Metrologie Appliquee Au Moteur [PDF]

Zitiervorschau

METROLOGIE APPLIQUEE AU MOTEUR FORMATEUR : Mr BARRO

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THERMINOLOGIE DE LA SCIENCE DE LA METROLOGIE

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LA METROLOGIE La métrologie est l'ensemble des moyens techniques utilisés pour le contrôle des spécifications dimensionnelles des pièces mécaniques et des paramètres physiques (Pression , Température, Compression moteur…etc.) .

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LE CONTÔLE En mécanique Diesel,

la métrologie

s'intéresse :

- au contrôle des organes mécaniques pouvant subir une usure

ou une déformation due au fonctionnement (ex: frottement

cylindre/piston,

usure des segments, usure guides et soupapes,

coussinet de vilebrequin, les axes des têtes de bielle).

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LE CONTÔLE „

La technique de contrôle nous permet donc de constater si la pièce correspond aux exigences demandées.

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PHASES DE CONTRÔLE „

Il existe 2 phases de contrôle: - Le contrôle subjectif: Évaluation sans appareil, par le toucher, visuel… - Le contrôle objectif: Évaluation par mensuration ou par calibrage

C’est par le contrôle que l’on peut constater si la pièce correspond aux exigences demandées

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CONDITIONS D'EXÉCUTION - Les conditions d’exécution sont : …

Température ambiante de la pièce à contrôler et des

instruments de mesures voisine de 20° …

Pièce à contrôler propre

- La grande précision des appareils de mesures impose : …

Manipulation soignée (pas de choc)

…

Un entretien régulier et approprié

…

Un rangement systématique après utilisation.

…

Étalonnage périodiques

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TYPES DE MESURES „

par mesure directe : calibre à coulisse, micromètre

„

par comparaison : comparateur, cale étalon

„

par calibrage : jauges de tolérances maxi et mini, calibres à mâchoires

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Incertitude de mesure

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DIAGRAMME CAUSES EFFETS: Incertitude de mesure Appareil de Mesure

Méthode

Produit à Mesurer

Résolution

Choix de méthode

Nbr de mesure

Température

Température

Choix de l’appareil

Défaut géométrique

Date dernier Étalonnage

CAUSES

Traces de choc

Incertitude de Mesure Expérience

Température

SITUATION = EFFET formation

Vue

Vibrations

Poussière

Famille des causes

Opérateur

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Environnement Nature des causes 11

ETALONNAGE „

Il est fait avec des gens professionnels et agrées par le BNM en utilisant des instruments spéciaux (des étalons …).

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DIFFERENTES MESURES EN MECANIQUE DIESEL

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ALESAGE „

L' alésage correspond au diamètre intérieur du cylindre (ou de la chemise). on donne souvent sa valeur associés à la course du piston pour connaître le volume de la cylindrée. Alésage

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Course „

Distance entre la position haute du piston PMH et sa position basse PMB. Elle est souvent associée à l' alésage pour déterminer la cylindrée.

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Cylindrée „

Volume de la chambre de combustion. Elle dépend donc de l' alésage et de la course. C y l i n d r é e u n ita ir e =

„

πd

2 A lé s a g e

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×C

C o u rse

On a : V est généralement exprimé en cm3 avec d (Diamètre) et c (Course) en cm3. On exprime également les cylindrées en litre (1litre = 1000 cm3). Dans le cas où le moteur a plusieurs cylindres, on multiplie la cylindrée unitaire par le nombre de cylindres pour obtenir la cylindrée totale.

CylindréeMoteur 4 Cylindres = Cylindréeunitaire × 4 18/05/2017

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CHAMBRE DE COMBUSTION Chambre de combustion de Volume v

Course

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Rapport volumétrique (ou Taux de compression) „

Si l’on appelle V la cylindrée et v le volume de la chambre de combustion, on a un volume maximum (V+v) lorsque le piston est au PMB et un volume minimum (v) lorsque le piston est au PMH. On appelle taux de compression le rapport R :

R = (V + v) / v Le taux de compression a une influence capitale sur le fonctionnement du moteur.

