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CAPLP Génie mécanique maintenance des véhicules Etude d’un système et/ou d’un p

CAPLP Génie mécanique maintenance des véhicules Etude d’un système et/ou d’un processus DOSSIER TECHNIQUE Page 1 / 24 CONCOURS EXTERNE DU CAPLP GENIE MECANIQUE MAINTENANCE DES VEHICULES MACHINES AGRICOLES ENGINS DE CHANTIER SESSION 2008 ETUDE D’UN SYSTEME ET/OU D’UN PROCESSUS TECHNIQUE DOSSIER TECHNIQUE Ce dossier contient 24 pages (y compris celle-ci.) CAPLP Génie mécanique maintenance des véhicules Etude d’un système et/ou d’un processus DOSSIER TECHNIQUE Page 2 / 24 Le moteur IVECO cursor 1° Préambule Les problèmes de pollution atmosphérique ont contraint les états européens à élaborer des normes fixant les limites des rejets pollués issus de la combustion d’un carburant : Ces normes sont dénommées « EU- RO » Les normes d'émission EURO fixent les limites maximales de rejets polluants pour les véhicules rou- lants. Il s'agit d'un ensemble de normes de plus en plus strictes s'appliquant aux véhicules neufs. leurs objectifs est de limiter la pollution atmosphérique due au transport. La législation européenne est de plus en plus sévère sur les rejets des moteurs diesels. Les normes d'émissions « EURO » se succèdent depuis 1988 et sont planifiées jusqu’en 2009. La mise en œuvre se fait dans des délais légèrement décalés pour les moteurs diesel et essence. · Euro 0 : véhicules mis en service entre 1988 et 1992 · Euro 1 : véhicules mis en service entre 1993 et 1996 · Euro 2 : véhicules mis en service entre 1996 et 2000 · Euro 3 : véhicules mis en service entre 2000 et 2004 · Euro 4 : véhicules mis en service entre 2005 et 2007 · Euro 5 : applicable à l'horizon 2008/2009 CAPLP Génie mécanique maintenance des véhicules Etude d’un système et/ou d’un processus DOSSIER TECHNIQUE Page 3 / 24 Emissions des différents polluants suivant la norme EURO en g/k.Wh Norme Euro 0 Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 Euro 5 Oxydes d'azote (NOx) 14,4 8 7 5 3,5 2 Monoxyde de carbone (CO) 11,2 4,5 4 2,1 1,5 1,5 Hydrocarbures 2,4 1,1 1,1 0,66 0,46 0,25 Particules - 0,36 0,15 0,1 0,02 0,02 Afin de respecter le cahier des charges des normes EURO, les constructeurs automobile ont dû dévelop- per des technologies nouvelles pour lutter contre la production de produits polluants. Quelques exemples sur les moteurs diesels : Généralisation des injection haute pression, généralisation des systèmes de suralimentation variable refroidis, réduction des polluants à l’échappement… Le sujet présent propose une étude des moteurs IVECO qui répondent actuellement à la norme EURO 4 en vigueur et déjà à la norme EURO 5, applicable en 2008. 2° Les motorisations IVECO Cursor Les porteurs et tracteurs IVECO Stralis reçoivent les moteurs six cylindres en ligne Cursor 8,10 et 13. La technologie des trois moteurs est identique. L'injection directe à très haute pression est assurée par des injecteurs pompes unitaires actionnés par un arbre à cames placé dans la culasse. Cet arbre à cames commande aussi les quatre soupapes de chaque cylindre, il est entraîné par une cascade de pignons pla- cés à l'arrière du moteur. La suralimentation est assurée par un turbocompresseur à géométrie variable optimisé pour que le moteur délivre les meilleures performances à tous les régimes d'utilisation. Le frein moteur à décompression voit son action renforcée par le turbocompresseur. Toutes les fonctions du moteur sont gérées électroniquement : débit d'injection, avance à l'injection, géométrie du turbo, frein à décompression, régulateur de vitesse. La centrale de gestion est connectée avec les autres centra- les électroniques régissant la boîte de vitesses, le freinage et le ralentisseur sur transmission. Les émis- sions de gaz à l'échappement sont conformes à la directive EURO 4. CAPLP Génie mécanique maintenance des véhicules Etude d’un système et/ou d’un processus DOSSIER TECHNIQUE Page 4 / 24 3° Le moteur Cursor dans l’environnement de l’étude proposée 4° Les caractéristiques du moteur Cursor - Caractéristiques générales Type F3B Cycle Diesel 4 Temps Alimentation Suralimenté avec intercooler Injection Directe par injecteurs pompes Nombre de cylindres 6 Alésage 135 mm Course 150 mm Volume mort 138,5 cm3 Couple maxi 229 daN.m à 1000 tr/min Consommation spécifique minimum 190 g/kW.h à 1000 tr/min Régime minimum du moteur à vide 525 tr/min Régime maximum du moteur à vide 2250 tr/min Système d’injection Système de démarrage Système de charge Transmission et production d’énergie auxiliaire Poste de conduite Système de refroidis- sement Système de réduction catalytique sélective Moteur CURSOR CAPLP Génie mécanique maintenance des véhicules Etude d’un système et/ou d’un processus DOSSIER TECHNIQUE Page 5 / 24 - Courbes caractéristiques relevées sur banc d’essai à pleine charge Régime (tr/min) Couple (daN m) 700 144 800 188 900 217 1000 229 1100 228 1200 227 1300 225 1400 226 1500 223 1600 216 1700 203 1800 191 1900 182 2000 159 2100 138 2220 111 Courbe de couple du moteur CURSOR F3B 0 50 100 150 200 250 500 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500 Régime (tr/min) Couple (daN m) Couple (daN m) CAPLP Génie mécanique maintenance des véhicules Etude d’un système et/ou d’un processus DOSSIER TECHNIQUE Page 6 / 24 5° Le système d’injection BOSCH EDC 7 du moteur Cursor Le système d’injection des moteurs Cursor utilise la technologie des injecteurs pompes gérés électroni- quement par un calculateur. Les injecteurs pompes, placés dans la culasse, sont actionnés mécaniquement par des cames spécifiques de l’arbre à cames du moteur. - Synoptique du système d’injection 25 CURSOR 13 EDC 7 CAPLP Génie mécanique maintenance des véhicules Etude d’un système et/ou d’un processus DOSSIER TECHNIQUE Page 7 / 24 - Nomenclature 1. Capteur de position pédale d'accélérateur 2. Capteur température liquide de refroidissement 3. Capteur température d'air suralimenté 4. Capteur température combustible 5. Capteur pression de suralimentation 6. Tachygraphe électronique 7. Compte-tours électronique 8. Electrovalve commande turbocompresseur à géométrie variable (VGT) 9. Capteur de position actuateur turbine 10. Capteur régime turbine à géométrie variable 11. Electrovalve shutt-off (Arrêt du moteur) 12. Electrovalve pour commande de frein moteur 13. Témoin de signalisation frein moteur engagé 14. Témoin E.D.C. 15. Poussoir pour blink – code (Lecture des codes défauts) 16. Connecteur de diagnostic à 30 pôles 17. Centrale Immobilizer (Antidémarrage) 18. Centrale électronique pour boite EUROTRONIC 19. Centrale électronique pour système EBS –ABS 20. Distributeur duplex pour EBS avec interrupteur frein primaire / secondaire 21. Injecteurs pompes 22. Témoin préchauffage 23. Relais commande pré-post chauffage 24. Résistance pour pré-post chauffage 25. Capteur volant moteur 26. Capteur distribution 27. Commande Cruise Control 28. Sélecteur frein moteur 29. Contacteur frein moteur 30. Contacteur embrayage (pas avec boite de vitesses Eurotronic) 31. Relais principal CAPLP Génie mécanique maintenance des véhicules Etude d’un système et/ou d’un processus DOSSIER TECHNIQUE Page 8 / 24 - Circuit d’alimentation en gazole 1 : Soupape de pressurisation du circuit de retour des injecteurs (ouverture : 3,5 bars) 2 : Soupape de pressurisation du circuit de retour au réservoir (ouverture : 0,2 bars) Filtre à carburant Calculateur d’injection Echangeur thermique du calculateur d’injection Pompe d’alimentation du circuit basse pression Injecteurs pompes Circuit de retour Circuit d’arrivée CAPLP Génie mécanique maintenance des véhicules Etude d’un système et/ou d’un processus DOSSIER TECHNIQUE Page 9 / 24 - Pompe d’alimentation du circuit basse pression Cette pompe volumétrique à engrenage débite le gazole sous une pression maximale de 5 bar. - Implantation des injecteurs pompes sur le moteur CURSOR. Nomenclature (figures 1, 2 et 3 pour les pages suivantes) 0. Culasse 1. Tiroir (visible page 8 du dossier de travail) 2. Piston 3. Orifice de retour de gazole 4. Orifice d’alimentation de gazole 5. Arbre à cames 6. Culbuteur 7. Porte piston 8. Corps 9. Ressort 10. Guide 11. Rotule 12. Vis sans tête, à bout rond 13. Galet 14. Arbre CAPLP Génie mécanique maintenance des véhicules Etude d’un système et/ou d’un processus DOSSIER TECHNIQUE Page 10 / 24 Figure 1 Figure 2 6 5 0 3 4 CAPLP Génie mécanique maintenance des véhicules Etude d’un système et/ou d’un processus DOSSIER TECHNIQUE Page 11 / 24 - Dessin de la pompe et de sa partie commande Figure : 3 Echelle 1 : 1 A B C D E 2 8 9 5 6 7 10 12 11 13 14 Sens de rotation CAPLP Génie mécanique maintenance des véhicules Etude d’un système et/ou d’un processus DOSSIER TECHNIQUE Page 12 / 24 6° Le système de réduction catalytique sélective (SCR) - Principe : Afin de circonscrire les valeurs d’émission à l’échappement des oxydes d’azote (NOx) à l’intérieur des limites autorisées par la norme EURO 4, le constructeur a installé un système pour le post-traitement de ces rejets, constitué essentiellement d’un catalyseur oxydant à contrôle électronique : Le SCR. Le système SCR transforme les oxydes d’azote en composés inertes : L’azote libre (N2) et la vapeur d’eau (H2O) Le processus SCR est basé sur une série de réactions chimiques « ammoniac-oxygéne » obtenues à partir d’un mélange d’urée et d’eau (Ad Blue) qui réduit les oxydes d’azote présents dans les gaz d’échappement. - Schéma électro-hydraulique de l’installation : Circuit électrique Circuit hydraulique Circuit hydraulique Gaz d’échappement CAPLP Génie mécanique maintenance des véhicules Etude d’un système et/ou uploads/Industriel/ machines-agricoles-engins-de-chantier-concours-externe-du-caplp.pdf