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L'INSTITUT CITROËN ELECTRICITE ELECTRONIQUE

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ELECTRICITE

ELECTRONIQUE

AUTOMOBILES CITROËN

Société Anonyme au capital de 1 400 000 000 F

R.C.S. Nanterre B 642 050 199

Siège Social : 62, boulevard Victor Hugo

92208 Neuilly-sur-Seine Cedex

Tél. : 01.47.48.41.41 - Télex : CITR 614 830 F

_________________

AUTOMOBILES CITROËN

Centre International de Formation CITROËN

Edition janvier 2003



Le module 1 électricité électronique comprend les 8 sous modules suivants :

LES PRINCIPES ELECTRIQUES .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t           page 1

LE CIRCUIT DE CHARGE .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..............           page 9

LE CIRCUIT DE DEMARRAGE .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .......           page 22

LE CIRCUIT DE PRE-POSTCHAUFFAGE .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...           page 33

LE RELAIS .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ....           page 40

LE GROUPE MOTO-VENTILATEUR .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...................           page 47

LE MULTIPLEXAGE .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .........           page 55

LES SCHEMAS ELECTRIQUES .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .......           page 63


SOMMAIRE

PRINCIPES ELECTRIQUES

- 1 - LE MULTIMETRE .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...................           page 1

- 2 -  ELECTROMAGNETISME.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ....           page 2

2.1 Electromagnétisme .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .......           page 2

- 3 - PRINCIPE DE L'EFFET HALL .................... 19319x239t .................... 19319x239t .............           page 3

- 4 - LES TRANSDUCTEURS PIEZO-ELECTRIQUES ...............           page 4

- 5 - COMPOSANTS ELECTRONIQUES .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...           page 5

5.1 La diode .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...................           page 5

5.2 La diode de Zener .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .....           page 5

5.3 Le transistor NPN .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .....           page 6

5.4 Le transistor PNP .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .....           page 6

- 6 - CIRCUIT PARALLELE .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..........           page 7

- 7 - CIRCUIT SERIE .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ....           page 7

- 8 - SCHEMA ELECTRIQUE .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ......           page 8


LE CIRCUIT DE CHARGE

- 9 - SITUATION PROBLEME .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .....           page 9

- 10 - PRODUCTION D'ENERGIE .................... 19319x239t .................... 19319x239t ................           page 9

10.1 Nécessité .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ................           page 9

10.2 Flux des énergies.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ......           page 9

- 11 - MISE EN SITUATION .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..........           page 10

- 12 - RAISON D'ETRE DU CIRCUIT DE CHARGE .................... 19319x239t           page 10

- 13 - DESCRIPTION .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ....           page 11

- 14 - PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT .................... 19319x239t ..................           page 11

14.1 Conditions pour avoir un courant induit .................... 19319x239t .................... 19319x239t ............           page 12

- 15 - CONDITIONS A REMPLIR PAR UN ALTERNATEUR ..           page 12

- 16 - LES DIFFERENTS ELEMENTS .................... 19319x239t .................... 19319x239t .........           page 13

16.1 Le rotor ou inducteur .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...................           page 13

16.2 Le stator ou l'induit.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..           page 14

16.3 Le pont de diodes.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ....           page 15

16.4 Le régulateur .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...........           page 16

- 17 - SCHEMA DE PRINCIPE DU CIRCUIT DE CHARGE .....           page 19

- 18 - CONTRÔLE DU CIRCUIT DE CHARGE .................... 19319x239t ..........           page 19

18.1 Description du contrôleur du circuit de charge .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..           page 19

18.2 Branchement du contrôleur du circuit de charge.................... 19319x239t .................... 19319x239t           page 20

18.3 Caractéristiques et contrôles d'un circuit de charge .................... 19319x239t ..............           page 20

- 19 - CONTRÔLES ELECTRIQUES DE L'ALTERNATEUR...           page 21


LE CIRCUIT DE DEMARRAGE

               

- 20 - SITUATION PROBLEME .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..           page 22

- 21 - CONDITIONS A REMPLIR .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..................           page 22

21.1 Nécessité .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ................           page 22

21.2 Flux des énergies.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ......           page 22

- 22 - MISE EN SITUATION .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..........           page 23

- 23 - RAISON D'ETRE DU DEMARREUR .................... 19319x239t ...................           page 23

- 24 - DESCRIPTION .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ....           page 24

- 25 -FONCTIONNEMENT .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ............           page 25

25.1 Principe de fonctionnement du moteur électrique.................... 19319x239t ...................           page 25

25.2 Application simplifiée au démarreur .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..................           page 25

25.3 Phases de fonctionnement du démarreur.................... 19319x239t .................... 19319x239t ...........           page 26

25.4 Synthèse de fonctionnement .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .........           page 27

- 27 - LE LANCEUR .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .......           page 28

27.1 Constitution.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..............           page 28

27.2 Situation problème.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...           page 28

27.3 Fonctionnement.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ........           page 28

- 28 - CONTRÔLE DU CIRCUIT DE DEMARRAGE ...................           page 29

28.1 Description du contrôleur du circuit de démarrage .................... 19319x239t ................           page 29

28.2 Branchement du contrôleur du circuit de démarrage.................... 19319x239t ..............           page 29

28.3 Caractéristiques et contrôles d'un circuit de démarrage .................... 19319x239t ........           page 30

- 29 - SCHEMA ELECTRIQUE.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .....           page 31

- 30 - DIAGNOSTIC.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ........           page 32


LE CIRCUIT DE PRE-POSTCHAUFFAGE

- 31 - SITUATION PROBLEME .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..           page 33

- 32 - PRODUCTION D'ENERGIE .................... 19319x239t .................... 19319x239t ................           page 33

32.1 Nécessité .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ................           page 33

32.2 Flux des énergies.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ......           page 34

- 33 - FONCTION GLOBALE .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .......           page 34

- 34 - ELEMENTS CONSTITUTIFS DU SYSTEME .................... 19319x239t ..           page 35

34.1 Les bougies de préchauffage .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ........           page 35

34.2 Le boîtier de préchauffage.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ............           page 36

34.3 Contrôle des alimentations du boîtier  .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...............           page 37

34.4 Le postchauffage.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ......           page 38

- 35 - DIAGNOSTIC .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .......           page 39

LE RELAIS

- 36 -  PROBLEME POSE.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ................           page 40

- 37 - LE RELAIS .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ............           page 41

37.1 Raison d'être .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..........           page 41

37.2 Description.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..............           page 41

37.3 Entrées / Sorties .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ......           page 42

37.4 Modélisation.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ............           page 42

37.5 Schématisation .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ........           page 42

37.6 Principe de fonctionnement.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...........           page 43

- 38 - RELAIS AVEC DIODE DE ROUE LIBRE .................... 19319x239t .........           page 44

38.1 L'auto-induction .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ......           page 44

38.2 Suppression du courant dans un circuit inductif .................... 19319x239t .................... 19319x239t .           page 44

38.3 Protection des circuits inductifs .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ....           page 45

38.4 Norme des relais.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ......           page 45

- 39 - APPLICATION .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .....           page 46


LE GROUPE MOTO-VENTILATEUR

- 40 -  SITUATION PROBLEME.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..           page 47

- 41 - IMPLANTATION DU GMV .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...................           page 47

- 42 - LE MOTO-VENTILATEUR .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...................           page 48

42.1 Raison d'être .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..........           page 48

42.2 Constitution .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .............           page 48

42.3 La commande .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .........           page 48

- 43 - FONCTIONNEMENT .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..........           page 49

