VOITURE RADIOCOMMANDÉE Durée : 1 h 30 Représentation du...

VOITURE RADIOCOMMANDÉE Durée : 1 h 30

Représentation du réel Série 4 – TP 1CENTRE D'INTERET CI - 7

Objectifs visés par rapport au programme :2.1.6 La représentation du réel :

•Représentation d'une pièce à l'aide d'un modeleur 3D•Relation 3D - 2D•Règles élémentaires de lecture du 2D : coupes, filetages.

Les montages-démontages relativement fréquents de la bougie provoquent rapidement une détérioration des filets du trou taraudé de la culasse porte-bougie.On souhaite donc fabriquer des culasses porte-bougie de remplacement.Cette démarche nécessite : d’analyser les surfaces fonctionnelles de la culasse porte-bougie; de déterminer les paramètres dimensionnels associés ; de construire le modèle 3D de la culasse porte-bougie.

Pour répondre aux questions posées, vous devrez :• lire les documents mis à votre disposition• observer attentivement le moteur thermique de la voiture modèle réduit

A- ANALYSE FONCTIONNELLE de la CULASSE PORTE-BOUGIE:

A1 Après avoir étudié le fonctionnement du moteur 2 temps sur le document ressource « Moteur 2 temps » ou sur le site http://www.tract-old-engines.com/2tps.html, préciser les FONCTIONS remplies par la BOUGIE et par la CULASSE PORTE-BOUGIE :

Fonction de la bougie d’un moteur thermique : Fonctions de la CULASSE PORTE BOUGIE : 1- Réaliser une chambre de combustion fermée2-

Dans la suite de cette étude, nous nous intéresserons uniquement à la CULASSE PORTE BOUGIE.

A2 DEMONTER partiellement le moteur 2 temps de la voiture modèle réduit en suivant le graphe de démontage ci-dessous :

NOM: ....Prénom: ....Classe : ....Date: ....

Notation / Observations:

Lycée Sud Médoc – 33320 Le Taillan-Médoc sur 12

Culasse porte-bougie

Bougie + Joint de bougie

Culasse

4 Vis CHc M2.5 - 6

MOTEUR THERMIQUE2 TEMPS

(ensemble monté)

Joint de culasse

➀ . ➁ ➂temps

➀ : utiliser une clé à pipe de 8 mm

➁ : utiliser une clé male coudée pour six pans creux de 2mm

➂ : les questions pages 3 et 4 ne tiennent pas compte du joint de culasse

http://www.tract-old-engines.com/2tps.html

VOITURE RADIOCOMMANDÉEReprésentation du réel

A3.1 IDENTIFIER les surfaces fonctionnelles de la CULASSE PORTE-BOUGIE :


Chemise

LIERcomplètementla CULASSE

PORTE BOUGIEau

BLOC MOTEUR

REPÉRAGE DE LA SURFACE ASSOCIÉE À LASOLUTION CONSTRUCTIVE

FT1Supprimer 6

degrés de liberté

FT1,1Mettre en position

la culasse portebougie par rapport

au bloc moteur

Plan +pénétration

cylindrique defaible longueur

FT1,2Maintenir en position

la culasse portebougie sur le bloc

moteur

Culasse+

4 vis Chc M2,5-6

FT2Transmettredes efforts

Dimensions de la surfacede la culasse porte bougieSurfaces à colorier

Diamètre =

PLA

N (e

n ro

uge)

Chemise

Péné

trat

ion

cylin

driq

uede

faib

le lo

ngue

ur (e

n bl

eu)

Diamètre = Hauteur = Hauteur =

Diamètre10

On considérera le bloc moteur :{ Carter + Chemise }

A l’aide des pièces réelles démontées, identifier et colorier ci contre les solutions constructives citées ci-dessous.

En déduire leurs dimensions caractéristiques à l’aide d’un pied à coulisse ou du modeleur volumique :●Ouvrir le fichier volumique portant le nom de la (des) pièce(s) étudiées.●Utiliser l’outil Mesurer dans le menu Outils ●Relever la dimension dans le tableau ci-contre en sélectionnant l’arête associée.


A3.2 IDENTIFIER les surfaces fonctionnelles de la CULASSE PORTE-BOUGIE :


Bougie

LIERcomplètement

la BOUGIEà la CULASSE

PORTE-BOUGIE

REPÉRAGE DE LA SURFACE ASSOCIÉE À LASOLUTION CONSTRUCTIVE

FT1Supprimer 6

degrés de liberté

FT1.1Mettre en position laBOUGIE par rapport

à la CULASSEPORTE-BOUGIE

Assemblagefileté

(surfaceshélicoïdales)

FT1.2Maintenir en position

la BOUGIE sur laCULASSE

PORTE-BOUGIE

FT2Transmettredes efforts

Dimensions de la surfacede la culasse porte bougieSurfaces à colorier

Diamètre dutaraudage = Taraudage : □ Borgne□ Débouchant

SUR

FAC

ES H

ELIC

OÏD

ALE

S (e

n VE

RT)

A l’aide des pièces réelles démontées, identifier et colorier ci contre les solutions constructives citées ci-dessous.