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Rapport volumétrique (ou Taux de compression) „

TAUX DE COMPRESSION : T = (V+v) / v

V = Volume du cylindre, piston en P.M.B v = volume du cylindre, piston en P.M.H

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Rapport volumétrique (ou Taux de compression) „

De nombreux paramètres empêchent cependant de relever le taux de compression au-delà de certaines limites : La température : selon la relation qui lie entres autres la pression et le volume d’un gaz, plus le taux de compression sera élevé, plus les températures régnant dans la chambre de combustion seront importantes. La pollution : parallèlement a l’élévation de température, un taux de compression élevé pénalise l’extension du front de flamme dans la chambre lors de la combustion, ce qui a pour effet d’augmenter sensiblement la productions de gazs imbrûlés nocifs (oxyde d’azote notamment) La résistance mécanique : à pression élevée, contraintes mécaniques élevées. Au-delà d’un certain taux de compression, les alliages aluminium des moteurs actuels peuvent avouer leurs limites et présenter des problèmes de fiabilité. Le taux de compression d’une voiture actuelle se situe généralement entre 8,5 et 12/1 pour un moteur atmosphérique, entre 7 et 10 pour un moteur suralimenté et entre 18 et 25 pour un diesel. Ces disparités tiennent d’une part au carburant (et à ces caractéristique de détonation) et d’autre part à la pression à laquelle les gazs pénètrent dans la chambre de combustion (plus élevée que la normale dans le cas d’un moteur suralimenté)

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LES APPAREILS DE MESURE

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LES APPAREILS DE MESURE „

Règles et cales étalons,

„

Calibre à coulisse,

„

Pied de profondeur,

„

micromètre ou palmer,

„

jauge,

„

tampons, calibres à mâchoires,

„

bagues,

„

comparateurs.

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REGLES ET CALES ETALONS

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REGLES – REGLETTES- METRES Les règles graduées : avec une graduation étalonnée uniformément permettant une lecture directe de la mesure. Les réglettes en acier à ressort mince et dur : avec une graduation de 0.5 mm ou 1mm et une longueur de 300 mm ou 500 mm Les règles de travail graduées : en acier non-durci, à graduation définies par leur but d’utilisation Les mètres à rouleau en lin, en plastique ou en acier : pour des mesures de longueurs courbes, utilisés pour des mesures approximatives Les mètres pliants en métal, en bois ou en plastique 18/05/2017 24

CALES ETLONS Les cales étalons: de section rectangulaire ou circulaire en acier ou en métal dur, utilisés pour contrôler ou étalonner des calibres ou des instruments de mesure

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Pied à Coulisse

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PIED A COULISSE

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PIED A COULISSE Le Vernier au 1/10 Précision du 1/10 = 0.1 mm „ Le Vernier au 1/20 Précision du 1/20 = 0.05 mm „ Le Vernier au 1/50 Précision du 1/50è = 0.02 mm „

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PIED A COULISSE

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MÉTHODE GÉNÉRALE DE LECTURE „ „ „

1° Lire le nombre entier de mm, à gauche du zéro du vernier. 2° Localiser la graduation du vernier (une seule possible) qui coïncide avec une graduation quelconque de la règle 3° Ajouter les millimètres, les 1/10è, 1/20è ou 1/50è, selon les cas, pour obtenir la mesure exacte.

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MÉTHODE GÉNÉRALE DE LECTURE

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EXEMPLES D’APPLICATION

Mesure de l'épaisseur des disques de freins 18/05/2017

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EXEMPLES D’APPLICATION

Mesure de l'épaisseur des plaquettes  21/08/2007

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EXEMPLES D’APPLICATION

Vérification des dimensions du bloc Moteur  21/08/2007

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Pied de profondeur

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LE PIED DE PROFONDEUR „

La lecture du pied de profondeur est identique à la lecture du pied à coulisse.