43.1 Nécessité de deux vitesses .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..........           page 49

43.2 Rappel sur le diviseur de tension .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..           page 49

- 44 - BRANCHEMENT MOTO-VENTILATEUR .................... 19319x239t .......           page 50

44.1 Moto-ventilateur à une vitesse .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .....           page 50

44.2 Moto-ventilateur à deux vitesses .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..           page 50

- 45 - DEUX MOTO-VENTILATEURS A DEUX VITESSES ......           page 51

45.1 Nécessité de deux moto-ventilateurs .................... 19319x239t .................... 19319x239t ................           page 51

45.2 Nécessité de deux vitesses .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..........           page 51

45.3 Schéma de réalisation .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..................           page 52

LE MULTIPLEXAGE

- 46 -  SITUATION PROBLEME.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..           page 55

46.1 Problème posé .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ........           page 55

46.2 Solution .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..................           page 55

- 47 - PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT .................... 19319x239t ..................           page 55

47.1 Principe de fonctionnement .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..........           page 56

47.2 Constitution d'une trame .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..............           page 57

47.3 Composition d'une trame .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ............           page 57

47.4 Organisation du multiplexage .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .......           page 58

- 48 - RESEAUX MULTIPLEXE DE C5 .................... 19319x239t .................... 19319x239t .......           page 59

48.1 Généralités .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..............           page 59

48.2 Réseau CAN .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..........           page 59

48.3 Réseau VAN confort .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..................           page 60

48.4 Réseau VAN carrosserie .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .............           page 61

- 49 - BOITIER SERVITUDE INTELLIGENT (BSI).................... 19319x239t ...           page 62


SCHEMAS ELECTRIQUES

- 50 -  FEUX INDICATEURS DE DIRECTION.................... 19319x239t .............           page 63

50.1 Etat repos .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...............           page 63

50.2 Changement de direction à gauche .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...................           page 64

50.3 Feux de détresse .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .....           page 65

- 51 - RETROVISEURS ELECTRIQUES .................... 19319x239t .................... 19319x239t ....           page 66

- 52 - ABS MULTIPLEXE .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...............           page 67

- 53 - REFROIDISSEMENT MOTEUR MULTIPLEXE................           page 68

53.1 Organisation du fonctionnement .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...           page 68

53.2 Incidence de la climatisation .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .........           page 69

53.3 Incidence de boite de vitesse automatique .................... 19319x239t .................... 19319x239t ........           page 69

53.2 Incidence de la climatisation .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .........           page 69

53.4 Schéma électrique .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...           page 70


-1- LE MULTIMETRE


Text Box: p  = pico = 10-12 =  un millionième de millionième	k   = kilo = 103 = mille
n  = nano = 10-9 = un milliardième	M = mega = 106 = un million
m  = micro = 10-6 = un millionième	G  = giga = 109 = un milliard
m = milli = 10-3 = un millième
Rappel :

Compléter les égalités suivantes :

 0.230kW =________ W       0.0025 MW = ___________W                 0.0025 MW = __________kW    

56251 W =________ kW           36.2 MW =  ___________kW                  6892kW = _________MW


-2- ELECTROMAGNETISME

-2.1- Lois de Faraday et Oersted


Christian OERSTED : (Rudkobing, 1777 - Copenhague, 1851) physicien danois qui découvrit l'existence du champ magnétique créé par un courant électrique.

Michael FARADAY : (Newington, 1791 - Hampton Court, 1867), physicien et chimiste anglais qui découvrit les phénomènes d'induction électromagnétique.


Text Box:

 


Text Box: Exemple d'un capteur de roue :


 


-3- PRINCIPE DE L'EFFET HALL

Text Box:

L'élément essentiel de ce système est une plaquette d'épaisseur infime
de 1,2 mm de côté.

Ø      Cette plaquette est parcourue par un courant entre ses points A et B. En l'absence de tout champ magnétique, on ne recueille aucune tension entre les points équidistants E et F.

Ø      Lorsque l'on applique un champ magnétique S - N perpendiculairement à la plaquette, on recueille une tension de Hall très faible 0,001 volt entre les points E et F.

(Celle-ci provient de la déviation des lignes de courant A.B par le champ magnétique, dans la mesure où les deux conditions simultanées de courant électrique et champ magnétique sont réalisées).

Text Box:

Exemple d'un capteur de vitesse véhicule

Le capteur doit fournir un signal électrique proportionnel à la vitesse de rotation du secondaire BV, donc à la vitesse du véhicule. Il permet au calculateur de savoir en position pied levé si le véhicule est roulant ou non et également de connaître le rapport de BV pour certaines fonctions.

1 -   Roue polaire

Text Box:  2 -   Capteur Hall

3 -   Palier

4 -   Entraînement

- 4 - LES TRANSDUCTEURS PIEZO-ELECTRIQUES

·        Text Box:  Un transducteur transforme un signal électrique en un signal mécanique et inversement. Ce sont les transducteurs des sondes qui permettent de générer les ondes acoustiques et de les recueillir.

·        La piezo-électricité est la propriété de certains cristaux de générer de l'électricité sous l'effet d'une pression et inversement.

Exemple du cristal de quartz (silice) piezo-électricité naturelle

 

 

 
                   Au repos              Compression                           Dilatation

Apparition d'un potentiel électrique sur certaines faces d'un cristal lorsque celui-ci est soumis à une pression mécanique. En revanche, le cristal subit une distorsion mécanique lorsqu'un champ électrique est appliqué sur certaines de ses faces. L'effet piézo-électrique fut découvert en 1880 sur le quartz et le sel de Rochelle, par Pierre Curie et son frère Jacques, qui lui donnèrent le nom de piezo-électricité (du grec piezein, «presser »).

L'effet  piézo-électrique  peut être observé sur un grand nombre de substances cristallines, comme le titanate de baryum et la tourmaline. Il est du au déplacement d'ions dans un cristal dont la cellule élémentaire, plus simple polyèdre de la structure du cristal, est asymétrique. Sous l'effet de la compression du cristal, les ions de toutes les cellules 'élémentaires sont déplacés, ce qui engendre une polarisation de ces cellules. Comme la structure cristalline est régulière, cette polarisation se propage vers d'autres cellules, créant ainsi une différence de potentiel entre certaines faces du cristal. Lorsqu'un champ 'électrique externe est appliqué au cristal, les ions des cellules élémentaires sont déplacés par des forces électrostatiques, ce qui engendre la déformation mécanique du cristal. Pouvant convertir un effort mécanique en tension électrique, et réciproquement, les cristaux piézo-électriques sont utilisés dans la fabrication de dispositifs tels que le transducteur et le microphone. Les cristaux piézo-électriques sont également employés comme résonateurs dans les oscillateurs électroniques et les amplificateurs haute fréquence : convenablement coupés, ces cristaux ont une fréquence de résonance mécanique bien définie et stable.

-5- COMPOSANTS ELECTRONIQUES

-5.1- La diode

La diode est un composant électronique qui a la particularité de bloquer le courant dans un sens, comme un clapet hydraulique.

Text Box:

 
                                   Sens de non-conduction

Text Box:

Text Box:

 
                                   Sens de conduction

-5.2- La diode de Zener

C'est une diode qui fonctionne comme une diode classique dans le sens passant et qui laisse passer le courant dans le sens inverse à partir d'une certaine valeur plus importante : Exemple 4,5 volts.

 

 

 


-5.3- Le transistor NPN

Le débit d'un fluide est bloqué par une vanne en C, si un débit plus faible vient commander la vanne par un circuit B en dérivation, le débit peut alors s'effectuer entre C et E.