En déduire leurs dimensions caractéristiques à l’aide d’un pied à coulisse ou du modeleur volumique :

●Ouvrir le fichier volumique portant le nom de la (des) pièce(s) étudiées.●Dans l'arbre de construction, éditer la définition de la fonction correspondant à la solution constructive(ici le perçage)●Relever la dimension dans le tableau ci-contre

Important :La hauteur du taraudage sera choisie de façon à ce que :●le piston en position « Point Mort Haut » nepercute pas l'électrode de la bougie●L'électrode de la bougie soit située dansla zone d'explosion du mélange


B- PARAMETRAGE DIMENSIONNEL DE LA CULASSE PORTE-BOUGIE La construction du modèle 3D de la pièce consiste à utiliser les fonctions suivantes :

une fonction de révolution : - une ligne de construction doit être utilisée comme axe de rotation.- l’esquisse ne doit pas croiser la ligne de construction.

un trou taraudé. un chanfrein

L’intention de conception de ce modèle impose les 2 contraintes fonctionnelles suivantes: Contrainte 1 : - le piston en position « Point Mort Haut » ne percute pas l’électrode de la bougie

- l’électrode de la bougie est située dans la zone d’explosion du mélange (voir ci-dessous)Contrainte 2 : - aucune interférence (chevauchement) entre la CULASSE PORTE-BOUGIE et les pièces en contact ne doit être constatée

B1 COMPLÉTER L’ESQUISSE EN REPORTANT LES PARAMÈTRES TROUVÉS CI-DESSUS B2 Synoptique de construction :1. Démarrer le logiciel SOLIDWORKS2. Dans Fichiers, faire Nouveau et choisir Pièce.

3. Sélectionner l’icône Esquisse Vous êtes alors en mode Esquisse.4. Création de l’axe de rotation :

Créer une ligne de construction verticale et commençant par l’origine.5. Esquisser le contour dessiné ci-contre en utilisant les outils d’esquisse

6. Ajouter les relations géométriques entre les entités de l’esquisse (voir figure ci-contre)

7. Coter l’esquisse (ne pas oublier les paramètres trouvées pages 2 et 3):Nota : certaines cotes doivent être des cotes de diamètre pour la fonction de révolution : Cliquer en premier l’axe de construction puis une arête de votre choix pour obtenir une cote de diamètre.

Votre esquisse est alors terminée et entièrement contrainte (toutes les entités de l’esquisse sont maintenant de couleur noire).


Enregistrer votre fichier travail sous : culasse porte-bougie.sldprt dans le répertoire T:\ISI\Voiture RC

Axe derotation

Centre de l'arc de cerclese trouvant sur l'axe de rotation

Ligne attachéeà l'origine


C- CREATION DU MODELE 3D VIRTUEL de la CULASSE PORTE-BOUGIE : Etape 1 : Création de la fonction de base par révolution complète de l’esquisse

• Sélectionner l’axe de rotation • Sélectionner la fonction REVOLUTION :

o Préciser l’angle pour obtenir le volume souhaitée

Visualisation volumique de la fonction de base REVOLUTION de la CULASSE PORTE-BOUGIE :Utiliser les différents outils de visualisation :

o les types d’affichage de la pièce :Lignes cachées en gris

Zoom Image ombrée Image filaire Rotation Lignes cachées supprimées Translation

o l’orientation des vues de la pièce : Face Gauche Dessus Perspective isométrique

Arrière Droite Dessous Vue normale à une face

Etape 2 : Création de 2 chanfreins

• Sélectionner la fonction CHANFREINo Sélectionner les arêtes à chanfreinero Préciser la distance et l’angle



Etape 3 :Création du trou taraudé

• Sélectionner la face normale à l’axe du perçage• Sélectionner la fonction PERCAGE

o Sélectionner l’onglet Trou taraudéo Paramétrer les propriétés de la boite de

dialogue : Taille du trou taraudé Type et profondeur du trou lisse Type et profondeur du taraudage On impose un diamètre du fraisage

entrant : ∅ 6.5 à 90°

Le modèle virtuel volumique 3D de la CULASSE PORTE-BOUGIE est maintenant terminé.