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EXEMPLES D’APPLICATION

Le pied de profondeur permet de mesurer une distance séparant deux surfaces parallèles. 18/05/2017

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MICROMETRE

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MICROMETRE OU PALMER

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PRÉCISION DE MESURE „

Le micromètre est un instrument beaucoup plus précis que le pied à coulisse. Grâce à la touche mobile à vis micrométrique au pas de 0,5 mm, la précision de lecture est de 1/100è de mm. D'autre part : - Les erreurs résultant de l'inégalité de pression de l'appareil sur les pièces à mesurer se trouvent éliminées par le système de friction. - Les déformations de l'appareil sont négligeables, le corps pouvant avoir une section suffisante pour rendre toute flexion impossible. - Les incertitudes de lecture sont très faibles, puisqu'une variation de cote de 1/100è de mm nécessite la rotation de la douille de la valeur d'une division, équivalent environ à 1 mm en longueur développée.

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PRINCIPE DE LA LECTURE VIS au PAS de 0,5 mm „ „ „ „ „

„

Le tambour est gradué en 50 parties égales. Chaque partie représente une lecture de 1/100è de mm. Il faut donc tourner le tambour de 2 tours pour que la touche mobile se déplace de 1 mm. De 1 à 49 centièmes, la lecture est directe. de 51 à 99 centièmes, il aura fallu ajouter 1 demi millimètre visible sur le manchon pour obtenir la valeur exacte. Nous voyons donc que la lecture au micromètre présente une particularité demandant une certaine attention pour ne pas commettre d'erreur.

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EXEMPLES D’APPLICATION

Mesure du diamètre de palier d'arbre à cames  21/08/2007

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EXEMPLES D’APPLICATION

Mesure du diamètre du tourillon de vilebrequin. 18/05/2017

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Le micromètre de profondeur

Le principe de mesure est identique à celui du pied de profondeur. Le principe de lecture est identique à celui du micromètre. 18/05/2017

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Le micromètre d'alésage

Le principe de lecture est identique à celui du micromètre. 18/05/2017 49

COMPARATEUR

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LE COMPARATEUR „

Les comparateurs ou amplificateurs enregistrent les différences de cotes entre les différents points d'une pièce ou entre les pièces à mesurer et les étalons (pièces types ou combinaison de cales).

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La précision et la sensibilité de ces appareils dépend pour beaucoup de la constance et du peu d'intensité de la pression qu'exerce leur touche mobile sur la pièce à mesurer.

„

Nous nous limiterons au comparateur à amplification mécanique.

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LE COMPARATEUR

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FIXATION DU COMPARATEUR

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EXEMPLES D’APPLICATION

Comparateur monté sur support. 18/05/2017

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EXEMPLES D’APPLICATION

Mesure du dépassement des chemises

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EXEMPLES D’APPLICATION

Contrôle du jeu latéral de vilebrequin 18/05/2017

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LES VERIFICATEURS A TOLERANCE

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LES VÉRIFICATEURS À TOLÉRANCE „

„

Les vérificateurs à tolérance sont employés pour s'assurer que les cotes des pièces exécutées sont bien comprises entre les tolérances prévues sur le dessin. Ils ne doivent pas être utilisés en cours de fabrication, car l'ouvrier travaillerait en aveugle, ne sachant jamais quelle profondeur de passe il faut prendre pour terminer le travail. Principe de vérification : La pièce "entre" ou "n'entre pas"

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LES VÉRIFICATEURS À TOLÉRANCE

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LES VÉRIFICATEURS À TOLÉRANCE

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LES VÉRIFICATEURS À TOLÉRANCE

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LES JAUGES D’EPAISSEUR

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Les jauges d'épaisseur ou jeu de cales.

Constituées de cales d'épaisseurs différentes, les jauges d'épaisseur permettent de régler des intervalles variables.

En fonction des modèles, on trouvera des cales d'épaisseurs de 0,05 mm à 1 mm. 18/05/2017 63

EXEMPLES D’APPLICATION

Contrôle de la planéité de la culasse 18/05/2017

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EXEMPLES D’APPLICATION

Calibrage de l'écartement des électrodes de bougies. 18/05/2017 65

EXEMPLES D’APPLICATION

Réglage du jeu aux soupapes 18/05/2017

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