Text Box:  Text Box:

Text Box:

-5.4- Le transistor PNP

Un débit peut s'effectuer entre Emetteur et Collecteur si un débit plus faible vient commander la vanne entre Emetteur et Base

Text Box:  Text Box:

 


Text Box:  Text Box:  Exemple de schémas :

- 6- CIRCUIT PARALLELE

Text Box:

LA TENSION :

.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...............

.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...............

.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...............

L'INTENSITE :

.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...............

.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...............

.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...............

RESISTANCE EQUIVALENTE :

          = .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t .

- 7- CIRCUIT EN SERIE

Text Box:

LA TENSION :

.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...............

.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...............

.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...............

L'INTENSITE :

.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...............

.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...............

.................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ...............

RESISTANCE EQUIVALENTE :

Req = .................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ....

8- SCHEMA ELECTRIQUE (feux de recul )

Repassez en vert le circuit de puissance et en bleu le circuit de commande puis compléter le tableau suivant sachant que le contacteur allumage/démarrage CA00 est en position contact (M). Sachant qu'une lampe de feu de recul a une puissance de 21w.



- 9 - SITUATION PROBLEME

Un véhicule se présente dans un atelier de maintenance automobile avec le dysfonctionnement suivant :

-         La batterie du véhicule a été remplacée par une batterie neuve. Après trois jours d'utilisation, cette batterie neuve est de nouveau déchargée.

Cette situation problème met en évidence la nécessité d'avoir sur le véhicule un système qui permet de recharger la batterie. Nous allons donc étudier la production d'énergie électrique.

- 10 - PRODUCTION D'ENERGIE

10.1 Nécessité

- Recharger la batterie d'accumulateurs pour permettre le fonctionnement de l'ensemble des systèmes électriques du véhicule.

Ces fonctions sont assurées par l'alternateur qui est entraîné par le moteur thermique. L'alternateur débite un courant redressé sous une tension régulé vers la batterie, le démarreur, et tout l'équipement électrique du véhicule.

10.2 Flux des énergies

Text Box: ALTERNATEURText Box: BATTERIEText Box: TEMOIN DE CHARGEText Box:  - 11 - MISE EN SITUATION DU CIRCUIT DE CHARGE

Text Box: CONTACTEUR A CLEF

- 12 - RAISON D'ETRE DU CIRCUIT DE CHARGE

La batterie étant un générateur de courant statique, il faut au véhicule un système de production de courant dynamique c'est à dire pendant que le moteur fonctionne, afin d'alimenter tous les circuits électriques véhicule roulant.

Ce générateur dynamique est L'ALTERNATEUR.

Text Box: Tension de consigneText Box: Energie mécanique
W = P.t
ou
P = C . w
Text Box: U BatterieText Box: Air T1Text Box: AlternateurText Box: Energie électrique
W = P.t
ou
P = U . I
Text Box: Air T2Text Box: TémoinText Box: Transformer l'énergie mécanique en énergie électrique.

- 13 - DESCRIPTION

- 14 - PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

Un électro-aimant entraîné en rotation génère un champ magnétique tournant. Un bobinage fixe de fil de cuivre isolé, mis dans ce champ, est soumis à un flux d'induction magnétique variable.

Il apparaît alors, aux bornes de cet enroulement, une force électromotrice (f.e.m) induite de forme sinusoïdale (courant induit).


La tension est constituée de deux alternances symétriques par rapport à l'axe d'évolution du temps. L'expression de la force électromotrice est de la forme :

-          E en volts

-          F en weber

-          t en secondes

 


14.1 Conditions pour avoir un courant induit

-         Un champ magnétique produit par un aimant ou électro-aimant. ( l'inducteur ou le rotor )

-         une ou plusieurs spires n fermées sur elles-mêmes par le circuit de charge (le stator ou l'induit)

-          Une variation de flux magnétique (mouvement produit par la rotation du rotor)

Observations

-         La tension produite est de forme alternative, or la batterie n'accepte que du courant continu pour se recharger. un système de redressement est nécessaire pour avoir une tension continue afin de recharger la batterie.

-         Si la vitesse du rotor augmente, la tension augmente. Il faut donc un régulateur de tension pour ne pas détruire l'équipement électrique.

-         Si le courant augmente dans le rotor, le champ magnétique et le flux magnétique (F) augmentent. Ce qui augmente la tension induite (e). Ce paramètre sera utilisé pour la régulation qui sera vu en fin de cours.

- 15 - CONDITIONS A REMPLIR PAR L'ALTERNATEUR

- Produire un courant continu dont la tension est sensiblement constante quelle que soit la vitesse de rotation du moteur

- Adapter l'intensité débitée aux besoins. Avoir une puissance massive et un rendement élevés

- Résister mécaniquement aux hautes vitesses de rotation (paliers réalisés par roulement)

- Etre protégé du courant inverse venant de la batterie lorsque sa tension est inférieure à celle de la batterie.

- 16 - LES DIFFERENTS ELEMENTS

16.1 - Le rotor ou l'inducteur

a) Constitution

Il comporte un noyau  sur lequel est enroulé un bobinage. Ce bobinage est relié à deux bagues collectrices sur lequel portent les balais. Le champ magnétique provoqué par le passage du courant dans la bobine est canalisé par deux pièces polaires. Ces pièces polaires déterminent un ensemble de plusieurs aimants.

b) Fonctionnement

Lorsque la bobine est parcourue par un courant, il se crée un champ magnétique dans les pôles. Ce champ magnétique est proportionnel aux nombres de spires de la bobine et à la valeur de ce courant..................... 19319x239t .................... 19319x239t .................... 19319x239t ..... B = k n I

B : champ magnétique en TESLAS

K : coefficient de fabrication

n :  régime de rotation en tr/s

I : intensité en Ampère

 

 


c) Symbole électrique d'une bobine

Schéma normalisé

 

Schéma constructeur non normalisé

 


16.2 - Le stator ou l'induit

a) Constitution

C'est l'élément qui produit le courant induit.  Il est constitué par un ensemble de bobines formant les phases. Les bobines sont logées dans les encoches d'un noyau. Les phases sont décalées les unes par rapport aux autres. Les alternateurs actuels comportent trois phases.

Ce sont des alternateurs triphasés.

b) Deux types de montages triphasés :

         Triphasé étoile                                         Triphasé triangle


c) Forme de la tension triphasée

 


16.3 - Le pont de diodes

a) Fonction

Pour recharger la batterie, il est nécessaire de redresser le courant alternatif produit par le stator en un courant ondulé. Ce redressement de courant très voisin d'un courant continu est assuré par des diodes.

b) Constitution

I > 0A

 


c) La diode

I = 0A

 


C'est un élément semi-conducteur qui ne laisse passer le courant que dans un seul sens.

d) Le redressement mono alternance

La tension générée par le stator est alternative. La diode ne laisse passer que les alternances positives. L'alternance négative est bloquée. La tension aux bornes de la résistance est toujours positive, mais non continue. La tension n'est pas intégralement utilisée.


e) Le redressement triphasé


Sur ce montage, les trois phases sont additionnées pour avoir une tension presque continue

16.4 - Le régulateur

a) Nécessité d'une régulation de tension

Dans le principe de production d'une tension induite, il a été observé que la force électromotrice de sortie augmente avec :

-         Le régime de rotation de l'alternateur n

-         L'intensité d'excitation (I.exc)

Soit :                E = k n Iexc                         (k est un coefficient de fabrication)

Afin de ne pas détériorer l'équipement électrique et ne pas faire bouillir la batterie, il faut réguler la tension à environ 14,5V

 
b) Schéma structurel

Vers équipement électrique

 


c) Principe de la régulation de tension

La tension de sortie de l'alternateur est mesurée puis comparée à une valeur de référence.