Enregistrer votre fichier travail

C2Coloriser les faces correspondant aux surfaces fonctionnelles avec les mêmes couleurs :

• Sélectionner la face à coloriser• Cliquer l’outil Palettes de couleur• Choisir la couleur à associer à la face sélectionnée• Faire Appliquer

Nota : Utiliser les couleurs imposées pages 3 et4 :

- le PLAN en rouge- la PENETRATION CYLINDRIQUE en bleu- le TARAUDAGE en vert



D- CRÉATION DE LA MISE EN PLAN DE LA CULASSE PORTE-BOUGIE :

D1 Editer la mise en plan de la pièce suivant:

- une vue de face correspondant à la vue de dessous du modèle volumique,

- une vue en coupe A-A- une vue de dessus

-voir ci-contre-

Méthode : (le fichier 3D de la pièce doit être ouvert)

a. Créer une nouvelle mise en plan :

dans le menu Fichiers, cliquer Nouveau, choisir Mise en plan

b. Dans la boîte de dialogue Taille/Format du fond de plan cliquez sur parcourir et sélectionner A4V SUD situé dans les ressources ISI.

c. Modifier l’échelle : dans l’arbre de construction, cliquer sur Feuille et faire Propriétés à partir du menu du bouton droit de la souris et modifier l’échelle 4 : 1

d. Dans le menu Fenêtre, choisir Mosaïque verticale, vous visualisez ainsi simultanément la pièce et la mise en plan.

e. Créer la vue de face : dans la barre d’outils Mise en plan,

- sélectionner l’icône Ajouter la vue nommée - cliquer sur la pièce dans la fenêtre 3D- sélectionner le nom de la vue :dans la boite de dialogue Vue nommée qui apparaît, choisir le nom de vue désirée à partir de la liste et valider par OK.Placer la vue de face : dans la fenêtre de Mise en plan, cliquer sur l’endroit où il faut placer la vue.

f. Ramener la fenêtre de mise en plan en premier plan.

g. Créer la vue de dessus : dans la barre d’outils Mise en plan,- cliquer sur la vue de face

- sélectionner l’icône Vue projetée - Placer la vue de dessus : dans la fenêtre de Mise en plan, cliquer sur l’endroit où il faut placer la vue.

h. Créer la vue en coupe A-A :

- esquisser avec inférence (s’aligner sur le centre d’un cercle) la ligne de coupe verticale correspondant au plan de coupe A-A.- mettre en surbrillance la ligne créée en la sélectionnant

- cliquer l’icône dans la barre d’outils Mise en plan- Placer la vue en coupe A-A : dans la fenêtre de Mise en plan, cliquer sur l’endroit où il faut placer la vue.

i. Dans le menu Insertion, choisir Objets du modèle :Dans la section Annotations :- Décocher Cotes - Cocher Représentation de filetage.

Observer dans la mise en plan la représentation normalisée du trou taraudé.

Enregistrer votre fichier travail sous : culasse porte-bougie.slddrw dans le répertoire T:\ISI\Voiture RC

D2 Imprimer la mise en plan de la pièce.



D3 Colorier les surfaces fonctionnelles de la pièce sur les vues de la mise en plan en utilisant les couleurs imposées pages 3 et4 :- le PLAN en rouge- la PENETRATION CYLINDRIQUE en bleu- le TARAUDAGE en vert

PARTIE COMPLEMENTAIRE A FAIRE après validation de la partie D par le PROFESSEUR

E- VERIFICATIONS FONCTIONNELLES DU MODELE 3D « CULASSE PORTE-BOUGIE » :

La suite de notre étude consistera à vérifier le respect des contraintes de conception: C1 :- le piston en position « Point Mort Haut » ne percute pas l’électrode de la bougie

- l’électrode de la bougie est située dans la zone d’explosion du mélange C2 : il n’existe pas d’interférences des pièces assemblées

avec la CULASSE PORTE -BOUGIE.

E1 Procéder à l’ASSEMBLAGE du moteur en vous inspirant du graphe de démontage de la page 2 du moteur thermique réel démonté partiellement

et en vous aidant des surfaces de contact associées colorisées

Méthode : a. Ouvrir le fichier assemblage du moteur pré-assemblé Moteur à assembler.sldasmb. Insertion d’un composant à partir d’un fichier :

Cliquer Insertion, Composant, Depuis un fichier et choisir le nom du fichier 3D du joint de culasse enregistré sous le nom Joint-Tête de culasse_tp7-2.sldprt dans le répertoire des ressources ISI, dossier Voiture RC\TP7-2_Fichiers 3D Moteur .


Assemblage


c. Placer le composant :Cliquer Ouvrir et placer le composant dans l’assemblage.

d. Outils de déplacement du composant :

Déplace un composant suivant ses degrés de libertés restants.

