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CAPLPCONCOURS EXTERNE
ET CAFEP
EFE GME 1
ÉPREUVE DE SYNTHÈSE
Section : GÉNIE MÉCANIQUE
Options : MAINTENANCE DES SYSTÈMES MÉCANIQUES AUTOMATISÉS MAINTENANCE DES VÉHICULES, MACHINES AGRICOLES, ENGINS DE CHANTIER
SESSION 2013
Durée : 5 heures
Dans le cas où un(e) candidat(e) repère ce qui lui semble être une erreur d’énoncé, il (elle) le signale très lisiblement sur sa copie, propose la correction et poursuit l’épreuve en conséquence.
De même, si cela vous conduit à formuler une ou plusieurs hypothèses, il vous est demandé de la (ou les) mentionner explicitement.
NB : La copie que vous rendrez ne devra, conformément au principe d’anonymat, comporter aucun signe distinctif, tel que nom, signature, origine, etc. Si le travail qui vous est demandé comporte notamment la rédaction d’un projet ou d’une note, vous devrez impérativement vous abstenir de signer ou de l’identifi er.
’E’E’Em i n i s t è r e
É d u c a t i o nn a t i o n a l e
Calculatrice électronique de poche - y compris calculatrice programmable, alphanumérique ou à écran graphique – à fonctionnement autonome, non imprimante, autorisée conformément à la circulaire n° 99-186 du 16 novembre 1999.
L’usage de tout ouvrage de référence, de tout dictionnaire et de tout autre matériel électronique est rigoureusement interdit.
A
Dossier technique -plans Pompe hydraulique de moteur drone diesel 1
Dossier technique
et
plans
CCoonntteennuu ddee ccee ddoossssiieerr ::
Principe de fonctionnement
Schéma de principe
Diagramme pieuvre
FAST partiel
DT1 Dessin d’ensemble et détails de la pompe
DT2, voir dossier réponse candidat (dessin d’ensemble à compléter)
DT3 Eclaté de la pompe
DT4 Dessin de définition « arbre de pompe »
DT5 Dessin de définition « pignon de chaine »
EFE GME 1
D
Dossier technique Pompe hydraulique de moteur drone diesel 2
Etude fonctionnelle de la pompe de lubrification:
Principe de fonctionnement:
La plupart des moteurs thermiques à hautes performances (aviation, formule 1, voiture de compétition....) sont équipés d'une lubrification à carter sec et possèdent en général trois pompes pour assurer la lubrification forcée, le recyclage de l'huile et le refroidissement. Le graissage à carter sec représente une forme particulière de la lubrification par circulation forcée. Dans ce système, l'huile refoulée par le moteur dans le carter est aspirée par une pompe spéciale vers un réservoir de provision d'huile séparé.
C'est à partir de là que l'huile de moteur est conduite vers les points de lubrification au travers de la pompe d'alimentation en pression. L'avantage de ce système consiste dans le fait que malgré une position extrêmement inclinée ou face à de fortes forces centrifuge, une bonne alimentation en huile reste assurée. Pour cette raison, cette technique est souvent utilisée dans la construction des véhicules tout terrain ou en compétition automobile.
Les ingénieurs de la société Danielson ont donc développé une pompe du type volumétrique avec une triple fonction, à savoir :
assurer le recyclage de l'huile du bloc moteur plus ou moins émulsionnée vers le réservoir de provision d'huile séparé. assurer la lubrification forcée du bloc moteur à partir du réservoir d'huile. entraîner la pompe à eau de refroidissement du bloc moteur.
Elle est entraînée en permanence par le moteur thermique du drone, au moyen d’une transmission par pignon – chaîne. Dès que le moteur tourne, cette pompe débite de l’huile et la monte en pression.
Dossier technique Pompe hydraulique de moteur drone diesel 3
Schéma de principe:
Légende Huile Eau
Bp
Hp
Hp = « Haute pression » Bp = « Basse pression »
hélice
S2
S1
E2 E1
Échangeur Air/eau
BLOC MOTEUR Réservoir
Chaîne
ZONE DE L’ ETUDE
T3 T2 T1
Dossier technique Pompe hydraulique de moteur drone diesel 4
Diagramme Pieuvre partiel de la POMPE Hydraulique
Séquence : Moteur tournant
Fonctions Principales
FP1 : Assurer la lubrification forcée du bloc moteur à partir du réservoir d'huile.
FP2 : ……………………………..?
FP3 : Transmettre l’énergie mécanique de rotation du moteur à la pompe à eau.
Fonctions Contraintes :
FC1 : S’adapter au bloc moteur (fixation, encombrement…).
FC2 : S’adapter à la pompe à eau (fixation, entraînement…).
FC3 : Résister aux agressions du milieu extérieur (température, humidité…).
FC4 : S’adapter au vilebrequin (entraînement…).
FC5 : Assurer l’étanchéité.
POMPE HYDRAULIQUE HP
Réservoir d'huile
HUILE BP du bas moteur
Vilebrequin du Moteur
Pompe à eau Milieu extérieur
FC5
FP1
FC3
FC1
FC2
FC4
Carter Moteur
Dossier technique Pompe hydraulique de moteur drone diesel 5
Analyse fonctionnelle interne : FAST partiel
Fonction de service Fonctions techniques Solutions technologiques
.
FP1
Assurer la lubrification forcée du bloc moteur
FP3
Transmettre l’énergie mécanique du moteur à la
pompe à eau
FP2
?