-         La tension est inférieure à 13,5V, l'inducteur est relié à la masse

-         La tension augmente et dépasse la valeur de référence maximum (15V), la masse de l'inducteur est momentanément interrompue.

-        


La tension redevient inférieure à 15V, le circuit est de nouveau refermé, le courant circule dans l'inducteur.

Text Box: 13,5<U<15,5

Solution : Les composants électroniques

La diode Zener

Elle laisse passer le courant inverse à partir d'une tension déterminée.

 

Le transistor bipolaire NPN

Il permet le passage du courant du collecteur vers l'émetteur seulement s'il y a circulation d'un petit courant de la base vers l'émetteur

 



d) Schéma de principe du régulateur


e) Principe de fonctionnement


U BAT< 14,4V

VR2

Diode DZ

VBE1

T1

VBE2

T2

I excitation

< VZ+VBE1

Bloqué

< 0,7V

Bloqué

> 0,7V

Passant

> 0A

U BAT= 14,4V

> VZ+VBE1

Passant

> 0,7V

Passant

< 0,7V

Bloqué

= 0A

- 17 - SCHEMA ELECTRIQUE DU CIRCUIT DE CHARGE

- 18 - CONTRÔLE DU CIRCUIT DE CHARGE

18.1 Description du contrôleur du circuit de charge



18.2 Branchement du contrôleur du circuit de charge


18.3 Caractéristiques et contrôles d'un circuit de charge

Courbe de débit I = f (N)

 
(documentation CITROËN BX)

Text Box:

Caractéristiques :

Alternateur : 50A - 750W   type à régulateur électronique incorporé avec détection de charge

   Marques et références :               BOSCH  A 120 427 141

MELCO  A 002 T 26 391

Contrôle du débit de l'alternateur :

Sous 13.5 volts

Vitesse alternateur

Vitesse moteur

BX 16

BX 19 D

BX 16 Climat

32A

47A

2000

4000

900

1800

820

1640

54A

75A

2000

4000

900

1800

 


Contrôle de la tension régulée :

  A chaud : 13.8 à 14.5 volts

- 19 - CONTRÔLE ELECTRIQUE DE L'ALTERNATEUR

19.1 Le rotor

Text Box:

Résistance :

Ohmmètre, la résistance de la bobine est donnée par le constructeur, elle est généralement comprise entre 3 et 7.5 ohms. Une résistance inférieure est le signe d'un court- circuit entre les spires

Isolement :

Ohmmètre, isolement entre la bobine et l'axe, la valeur doit être infinie sinon le rotor est en court-circuit.

19.2 Le stator

Text Box:

Continuité des bobines :

W1 : Continuité entre A et B

W2 : Continuité entre A et C

W3 : Continuité entre B et C

Isolement :

W4. Isolement entre les bobines et leur support, la valeur doit être infinie sinon le stator est en court-circuit.

19.3 Le pont de diodes

Text Box:  Contrôle des diodes :

A l'aide d'un diodemètre, contrôler une diode dans le sens passant :

Valeur : 

Contrôler la diode dans le sens non passant :

Valeur :

Effectuer les mêmes opérations pour les autres diodes.

 



- 20 - SITUATION PROBLEME

Les moteurs thermiques, pour démarrer demandent à être entraînés à une vitesse de rotation suffisante :

v                                         moteur à essence, 250 tr/min

v                                         moteur Diesel, 350tr/min.

Cette vitesse est nécessaire pour permettre :

v                                         La vaporisation de l'essence.

v                                         Une f.e.m d'allumage correcte.

v                                         Une pression de compression suffisante (T° auto-inflammation du gazole).

-21 - CONDITIONS A REMPLIR PAR LE  DEMARREUR

21.1 Nécessité

- Fournir un couple supérieur au couple résistant offert  par le moteur

Le couple résistant dépend de :

v                 Force d'adhérence des pièces en mouvement (moteur et boite). 

v                 Inertie des pièces à mettre en mouvement.          

v                 Action des temps résistants (compression fonction du rapport volumétrique)

21.2 Flux des énergies


 


- 22 - MISE EN SITUATION DU CIRCUIT DE DEMARRAGE

Text Box:

CONTACTEUR A CLEF

 


Text Box: BATTERIE

Text Box: DEMARREUR

- 23 - RAISON D'ETRE DU DEMARREUR

Lors de la phase démarrage, le moteur doit avoir une vitesse de rotation suffisante pour permettre sa mise en fonctionnement. Nous devons pouvoir commander, du poste de conduite, un moteur électrique.

Ce système de commande associé au moteur électrique s'appelle LE DEMARREUR.

-24 - DESCRIPTION

 

-1 - MOTEUR ELECTRIQUE

1.1  Induit à collecteur plat

1.2  Inducteurs

1.3  Carcasse

1.4  Porte balais

1.5  Balais positif et négatif

1.6  Nez de démarreur

1.7  Flasque AR

 

-2 - SOLENOIDE

2.1 bobinage de maintien et d 'appel.

2.2 Noyau.

 

-3 - LANCEUR

3.1 Pignon

3.2 Roue libre

3.3 Fourchette

 


-25 - FONCTIONNEMENT

25.1 Principe de fonctionnement du moteur électrique

Le moteur électrique utilise le courant pour engendrer un mouvement rotatif. De l'énergie électrique y est transformée en énergie mécanique.

Ce phénomène est dû au fait qu'une force est exercée sur un conducteur traversé par un courant électrique à l'intérieur d'un champ magnétique. La valeur de la force est proportionnelle à l'intensité du champ magnétique et à l'intensité du courant électrique. Sa valeur est maximale dès que le champ magnétique est perpendiculaire à la direction du courant électrique.

Le conducteur présente, pour des raisons pratiques, la forme d'une boucle à rotation libre à l'intérieur du champ magnétique. Lorsque cette boucle est traversée par un courant électrique, elle se place normalement en position verticale par rapport au champ magnétique et y est maintenue par la force magnétique. Par contre, si le sens du courant électrique est inversé dans la boucle conductrice en ce point neutre, il y a possibilité d'empêcher l'immobilisation. Le couple de rotation possède alors le même sens et permet une rotation continue de la boucle conductrice. Cette inversion du courant électrique est réalisée au niveau d'un collecteur (inverseur de courant) qui, dans le cas de ce modèle, est constitué de deux segments en forme de demi-cercles isolés entre eux, auxquels sont raccordés les deux extrémités de la boucle conductrice. Deux balais sont reliés à la source de courant et permettent le passage du courant électrique à travers chaque boucle conductrice.

25.2 Application simplifiée au démarreur

Text Box: N°	DESIGNATION
1	Induit
2	Inducteur
3	Relais de démarrage
4	Contacteur
5	Batterie

Text Box: Solénoïde25.3 Phases de fonctionnement du démarreur.

Text Box:

Text Box: Moteur électrique

Phase 1 : Fermeture du contacteur de démarrage.

Text Box:

Le conducteur ferme le contacteur de démarrage. Le bobinage de maintien est alimenté en direct alors que celui d'appel est alimenté au travers du moteur électrique. Le noyau N se déplace engrenant le lanceur sur la couronne puis réalisant le contact de puissance.

Phase 2 : Fermeture du contacteur de puissance.

Text Box:

Le contacteur de puissance est fermé, le lanceur engrené, le moteur est alimenté en direct et lance le moteur thermique à une  vitesse de rotation suffisante.

Le moment du couple obtenu est égal à :

                C = k . F . I

C : Couple

k : Coefficient de construction

F : Intensité du flux inducteur

I : Intensité du courant qui circule dans les spires de l'induit.

