Étude des moteurs u51 – exploitation d’essais moteur
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    BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR MOTEURS À COMBUSTION INTERNE Session 2017 ÉTUDE DES MOTEURSU51 – EXPLOITATION D’ESSAIS MOTEURDurée : 3 heures– Coefficient : 3 Documents et matériels autorisés : Aucun document autre que le sujet n’est autorisé. Moyens de calculs autorisés : Matériel autorisé Une calculatrice de poche à fonctionnement autonome, sans imprimante et sans moyen de transmission, à l’exclusion de tout autre élément matériel ou documentaire (Circulaire n°99-186 du 16 novembre 1999 ; BOEN n°42). Dès que le sujet vous est remis, assurez-vous qu'il soit complet. Le sujet comporte 18 pages numérotées de la façon suivante : - Page de garde : page 1 - Dossier d'étude : pages 2 à 8 - Dossier technique : pages 9 à 16 - Dossier des documents réponse DR : pages 17 à 18 Documents à rendre avec la copie : DR1 DR2 DR3 DR4 CONTEXTE Un constructeur veut homologuer son dernier modèle de scooter avec la norme Euro 3 avant sa commercialisation. En Europe, le cycle Worldwide Harmonized Motorcycle Test Cycle (WMTC) est utilisé depuis 2007 avec la norme Euro 3. La norme Euro 4 sera introduite en 2016-2017. Afin de prolonger la commercialisation au-delà de 2017, le constructeur doit valider le passage de la norme Euro 4. Les objectifs de ce sujet sont :
Décomposition du sujet (temps conseillé) : Lecture du sujet : 15 min Partie 1 : le cycle WMTC 40 min Partie 2 : exploitation d’essais et comparaison par rapport à la norme 1h 15 min Partie 3 : cahier des charges amélioration 50 min
Les deux-roues répondent actuellement à la norme Euro 3. À partir de 2016-2017, ils devront se conformer à la norme Euro 4. Dans cette partie, nous vous proposons de découvrir le cycle WTMC (Worldwide Motorcycle Test Cycle) harmonisé au niveau mondial pour mesurer la pollution des véhicules deux roues. Notre objet d'étude est un scooter. Pour réaliser cette partie, vous vous aiderez des documents techniques DT1 et DT2.
Comparaison de la loi route générale par rapport à la loi de route normalisée du scooter. Expression générale : 
Expression de la loi de route normalisée du scooter :  )Avec
La masse d’inertie représente la masse totale en ordre de fonctionnement pendant le cycle WMTC.
Pour réaliser cette partie, vous vous aiderez des documents techniques DT3, DT4, DT5 et DT6.
Attention : Les résultats des calculs aux questions suivantes seront reportés sur le document réponse DR1.
Calcul de la consommation en litres aux 100 km du scooter sur le cycle complet à partir du bilan carbone Seules les émissions massiques de CO2 seront prises en compte pour le calcul de la consommation.
Le but final de l’étude de la partie 3 est de vérifier le gain sur les polluants en effectuant certaines modifications sur le scooter. Ces gains sur les émissions polluantes permettraient de respecter plus facilement la norme. Ainsi on pourrait utiliser un catalyseur moins chargé donc moins coûteux. Pour atteindre cet objectif, le constructeur propose 2 actions : - mesurer l’influence de la masse du scooter. - mesurer l’influence des zones de bouclage de richesse. Pour cette partie, les résultats d’essais sur le cycle WMTC sont les suivants : Émissions massiques en grammes par km et consommation en l aux 100km 
Influence de la masse du véhicule sur les émissionsNous avons effectué des essais sur différentes classes d’inertie (poids du scooter + pilote) pour identifier l’influence de la masse du véhicule sur les émissions polluantes. Nous allons prendre des masses allant de 280 à 310 kg.
Tableau de relevés :
Analyse des émissions instantanées de CO dans l’optique de les réduire. Le document technique DT7 représente les émissions instantanées de CO prélevées en amont et en aval du catalyseur, ainsi que l’évolution de l’efficacité du catalyseur, le régime moteur et la vitesse du véhicule.
