la nomenclature de ce circuit. /3pts 1 Chambres d’eau du moteur 7 Thermocontact du motoventilateur 2 8 3 9 4 Vase d’expansion 10 Témoin de surchauffe moteur 5 Bouchon double effet 11 6 Aérotherme (chauffage habitacle) 12 1.2.2) Indiquez le sens du courant d’air (créé par le motoventilateur) qui convient pour assurer le refroidissement du liquide dans le radiateur (Voir figure). /1pt A B 12 Sens A Sens B _______________________________________________________________________________________ Minesup - BTS Mécatronique Session 2019 - Epreuve Professionnelle de Synthèse Page 8/20 1.2.3) Après l’étude du refroidissement, vous faites fonctionner le moteur un long moment et vous constatez que le motoventilateur s’enclenche normalement , il n’y a pas de fuite sur le circuit de refroidissement ; mais la durit inférieure du radiateur chauffe, la durit supérieure reste froide, le niveau d’eau augmente dans le vase d’expansion. Donnez votre diagnostic sur ce dysfonctionnement, en précisant l’organe défaillant : _______________________________________________________________________ /2pts 1.3 DIAGNOSTIC DU SYSTEME Après des contrôles préliminaires sur le véhicule, vous constatez que : - les cylindres du moteur ne fonctionnent pas, - les éléments mécaniques du moteur sont en bon état, - la batterie est correctement chargée et l’allumage est en bon état, - le réservoir est plein et le carburant est de bonne qualité. 1.3.1 Emettez les hypothèses pouvant être à l’origine des dysfonctionnements : 1) Le véhicule pollue abondamment : - ______________________________________________________________________ /1pt - ______________________________________________________________________ /1pt 2) Les cylindres du moteur ne fonctionnent pas : - ________________________________________________________________________ /1pt - _________________________________________________________________________/1pt 1.3.2 Vous commencez votre diagnostic par le contrôle de la sonde de température moteur. Figure 10 : Contrôle sonde de température _______________________________________________________________________________________ Minesup - BTS Mécatronique Session 2019 - Epreuve Professionnelle de Synthèse Page 9/20 1) Compléter le tableau ci-dessous relatif à ces deux contrôles. Contrôle Nom du contrôle /1pt Conditions de mesure /1pt Valeurs de référence Valeur trouvée A 3,6 Volts à 80°C 0 V B 200 Ω à 80°C ∞ 2) Conclure sur l’état de la sonde : ________________________________________________________________________ /1pt 1.3.3 Vous contrôlez, à l’oscilloscope, le signal des injecteurs et celui des sondes lambda Figure 12 : Signaux émis par les deux sondes λ. Figure 11 : Oscillogrammes signaux des injecteurs. Injecteurs 1 et 4 Injecteurs 2 et 3 Catalyseur Sonde λ amont : Régulation Ti Sonde λ aval : Contrôle catalyseur Signaux sondes λ _______________________________________________________________________________________ Minesup - BTS Mécatronique Session 2019 - Epreuve Professionnelle de Synthèse Page 10/20 Au vue de ces signaux, donnez votre diagnostic sur l’état des injecteurs et du catalyseur : 1.3.4 Vous poursuivez votre diagnostic en branchant l’analyseur des gaz d’échappement. Vous actionnez le démarreur pendant 15 secondes et obtenez les valeurs ci-dessous. Gaz d’échappement analysés Valeurs lues CO 0,00 % Volume CO2 0,00 % Volume HC 0 ppm Volume O2 20,8 % Volume Indiquer en fonction des valeurs lues ci-dessus pourquoi le moteur ne démarre pas. ____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ /1pt 1.3.5 Vous parvenez finalement à résoudre les problèmes de ce véhicule et vous disposez de la valise de diagnostic. Citez trois (03) opérations à effectuer avant de restituer le véhicule au client : - ___________________________________________________________________________ /1pt - ___________________________________________________________________________ /1pt - ___________________________________________________________________________ /1pt Diagnostic /1pt Injecteurs 1 et 4 Bon Mauvais Injecteurs 2 et 3 Bon Mauvais Catalyseur Bon Mauvais _______________________________________________________________________________________ Minesup - BTS Mécatronique Session 2019 - Epreuve Professionnelle de Synthèse Page 11/20 2ème PARTIE : SYSTEMES DE TRANSMISSION ET CARROSSERIE AUTOMOBILE 83pts 2.1 Systèmes de transmission 2.1-1 Etude technologique et diagnostic du système ABS La figure ci-dessous représente les éléments du système de freinage ABS. Figure 13 : Le système de freinage ABS _______________________________________________________________________________________ Minesup - BTS Mécatronique Session 2019 - Epreuve uploads/s3/ sujet-eps-bts-mka-2019.pdf