Text Box:  Phase 3 : Mise hors service.

Le contacteur de démarrage s'ouvre, le courant passe depuis le contacteur de puissance et alimente les bobinages de maintien et d'appel. Les deux champs magnétiques sont en opposition et s'annulent.

Phase 4 : Retour position repos.

Text Box:

Les deux champs magnétiques sont en opposition et s'annulent. Le noyau revient à sa position initiale sous l'action du ressort coupant le contacteur de puissance.

Le système est au repos.

26.4 Synthèse de fonctionnement.

Text Box: 	Contacteur de démarrage	Contacteur de
puissance	Bobinage de maintien	Bobinage d'appel	Inducteur et induit
Phase 1					
Phase 2					
Phase 3					
Phase 4

-27 - LE LANCEUR

27.1 Constitution.

   1 : Le pignon

  2 : La roue libre

  3 : La fourchette

27.2 Situation problème.

Lorsque le conducteur tourne la clef de contact en position démarrage, la fourchette bascule afin engrener le pignon sur la couronne du volant moteur et de lancer le moteur à une vitesse de rotation de l'ordre de 300 tr/min. Mais si la clef de contact reste en position démarrage et que le moteur démarre, celui-ci tournera à sa vitesse de rotation de l'ordre de 800 tr/min et entraînera le démarreur. Le rapport pignon / couronne étant d'environ 10 à 15/1, le démarreur tournera alors entre 8 000 et 12 000 tr/min.

Aussi il est nécessaire d'avoir une roue libre (comme sur un vélo) pour protéger le démarreur d'une vitesse de rotation excessive.

27.3 Fonctionnement.

Text Box:

Dispositif de roue libre à rouleaux.

L'arbre d'induit étant en rotation, les rouleaux sont bloqués dans l'espace à rétrécissement progressif et réalisent ainsi une liaison énergétique. En cas d'inversion du sens des forces sous l'influence de l'accélération du moteur, les rouleaux se décollent et sont poussés contre l'action du ressort dans l'espace à élargissement progressif. Il y a alors désolidarisation de l'induit et du pignon de démarreur.

Text Box: Rouleau

28 - CONTRÔLE DU CIRCUIT DE DEMARRAGE

28.1 Description du contrôleur du circuit de démarrage

28.2 Branchement du contrôleur du circuit de démarrage

Text Box:

28.3 Caractéristiques et contrôles d'un circuit de démarrage

(documentation CITROËN BX)

CARACTÉRISTIQUES :

Marque et référence :               DUCELLIER 532 014

                                               PARIS-RHONE D 8 E 151

                                               BOSCH 9 000 142 002

Type à commande positive par solénoïde. Lanceur: 9 dents module 2,116/1,814.

CONTRÔLES :

Avec une batterie correspondante (35 A.h ) correctement chargée.

Démarreur :

  Couple bloqué : 8,5 N.m mini. pour une intensité de 350 A max.

  Point de fonctionnement à 1200 tr/mn

  Couple :4,5 N.m mini pour une intensité de      220 A max.

Solénoïde :

- Intensité à l'appel ( appel et maintien 30 A max.)

- Intensité de maintien     : 8,5 A max.

COURBES CARACTERISTIQUES :

 


Pour une puissance de 1.2 kW :            

 

Tension : .................... 19319x239t ..

Intensité : .................... 19319x239t ..

Couple : .................... 19319x239t ...

Régime : .................... 19319x239t ...

 

-29 - SCHEMA ELECTRIQUE

 

Circuit de démarrage

Circuit de charge

-30 - DIAGNOSTIC

 


Text Box: N° D'ORDRE	ELEMENTS EN CAUSE	JUSTIFICATION TECNOLIGIQUE	METHODE DE CONTROLE


- 31 - SITUATION PROBLEME

Text Box:                  Lors du démarrage d'un moteur diesel à froid, la masse d'air admise dans les cylindres est trop froide pour que la température de fin compression soit suffisante pour enflammer le gazole (environ 400°C).

 

De plus au moment du démarrage, la pression de compression peut s'avérer insuffisante pour assurer l'auto-inflammation du gazole si :

F La T° de l'air d'admission est basse

F Les pertes thermiques sont élevées, absorption de la chaleur par les parois.

F Les pertes de pression sont élevées :

-              Taux de fuite importante

-              Usure moteur importante

-               Le film d'huile n'est pas formé

Il est donc nécessaire de chauffer l'enceinte thermique des moteur diesel lors des démarrages à froid, c'est le but du SYSTEME DE PRECHAUFFAGE.

Remarque : les moteurs diesel de grosses cylindrées (cas des moteurs à injection directe en poids lourds) ne nécessitent pas de système de préchauffage car les pertes thermiques sont moins élevées du fait d'un  faible rapport entre le volume d'air aspiré et les surfaces froides.

 

- 32 - PRODUCTION D'ENERGIE

32.1 Nécessité

Nous allons chauffer les cylindres du moteur à l'aide de bougies de préchauffage (résistances électriques). Les bougies de préchauffage (une par cylindres) transforment de l'énergie électrique en énergie thermique.

Text Box: RAPPEL

P = U . I

U = R . I

W = P . t

Text Box: W : Energie en joules
R : Résistance en Ohm
I : Intensité en Ampère
t : temps en seconde

d'où                   W = R . I2 . t

32.2 Flux des énergies

 

 


- 33 - FONCTION GLOBALE

 

 

 

 

- 34 - LES ELEMENTS CONSTITUTIFS DU SYSTEME

Text Box:

34.1 Les bougies de préchauffage :

Le filament chauffant assure la transmission de la chaleur à la poudre isolante et au tube.

Le filament de régulation assure la limitation du courant par augmentation de sa résistance (CTP) ce qui évite la surchauffe de la bougie.

Caractéristiques :

Tension d'utilisation : 11 volts

Text Box:  Intensité absorbée : environ 15 à 20A

Résistance : 0,6 à 0,8 W

Durée de vie : 50 000 à 60 000 km

Temps de préchauffage : temps nécessaire pour atteindre une T° de 850°C (1 à 8 secondes)

Déterminer le temps de préchauffage et le temps d'allumage du voyant à partir de la courbe suivante

Text Box:

Text Box: température ambiante	temps de préchauffage	temps d'allumage
du voyant
T = - 20°c 	t =	T =
T =  0°c	t =	T =
T =  20°c	t =	T =

 

34.2 le boîtier  de préchauffage :

 

 

                                                                                                                                                 Circuit de puissance

                                                                                                                                                 Circuit de commande        

Le boîtier de préchauffage assure les fonctions suivantes :

F Alimentation des bougies  :

Sous l'action du contacteur à clef, dépends un temps variable fonction de la T° ambiante et de l'action du démarreur.

F Coupure de l'alimentation des bougies :

Dès la fin de l'action du démarreur (préchauffage) ou 10 à 20s après la mise en marche du moteur (postchauffage).

F Allumage et extinction du voyant

F Sécurité du circuit : Coupure de l'alimentation en cas de court circuit ou de surtension

34.3 Contrôle des alimentations du boîtier

Text Box:

A l'aide d'un voltmètre, contrôler l'alimentation des différentes bornes du boîtier de préchauffage en respectant le tableau suivant. Vous indiquerez les différentes valeurs de tension.

Phases de fonctionnement        Borne 1    Borne 2   Borne 3   Borne 4   Borne 5   Borne 6

Contact coupé                           U =          U =          U =         U =           U =          U =

Contact mis                              U =          U =          U =         U =           U =          U =

 Contact à clé en position          U =           U =          U =          U =          U =          U = démarrage après extinction

     du voyant

Moteur en marche                     U =          U =          U =          U =          U =          U =

Text Box:  34.4 Le postchauffage

 

NECESSITE : Le chauffage des bougies après le démarrage moteur apporte une amélioration de la qualité de la combustion ce qui permet :

F De réduire les fumées (pollution)

F De diminuer les bruits dus aux cognements.

