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05/02/13
Devoir Maison
Commande de soupapes
PTSI
1. Présentation
Lors du fonctionnement d’un moteur à
explosion il existe 2 phases qui s’appellent :
Mécanisme étudié
L’admission du carburant
L’évacuation des gaz usés
Nous allons étudier le mécanisme qui
commande les soupapes d’un moteur à explosion
d’automobile, pour réaliser ces deux phases de
fonctionnement.
Le mécanisme est composé de :
Deux linguets d’admission 10 et deux
linguets d’échappement 2.
Deux tiges de culbuteurs 3.
Deux culbuteurs d’échappement 4.
Quatre poussoirs hydrauliques à rotule
12, permettant l’articulation des
linguets et le rattrapage automatique
des jeux de dilatation de la commande.
2. Fonctionnement
Le dispositif représenté sur les figures 1,2 et 3 est un mécanisme qui permet d’ouvrir la soupape d’un
moteur à explosion.
La Came 1 tourne autour de l’axe 0, fait pivoter la pièce 2 autour du point B. Cette pièce 2 pousse la
tige de culbuteur 3 qui fait pivoter le culbuteur 4 qui pousse la soupape 6 vers le bas pour permettre son
ouverture.
La fermeture de la soupape est obtenue par les ressorts 7 et 8.
L’arbre à came 1 est entraîné en rotation à l’aide d’une courroie crantée. Les cames d’admission
agissent directement sur les soupapes d’admission 11 par l’intermédiaire des linguets 10.
Pour ouvrir l’une des soupapes, la came d’échappement 1 agit sur le linguet 2 qui transmet une
action mécanique à la soupape 6 par l’intermédiaire de la tige 3, du culbuteur 4, du poussoir réglable 5 en
comprimant le ressort 7‐8.
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3. Données
Les liaisons sont modélisées par :
L0‐1 : Liaison pivot d’axe (O, z).
L2‐1 : Liaison ponctuelle de normale
(A, x2).
L0‐2 : Liaison rotule de centre B.
L2‐3 : Liaison rotule de centre C.
L3‐{4+5} : Liaison rotule de centre D.
L{4+5}‐6 : Liaison ponctuelle de
normale (F, y1).
L0‐6 : Liaison pivot glissant d’axe (I,
y1).
L0‐{4+5} : Liaison pivot d’axe (E, z).
4. Hypothèses :
Le système peut être considéré comme plan (x, y).
Le frottement est négligé au niveau des liaisons pivot mais pas sur les contacts
ponctuels en A et F où le coefficient de frottement est f = 0.15.
L’étude est faite pour le mouvement de descente de la soupape 6.
1000 dans la position de la figure
Le poids propre des pièces est négligé devant l’intensité des actions mécaniques dans
les liaisons.
5. Travail demandé
Objectif de l’étude :
Connaissant l’effort exercé par la soupape 6 lors de l’ouverture sur l’ensemble culbuteur {4+5,
dans le but de déterminer le couple à imposer à la came 1.
calculer l’effort
Question 1: Réaliser le graphe de liaisons de ce mécanisme.
Question 2: Par un isolement à préciser, déterminer la direction des efforts
et
dans les liaisons en D et en C ?
Question 3: Par une étude graphique expliquée sur copie et réalisée sur le DR, déterminer le
torseur des actions mécaniques transmissibles par la liaison rotule en D en isolant
{4+5}
Question 4: Par une étude graphique expliquée sur copie et réalisée sur le DR, déterminer le
torseur des actions mécaniques transmissibles par la liaison ponctuelle en A en
isolant 2
Question 5: Calculer le moment du couple moteur nécessaire pour faire tourner la came 1.
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Document réponse (DR)
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