Générer un débit d’huile du
réservoir au bloc moteur
Transformer l’énergie mécanique de rotation du
vilebrequin en énergie hydraulique
Pompe trochoïde simple
« T1 »
Transmettre le mouvement de rotation du vilebrequin à l’arbre d’entée de la pompe
à eau
Pignon arbré
1 et 3
Chaîne
Générer un débit d’huile du
bloc au réservoir
Transformer l’énergie mécanique de rotation du
vilebrequin en énergie hydraulique
Pompe trochoïde double
« T2 et T3 »
16/16
DR08 - Acoustique
125Hz 250Hz 500Hz 1000Hz 2000Hz 4000HzSpectre de niveau de puis-
sance (dB) de la PAC 89 87 87 81 80 79
Pondération dBA -16,1 -8,6 -3,2 0 +1,2 +1,0
R 14 21 39 45 49 58
DR08 p…../……
Dossier_réponses Pompe hydraulique de moteur drone diesel 1
Dossier réponses
PARTIE 1 : ÉTUDE DU FONCTIONNEMENT DE LA POMPE
Q1.1 à Q1.11 et
DT2 (dessin d’ensemble à compléter).
PARTIE 4 : VALIDATION DU DEBIT VOLUMIQUE DE LA POMPE
Q4.1
PARTIE 5 : ÉVALUATION DU RENDEMENT DE LA POMPE
Q5.5
EFE GME 1
F
(Suivi, s’il y a lieu, du nom d’épouse)Nom : $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$
Prénom : $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ N° d’inscription : $$$$$$$$$$ Né(e) le : $$/$$/$$$$
$$$ $$$$$ $$$$$ $$$$
(Le numéro est celui qui figure sur la convocation ou la feuille d’émargement)
Modèle ENSD ©NEOPTEC
Concours Section/Option Epreuve Matière
EFE GME 1
FaTournez la page S.V.P.
Q1.1 à Q1.11
Dossier_réponses Pompe hydraulique de moteur drone diesel 2
PARTIE 1 : ÉTUDE DU FONCTIONNEMENT DE LA POMPE
Q1.1/ Citer les différentes familles de pompes hydrauliques:
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………..
Q1.2/ A quel type de pompe peut-on assimiler la pompe objet de l’étude ?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Q1.3/ Justifier l’emploi d’une pompe trochoïde sur le moteur de Drone :
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Analyse fonctionnelle externe de la pompe
Q1.4/ Compléter le diagramme des inter-acteurs et positionner FP2 et FP3.
Q1.5/ Renseigner la fonction FP2.
FP2……………………………………………………….…………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
POMPE HYDRAULIQUE HP
Réservoir d'huile
HUILE BP du bloc moteur Vilebrequin
du Moteur
Pompe à eau Milieu
FC5
FP1
FC3
FC1
FC2
FC4
CarterMoteur
Dossier_réponses Pompe hydraulique de moteur drone diesel 3
Analyse fonctionnelle interne
Étude sur le principe de fonctionnement
A l’aide du schéma de principe et des plans DT1 (dossier technique) et DT2 (dossier réponse).
Q1.6/ Identifier les 3 trochoïdes de pompe « T1, T2 et T3 » en les entourant et repérant sur le DT2 (sur la coupe A-A). Exprimer la fonction de chaque trochoïde.
Q1.7/ À partir du schéma de principe de fonctionnement, identifier les entrées/sorties (E1, E2 et S1, S2) de la pompe sur le DT2 et exprimer leur fonction.
Q1.8/ Justifier le montage en parallèle des 2 trochoïdes T2 et T3.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Q1.9 / Compléter le tableau du circuit hydraulique :
Légende Huile Eau
Bp
Hp
Tournez la page S.V.P.
Dossier_réponses Pompe hydraulique de moteur drone diesel 4
Q1.10/ Identifier sur la figure 1 page 4 du dossier réponse les éléments constituant la trochoïde T1 (Repère A, B et C).
Q1.11/Identifier sur cette même figure, entourer et repérer, les lumières d’admission et de refoulement, indiquer le sens de rotation de l’arbre de pompe.
A
B
C
Figure 1 - Vue de la trochoïde T1 sans le couvercle.
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(Suivi, s’il y a lieu, du nom d’épouse)Nom : $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$
Prénom : $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ N° d’inscription : $$$$$$$$$$ Né(e) le : $$/$$/$$$$
$$$ $$$$$ $$$$$ $$$$
(Le numéro est celui qui figure sur la convocation ou la feuille d’émargement)
Modèle ENSD ©NEOPTEC
Concours Section/Option Epreuve Matière
EFE GME 1
FcTournez la page S.V.P.
Q4.1 et Q5.5
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nno
nno
n10
0075
non
non
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nno
nno
nno
n15
0011
2,5
non
non
non
non
non
0no
nno
nno
nno
n20
0015
0no
nno
nno
nno
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n30
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5no
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nno
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2 no
nno
nno
nno
n35
0026
2,5
3,03
19
224
01,
14
1,8
0,2
4000
300
2,99
38
948
6,25
2,
02
20,
25
4500
337,
5 2,
99
579
723,
75
2,68
2,
3 0,
25
5000
375
2,96
76
695
7,5
3,19
2,
4 0,
25
5500
412,
5 3,
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1168
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2,97
11
2014
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16
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0056
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5 4,
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3,5
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97
1465
1831
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3,81
3,
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25
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637,
5 3,
03
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1837
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25
9000
675
3,02
14
7418
42,5
3,
41
40,
25
9500
712,
5 3,
02
1470
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3,22
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2 0,
25
1000
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25
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3,02
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8518
56,2
5 2,
94
4,5
0,3
1100
082
53,
03
1485
1856
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2,81
4,
5 0,
3