F D'assurer un régime de ralenti plus régulier

 

COUPURE DU POSTCHAUFFAGE

 

Afin d'éviter la destruction des bougies et une perte de qualité de combustion,  le postchauffage se coupe :

F Après une temporisation variable suivant les systèmes (3min avec un chauffage à 50%, 1min avec un chauffage à 100%)

F Si la T° moteur est élevée (T° > 60°C)

F Si la charge moteur augmente (accélération : micro-contact sur pompe)

Text Box:    

Système de pré-postchauffage moteur TUD5

(Xsara)

 


1150 : boîtier préchauffage

1157 : thermocontact postchauffage

1160 : bougies

1203 : contacteur à inertie

1208 : pompe d'injection

8207 : Relais ADC

Repasser les liaisons électriques suivant la nomenclature.

 Alimentation démarrage

 Alimentation AC

 Masse

 Alimentation bougies

 T° moteur

- 35- DIAGNOSTIC

Text Box:  Text Box: N° D'ORDRE	ELEMENTS EN CAUSE	JUSTIFICATION TECNOLIGIQUE	METHODE DE CONTROLE


- 36 - PROBLEME POSE

Un client souhaite participer à un rallye de nuit avec son véhicule personnel. Pour mieux voir, il décide de faire installer un ensemble de quatre longues portées d'une puissance totale de 400W sur le faisceau pré-câblé d'origine. Le câblage d'origine est prévu pour 120W.

Le faisceau peut-il supporter une telle puissance ?

1 Représentation du schéma électrique


2 Calcule l'intensité totale théorique consommée par les lampes pour une tension batterie de 12V.

                                              

3 Justifier la variation de l'intensité totale réelle consommée.

Cette intensité sera différente car :

-         la puissance totale des lampes n'est pas réellement de 400W(fabrication)

-         La tension n'est pas exactement de 12V

-         Le filament de chaque lampe chauffe, ce qui diminue l'intensité

4 Quelles sont les remarques par rapport à ce résultat ?

-         Le faisceau d'origine et la commande prévues pour 10A ne peuvent supporter cette intensité de 33A

5 Quelles sont les modifications éventuelles à apporter ?

-         Il faut remplacer le faisceau. La commande ne doit pas alimenter directement les lampes. Il faut un système de commande à distance appelé : le relais

- 37 - LE RELAIS

37.1 Raison d'être du relais

L'alimentation des récepteurs ne passe pas par les organes de commande ce qui permet de :

-         Réduire les chutes de tension dans les fils électriques souvent très longs (cas des circuits avec la commande passant par le tableau de bord ).

-         Réduire le coût des fils de gros diamètre

-         Automatiser le fonctionnement de certains circuits (projecteurs de complément, ventilateurs de circuit de refroidissement, etc.)

Rappel :

La chute de tension dépend de la résistance du fil (donc de sa section et de sa longueur) et de l'intensité qui circule : U=R.I.

37.2 Description

Text Box:

37.3 Entrées / Sorties


37.4 Modélisation


37.5 Schématisation

Relais à un étage                           Relais à deux étages


37.6 Principe de fonctionnement

Etat repos

Le circuit de commande n'est pas alimenté, aucun courant de puissance ne circule entre les bornes 3 et 5. Mais un courant de puissance peut circuler entre les bornes 3 et 4.


Etat commandé

Un courant de commande alimente la bobine (bornes 1 et 2 ) qui génère un champ d'attraction électromagnétique provocant la fermeture de l'interrupteur.

F Le courant de puissance circule entre les bornes 3 et 5 vers le consommateur.

F Le courant de puissance est coupé entre les bornes 3 et 4.


NB : la résistance du bobinage se situe entre 50 et 100W.

- 38 - RELAIS A DEUX ETAGES AVEC DIODE DE ROUE LIBRE

38.1 L'auto-induction

       Une force électromotrice induite apparaît dans un circuit dès qu 'il est soumis à un flux variable. Lorsqu'un générateur impose la circulation d'un courant variable dans une bobine, celle-ci se trouvant dans le flux variable qu'elle produit, une fém est induite. Ce phénomène s'appelle l'auto-induction.

38.2 Suppression du courant dans un circuit inductif

Avec un montage nous observons le comportement d'une bobine lorsque l'intensité i du courant varie rapidement de 1 à 0.

- L'interrupteur K étant préalablement fermé, un courant continu d'intensité I circule dans la bobine B  la diode D est bloquée et l'intensité du courant dans l'ampoule est nulle.

- A l'ouverture de K, nous observons que l'ampoule L s'allume brièvement.

Interprétation

L'ouverture de K ne se traduit pas par la suppression immédiate du courant dans la bobine. L'intensité i du courant dans celle-ci décroît, ce qui entraîne une variation du flux embrassé par la bobine et l'induction d'une fém. Cette fém impose la circulation d'un courant dans le circuit constitué de B, L et D, ce qui explique l'éclairage bref de la lampe.

La loi de Lenz s'applique : la cause du phénomène d'induction est la variation de l'intensité i du courant.

La fém auto-induite dans la bobine B doit s'opposer à la décroissance de l'intensité i. La diode D devient passante et le courant induit traverse la lampe.

Pendant la durée du phénomène d'auto-induction, la bobine B joue le rôle de générateur. Elle fournit de l'énergie électrique au circuit. Cette énergie résulte de la transformation de l'énergie électromagnétique emmagasinée dans la bobine avant l'ouverture de K.

Une force électromotrice auto-induite s'oppose aux variations de courant dans un circuit comportant une bobine ou plus généralement dans un circuit dit inductif.

38.3 Protection des circuits inductifs

La diode de protection du relais

Un circuit inductif ne doit pas être mis en situation de rupture brutale de courant. C'est la raison pour laquelle une diode de protection (diode de roue libre) est montée en parallèle du bobinage pour protéger la commande du relais.

Ces relais sont polarisés

38.4 Norme des relais

Norme CEI : relais Valéo ou Cartier


Norme DIN : relais Bosch ou Hella



- 39 - APPLICATION

Circuit d'éclairage complémentaire

Représentation du schéma électrique du circuit d'éclairage complémentaire de 400W avec un relais à deux étages et diode de roue libre. Un fusible protège le circuit de puissance. La commande est alimentée par le circuit d'éclairage des feux de route.



40 - SITUATION PROBLEME

La température du liquide dans le radiateur de refroidissement dépend de :

-         la température du liquide dans le moteur

-         L'ouverture ou non du thermostat

-         La vitesse de rotation de la pompe à eau

-         La vitesse de l'air traversant le radiateur

Au ralenti, la vitesse de l'air traversant le radiateur est insuffisant. Il faut donc un ventilateur pour forcer l'air à traverser le radiateur.

Deux solutions qui peuvent exister pour la conception de ce ventilateur :

-         Le ventilateur débrayable (plus utilisé)

-         Le Moto-ventilateur

 

- 41 - IMPLANTATION DU GROUPE MOTO-VENTILATEUR


- 42 - LE MOTOVENTILATEUR

42.1 Raison d'être

Le moto-ventilateur de refroidissement a pour but de faire circuler de l'air ambiant sur les ailettes du radiateur de refroidissement.