Document Technique DT1 : Présentation du scooter
Document Technique DT2 : Présentation de la norme WMTC Norme internationale pour les 2 roues en fonction de la cylindrée et de la vitesse maximale du véhicule. Pour réaliser le cycle, le pilote du véhicule doit avoir une masse de 75 kg +/- 5 kg. Classes de véhicules Selon la norme, les 2 roues motorisés rentrent dans 3 classes en fonction de leur cylindrée et/ou de leur vitesse maxi. Ces 3 classes se divisent en sous classes comme l’indique le tableau ci-dessous : CLASSE 3-1 CLASSE 3-2 CLASSE 2-2 CLASSE 2-1 CLASSE 1  Présentation du cycle WMTC Formule imposée par la norme mondiale d’homologation WMTC : Loi de route Homologation : F = a + (bxV²)
Phase 1  Phase 2 A  Phase 3 Δt = 27 s B  Document Technique DT3 : Émissions de polluants réglementées pour véhicules deux roues selon la norme WMTC
Document Technique DT4 : Conditions de mesure et données complémentaires
Document Technique DT5 : Échantillonneur à Volume Constant (EVC) L’EVC est l’un des dispositifs de mesure utilisés pour mesurer les polluants à l’échappement d’un véhicule 2 roues. Il permet de déterminer les masses des constituants (CO2, CO, HC, NOX et particules) émises sur un cycle d’essai normalisé au banc à rouleaux pour homologuer un véhicule par rapport à la norme. Le principe de mesure est le suivant : Tous les gaz bruts d’échappement sortent par la canule puis sont dilués avec de l’air ambiant dans la chambre de mélange. Le débit des gaz dilués (gaz bruts d’échappement + air de dilution) est assuré par une pompe volumétrique qui tourne à vitesse constante. Le comptage du nombre de tours de la pompe au cours de l’essai permet de déduire le volume de gaz dilués passé à travers le système de mesure au cours de l’essai. La distance parcourue au cours de l’essai est déterminée à partir de la circonférence du rouleau et du comptage du nombre de tours. Un échantillon des gaz dilués est prélevé dans le sac 1 puis analysé afin de mesurer les concentrations moyennes des constituants dans les gaz dilués. Un échantillon d’air de dilution est prélevé dans le sac 2 puis analysé afin de mesurer les concentrations des constituants présentes dans l’air ambiant. La masse de chaque constituant émise sur le cycle est calculée en multipliant la concentration corrigée par le volume total de gaz dilués (ramené à température et pression de référence) et par la masse volumique du constituant considéré.  Analyse des gaz Elle nécessite l’emploi d’appareils spécifiques : - à absorption d’infrarouge (NDIR) pour les CO, HC ; - à ionisation de flamme (FID) pour les HC totaux ; - à chimiluminescence pour les NOx. Document Technique DT6 : Calcul des émissions massiques selon la norme Dispositions générales On calcule les émissions massiques des constituants gazeux avec la relation générale suivante :  Mi : émission massique du constituant, en g.km-1 ; Vmix : volume des gaz dilués (air de dilution + gaz bruts d’échappement), exprimé en litres et ramené aux conditions de référence ; i : masse volumique du constituant i, en g.l-1 aux conditions de référence ; [Ci] : concentration du constituant i dans les gaz d’échappement dilués [Cd], corrigée de la concentration du constituant i présente dans l’air de dilution [Ca], exprimée en ppm. dist : distance de l’essai exprimée en km. Détermination du volume On enregistre de manière continue les paramètres permettant de connaître le débit volumique et on calcule le volume total sur la durée de l’essai. Concentration corrigée [Ci] Calcul de la concentration corrigée de polluant dans le sac de prélèvement 
Poids des résultats Les résultats des émissions (CO, HC, NOx et CO2) et de la consommation des phases 1, 2 et 3 sont respectivement appelés R1, R2 et R3. Le résultat R du cycle global est calculé de la manière suivante : 
Document Technique DT7 : Analyse modale (en continue) des émissions de CO et efficacité catalyseur sur le cycle WMTC    Document Réponse DR1 (à rendre avec la copie) : Résultats d’essais cycle WMTC Émissions massiques en grammes par km et consommation en l aux 100km Émissions massiques en grammes par km et consommation en l aux 100km Émissions massiques en grammes par km et consommation en l aux 100km Émissions massiques en grammes par km et consommation en l aux 100km DF  Document Réponse DR2 (à rendre avec la copie) : Émission de polluants avant catalyseur en fonction de la richesse % ou ppm  Document Réponse DR3 (à rendre avec la copie) : Émission de polluants après catalyseur en fonction de la richesse % ou ppm  Document Réponse DR4 (à rendre avec la copie) : Courbe de couple et de puissance effectifs à pleine charge  CODE ÉPREUVE : 1706MOE5EEM EXAMEN BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR SPÉCIALITÉ : MOTEURS À COMBUSTION INTERNESESSION : 2017 SUJET ÉPREUVE : ÉTUDE DES MOTEURS U51 – EXPLOITATION D’ESSAIS MOTEUR Durée : 3h Coefficient : 3 SUJET N°08ED15 Page / | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
x 10-6»?
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x 10-6» ?
x 10-6» ?
contenue dans la masse de carburant.
contenue dans la masse de CO2.
en g.km-1 en fonction de la masse de CO2 en g.km-1.similaire:
 | «cycle asymétrique» ou «à détente prolongée» offre l’opportunité d’augmenter le rendement du moteur à faible charge et donc de répondre... | | «ProjectCenter», Nord France Invest sollicite une prestation d’étude sur le niveau des coûts d’exploitation de sites d’implantation... |
|  | «Capacité acquise par apprentissage à atteindre des résultats fixés à l’avance avec un maximum de réussite et souvent un minimum... | |
| «englobant», IL a été utile d’insister aussi sur l’étude de l’exploitation agricole, niveau «restreint» en vue d’une vision globale... | | «les essais ou expérimentations organisés et pratiqués sur l’être humain en vue du dvpt des connaissances biologiques et médicales... |
| Tout produit destiné à être utilisé, mis en vente ou utilisé comme carburant pour moteur ou comme additif ou en vue d'accroître le... | | Tout produit destiné à être utilisé, mis en vente ou utilisé comme carburant pour moteur ou comme additif ou en vue d'accroître le... |
| «Off de Perpignan». En conséquence, cette cession exclut toute exploitation des photographies à des fins commerciales. Toute autre... | |