Fait pivoter un composant autour de son point central avant assemblage.

Fait pivoter un composant autour d’un axe ou d’une arête de modèle linéaire.e- Assembler le Joint-Tête de culasse :

2 contraintes seront nécessaires pour assembler le joint de culasse : Le joint est en appui plan sur la surface plane supérieure de la chemise Le joint est centré par rapport à la chemise.

f- Créer la contrainte correspondant à l’appui plan entre le joint et la chemise :

o Cliquer l’icône Insérer une contrainte pour avoir accès à la boîte de dialogue.

o Sélectionner les faces correspondant au contact à créer (les faces seront listées dans la liste Objets sélectionnés)

o Préciser le Type de contrainte, ici Coïncident

o Cliquer Aperçu pour avoir un résultat graphique de la contrainteEn cas de mauvais résultat, modifier la direction

o Faire Appliquer lorsque l’aperçu du résultat graphique de la contrainte est correct.

La contrainte de coïncidence entre le Joint-Tête de culasse et la chemise est créée.

La relation de contrainte entre ces 2 pièces est inscrite dans le Groupe de contraintes d’assemblage dans l’arbre de construction



g- Créer la contrainte correspondant au centrage entre le joint et la chemise : Appliquer la même démarche que précédemment en appliquant une contrainte de type Coaxial entre une surface cylindrique du joint et une surface cylindrique de la chemise.

Remarque : faire des agrandissements lorsque les surfaces sont difficiles à sélectionner.

h- Terminer l’assemblage du moteur en insérant les composants suivants : la culasse porte-bougie créée précédemment sous le nom culasse porte-bougie.sldprt la bougie (fichier Bougie_tp7-2.sldprt) ) le joint de bougie (fichier Joint-Bougie_tp7-2.sldprt la culasse (fichier Culasse_tp7-2.sldprt) 3 vis CHc M2.5-6 (fichier VisChcM2.5-6_tp7-2.sldprt)

Nota : les fichiers pièces 3D du moteur se trouvent dans le répertoire .

E2 Animer le moteur assemblé en déplaçant en translation le piston dans la chemise afin de vérifier la cinématique du mécanisme.



E3 Mettre le piston au point mort haut afin de vérifier les non-interférences

Pour vérifier les non-interférences, positionnons le piston en point mort haut

entre la bougie et le piston entre la culasse porte-bougie et le piston

Pour cela, vous allez annuler la suppression de la contrainte d’assemblage Parallèle 1 entre une surface du vilebrequin et une surface du carter de façon à immobiliser le piston au point mort haut.Méthode :

1- Dans l’arbre de construction, développer les contraintes d’assemblage du fichier assemblage du moteur

2- Sélectionner la contrainte Parallèle1

3- Dans le menu du bouton droit de la souris, cliquer Propriétés

4- Décocher l’option Supprimé. Valider par OK.

Le piston est maintenant bloqué en position point mort haut

E4 Actualiser la mise en plan du moteur une fois l’assemblage terminé.• Dans Fichiers, faire Ouvrir et choisir Moteur à assembler.slddrw

le logiciel met à jour la mise en plan du moteur qui est totalement assemblé.

Enregistrer votre fichier MISE EN PLAN sous : moteur.slddrw dans le répertoire T:\ISI\Voiture RC

Enregistrer votre fichier ASSEMBLAGE sous : moteur.sldasm dans le répertoire T:\ISI\Voiture RC

• Démarrer le module E-Drawing du logiciel SOLIDWORKS en cliquant l’icône ou dans le menu Fichiers en sélectionnant Publier un eDrawing.

• Sélectionner l’outil Ombrer pour obtenir la colorisation de la mise en plan du moteur



Moteur avant l’assemblage Moteur après l’assemblage

E5 Effectuer les vérifications suivantes : (en décodant la mise en plan du moteur après assemblage et

surtout la vue de détail B)

la double-contrainte C1 : - le piston en position « Point Mort Haut » ne percute

pas l’électrode de la bougie- l’électrode de la bougie est située dans la zone

d’explosion du mélange est bien respectée.

la contrainte C2 : les non-interférences entre la culasse porte-bougie et le piston la culasse porte-bougie et la culasse le piston et la bougie

est bien respectée..

Vue de détail B

E6 Appeler le PROFESSEUR pour valider la CULASSE PORTE-BOUGIE fonctionnellement.

La construction de la pièce CULASSE PORTE-BOUGIE est maintenant validée fonctionnellement.

Une étude de définition et de fabrication de la CULASSE PORTE-BOUGIE pourrait maintenant être envisagée.


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