42.2 Constitution


42.3 La commande

Pour conserver un bon rendement thermique au moteur, le ou les moto-ventilateurs doivent fonctionner dès que la température de l'eau atteint une température de 80 à 90°.

Le thermocontact simple ou double assure la commande du ou des moto-ventilateurs

 


Symbole électrique du thermocontact double.

 

 

 

- 43 - FONCTIONNEMENT

43.1 Nécessité de deux vitesses

Lorsque le moto-ventilateur fonctionnent sur une tension de 12V, la circulation importante de l'air ambiant sur les ailettes du radiateur de refroidissement diminue la température du radiateur. Le rendement du moteur thermique diminue.

Pour éviter ce problème, il faut diminuer la vitesse de rotation du moto-ventilateur en diminuant sa tension d'alimentation

43.2 Rappel sur le diviseur de tension

Soit deux résistances montées en série et alimentées sous une tension U.

Déterminer que la tension aux bornes de la résistance R2 est égale à la moitié de la tension d'alimentation si R1 = R2

I = U1 / R1 = U2 / R2 = U / R1+R2

U2 = U x R2 / R1+R2

Or R1 = R2

            Donc U2 = U x R2 / R2+R2 = U x R2 / 2 x R2

U2 = U / 2

Déterminer la tension U2 si R2 = 3 x R1

            Donc U2 = U x 3R1 / R1+3R1= 3U / 4

Quelle conclusion peut-on en déduire ?

-         Pour augmenter U2 il faut que R2>R1

-         Pour diminuer U2 il faut que R2<R1


- 44 - BRANCHEMENT MOTOVENTILATEUR

44.1 Un moto-ventilateur à une vitesse

Compléter le schéma ci-dessous sachant que le thermocontact commande la masse du relais

44.2 Un moto-ventilateur à deux vitesses

Compléter le schéma ci-dessous sachant qu'en petite vitesse la résistance est en série avec le moto-ventilateur


- 45 - DEUX MOTO-VENTILATEURS A DEUX VITESSES

45.1 Nécessité de deux moto-ventilateurs

-         Si la puissance du moteur thermique augmente, il faut augmenter la surface d'échange du radiateur

-         Pour les véhicules équipés de la climatisation

45.2 Nécessité de deux vitesses

Lorsque les moto-ventilateurs fonctionnent simultanément sur une tension de 12V, la circulation importante de l'air ambiant sur les ailettes du radiateur de refroidissement diminue considérablement la température du radiateur. Le rendement du moteur thermique diminue.

La solution pour éviter ce problème est de diminuer la vitesse de rotation des moto-ventilateurs en les associant en série.

Schéma de principe petite vitesse


Schéma de principe grande vitesse



45.3 Schéma de réalisation

Surligner :

En rouge les alimentations

En noir les masses en noir

En bleu le circuit de commande des relais concernés pour la petite vitesse

 
En vert le circuit de commande des relais concernés pour la grande vitesse


Première vitesse

A l'aide du schéma précédent représenter les contacts du thermocontact et des relais.

Surligner :

En bleu les circuits de commande concernés

En vert les circuits de puissance

Text Box:

Text Box:  Deuxième vitesse

A l'aide du schéma précédent représenter les contacts du thermocontact et des relais.

Surligner :

En bleu les circuits de commande concernés

En vert les circuits de puissance

Compléter le tableau ci-dessous.

1 pour un fonctionnement de l'élément

0 pour un non-fonctionnement

Pour les voltmètres V1 et V2 placés aux bornes de chaque GMV, indiqué la tension correspondante en Volt.

Relais 1

Relais 2

Relais 3

GMV 1

GMV2

V1

V2

<94°

94°<£98°

>98°


- 46- SITUATION PROBLEME

46.1 Problème posé

Text Box: Exemple :

Lancia Thema : 4200 m
R25 : 5000 m
Avec environ 12 000 connexions.

Une telle longueur de câble entraîne :
v	Une charge supplémentaire
v	Un coût important dû au prix du cuivre
v	Un nombre de connexions sans cesse croissant
v	Des risques de panne accrus.

Depuis 1970, l'électronique incorporée dans les véhicules ne cesse de s'étendre. Qu'il s'agisse d'allumer ses phares ou bien de la gestion électronique du fonctionnement du moteur, les véhicules contiennent un nombre de plus en plus important de fils électriques. Aussi certaines voitures «haut de gamme » sont saturées de fils.

De plus, en cas de panne, le nombre d'épissures, de connexions, démultiplie le nombre de causes possibles et le dépannage n'en est que plus complexe.

En fait, la longueur de câblage dépend de la gamme du véhicule. En effet, une voiture simple a un nombre de connexions se limitant à un système fonctionnel. Le problème se pose pour des véhicules possédant au moins 10 modules électroniques (injection, ABS, ASR, climatisation,... ).

46.2 Solution

Le multiplexage consiste à faire circuler plusieurs informations numériques entre divers équipements électriques, sur un seul canal de transmission matérialisé par 2 fils.

Le multiplexage est un mode de mise en action d'équipements électriques, nécessitant une architecture adaptée.

L'utilisation du multiplexage permet

v     Une simplification des faisceaux électriques

v     Un enrichissement du nombre de fonctions (à nombre de fils équivalent).


- 47 -  PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU MULTIPLEXAGE

47.1 Principe de fonctionnement du multiplexage

Jusqu'à présent, nous avions l'habitude de considérer une tension batterie comme étant comprise entre 12,6 V (batterie chargée au repos) et 14,4 V (tension de régulation moteur tournant). Bien entendu, toutes les valeurs comprises dans cet intervalle existent (12,7 ; 12,8 ; 12,9 ; ... ). C'est ce que l'on appelle un système analogique dans lequel existe une infinité de solutions.

Un système logique ou numérique (digital) est un système qui ne présente que 2 possibilités, marche ou arrêt, oui ou non, allumé ou éteint, 0 ou 12 V, 0 ou 5V.

Or, les calculateurs sont numériques et fonctionnent en 0 ou 5 V. Les organes tels que les phares, essuie-glaces, injecteurs, sont alimentés en 12 V.

En informatique, cette petite unité d'information s'appelle le bit (binary digit = chiffre binaire). Pour avoir plus de 2 informations, plusieurs bits sont nécessaires.

 
Avec 2 bits:                 binaire                                     décimal

                                       00                                                           0

                    01                                                           1

                    10                                                           2

                    11                                                           3

Il s'agit de compter en base 2 (0.1) et non en base 10 (0, 1, 2, 3, 4, .)

Avec 3 bits:                  binaire                                                 décimal

                                      000                                                          0

                                                   001                                                          1

                                                   010                                                          2

                                                   011                                                          3

                                                   100                                                          4

                                                   101                                                          5

                                                   110                                                          6

                                                   111                                                          7

Avec 3 bits, on obtient 8 informations différentes. Or, 23 = 8 ; avec 8 bits, on obtient 28 = 256 informations différentes.

On appelle octets (bytes en anglais) un regroupement de 8 bits qui se représentent de 2 façons.

v    

 
En chiffre 10011101

v     Ou en impulsions de tension


47.2 Communication par trame

Les calculateurs communiquent entre eux de cette manière : on envoie les bits les uns à la suite des autres à une vitesse donnée ; c'est la vitesse de transmission définie en baud. Une vitesse de 250 baud correspond à 250 bits/s.

L'association de ces bits forme la trame qui est toujours composée de :

v     Un bit de début de trame

v     Un groupe de bits d'information

v     Un ou plusieurs bits de parité (contrôle des erreurs de transmission)

v     Uun bit de stop (qui indique la fin de la trame).

Exemple de trame relevée à l'aide d'un oscilloscope :

 


47.3 Composition d'une trame

Début : symbole indiquant le début d'une trame

Identificateur : champ d'identification de la trame (11 ou 29 bits en CAN, 12 bits en VAN)

Com. : champ de commande

Informations : données transmises par un équipement ou lues dans un équipement

                         - jusqu'à  8 octets en CAN

                         - jusqu'à 28 octets en VAN

Contrôle : champ de contrôle (15 bits redondants)

Ack : champ accusé de réception

Fin : symbole indiquant la fin de la trame


47.4 Organisation du multiplexage

Solution classique

 

Solution multiplexée

 


Text Box:

En automobile, on devra utiliser non pas un, mais 4 fils :

v     Alimentation 12 V

v     Alimentation  0 V

v     2 fils de données (data : terme informatique désignant les informations transmises)

Désormais, on pourra considérer la voiture comme un véhicule composé d'un système informatique embarqué, c'est à dire comme étant un réseau informatique (les calculateurs étant de petits ordinateurs ).

Les différentes solutions du multiplexage

J1850  : bus U.S.A utilisé par CHRYSLER, GM et FORD (3 définitions du protocole)

ABUS : bus propriétaire VOLKSWAGEN

CAN : (Controller Area Network)   : bus allemand normalisé, origine Robert BOSCH

VAN : (Vehicle Area Network)   : bus français normalisé, origine PSA/RENAULT

Tous les messages envoyés sur le "bus" comportent une partie "information" ou "commande" et une partie identification du destinataire.


- 48 - RESEAUX MULTIPLEXES DE LA CITROEN C5

48.1 Généralités

Sur la C5 on utilise 2 protocoles de communication : Le CAN et le VAN

 

Le véhicule est équipé de 3 réseaux de multiplexage, qui fonctionnent chacun dans un environnement bien précis.

v     Le réseau CAN

v     Le réseau VAN CONFORT

v     Le réseau VAN CARROSSERIE

Les réseaux multiplexés sont gérés par le BSI (boîtier de servitude intelligent).

48.2 Réseau CAN

Text Box:  - Présentation

Le réseau CAN relie l'ensemble des calculateurs du groupe motopropulseur, comme le système de freinage, le calculateur moteur et la suspension.

Text Box: BSI	Boîtier de servitude intelligent

1320	Calculateur moteur

1630	Calculateur de boite de vitesses automatique

7715	Calculateur de suspension

7020	Calculateur ABS

7800	ESP (contrôle dynamique de stabilité)

Le réseau CAN est un réseau "multi-maîtres" ou chaque calculateur diffuse en permanence des informations (taux de transfert : 250 kbits/s).

Les informations diffusées sont récupérées par les calculateurs qui en ont l'utilité.

Exemple: le calculateur ABS met à disposition sur le réseau CAN les informations suivantes

v     vitesse du véhicule

v     accélération longitudinale

v     distance parcourue

NOTA : La représentation des réseaux multiplexés est symbolique ; voir la schématisation électrique pour le câblage réel.


48.3 Réseau VAN confort

- Présentation

Text Box: BSI	Boîtier de servitude intelligent
0004	Combiné
7215	Ecran multifonctions
8410	Autoradio
8500	Calculateur de navigation.
7500	Calculateur d'aide au stationnement
8080	Calculateur de réfrigération
8415	Changeur de disques compacts

Le réseau VAN CONFORT relie les calculateurs des équipements de l'habitacle comme l'écran multifonctions, le combiné, l'autoradio et la climatisation. Le réseau VAN CONFORT est un réseau " multi-maîtres " ou chaque calculateur diffuse en permanence des informations.

Text Box:

Les informations diffusées sont récupérées par les calculateurs qui en ont l'utilité (taux de transfert: 125 kbits/s). Les calculateurs reliés au réseau VAN CONFORT acquièrent les informations provenant du groupe motopropulseur (par l'intermédiaire du BSI) pour renseigner le conducteur sur l'état du véhicule. Le réseau VAN CONFORT assure l'interface "homme/machine".

Exemple: le combiné acquiert l'information sur la température d'eau moteur (diffusée par le calculateur moteur) pour renseigner le conducteur sur la température du liquide de refroidissement


48.4 Réseau VAN carrosserie

-          Présentation

Le réseau VAN CARROSSERIE est qualifié de réseau de sécurité et de protection du véhicule. Le réseau VAN CARROSSERIE est un réseau "maître/esclave". Le BSI envoie des demandes à chaque calculateur relié au réseau VAN CARROSSERIE (taux de transfert : 62,5 kbits/s).

Le VAN CARROSSERIE est constitué de deux réseaux :

v     VAN CARROSSERIE 1 (éléments de sécurité)

v     VAN CARROSSERIE 2

-          Le réseau VAN CAR 1

Le réseau VAN CARROSSERIE 1 relie le système de gestion des coussins gonflables ainsi que le boîtier de servitude moteur, intégrant les commandes électriques de puissance du véhicule comme les feux avant. Le réseau VAN CARROSSERIE 1 retransmet les actions de l'utilisateur au BSI par l'électronique du module de commutation sous volant de direction.

Text Box:

BSI         Boîtier de servitude intelligent

BM34     Boîtier de servitude moteur

CV00      Module de commutation sous

volant de direction

6570        Calculateur coussins gonflables

 


-  Le réseau VAN CAR 2

Le réseau VAN CARROSSERIE 2 relie les équipements de gestion des ouvrants (modules de porte, toit ouvrant) de l'alarme anti-effraction, et du système d'additivation gazole (filtre à particules).

BSI         Boîtier de servitude intelligent

4350        Calculateur d'additif de gazole

6800            Calculateur de toit ouvrant

8600            Calculateur d'alarme anti-effraction

9030            Module de porte (avant gauche)

9050        Module de porte (avant droit)

 

 



- 49 - BOITIER DE SERVITUDE INTELLIGENT (BSI)

Text Box:

Le boîtier de servitude intelligent (BSI) est un calculateur qui intègre les éléments suivants :

v     Une électronique d'interface (relais, fusibles, prise diagnostic).

v     Une électronique de contrôle : le BSI gère la communication entre les calculateurs et le transfert d'informations entre les réseaux.

v     Une électronique de calcul : le BSI gère de manière autonome des fonctions de base.

v     Une mémoire non-volatile pour la protection antivol (code BSI, code VIN du véhicule, code des clés, de la télécommande, identification de l'autoradio,... ). Un code appelé code diagnostic est mémorisé dans le BSI Ce code accessible par les outils de diagnostic permet de connaître précisément la nature des calculateurs installés sur le véhicule.

v     Un programme qui permet de contrôler l'ensemble, d'effectuer un diagnostic et du télécodage

Le BSI contribue à la gestion de l'énergie en commandant des modes de consommation réduite pour lui et les autres calculateurs multiplexés.

Le BSI sert d'interface entre les réseaux : le BSI acquiert les informations provenant du réseau CAN et les diffuse sur le réseau VAN (et inversement), pour les besoins d'une fonction.

Fonctions gérées par le BSI

Alimentation électrique

Eclairage intérieur

Eclairage extérieur - signalisation

Lève-vitres électriques

Système audio

Gestion des ouvrants

Alarme anti-effraction

Antidémarrage codé

Coussins gonflables

Appel d'urgence

Refroidissement

Rétrovision

Dégivrage

Climatisation

Détection de sous gonflage

Contrôle de survitesse


-         50 - LES FEUX INDICATEURS DE DIRECTION

50.1 Etat repos

 


50.2 Changement de direction à gauche

Surligner :

En vert les masses

En rouge l'alimentation batterie (12v continu)

 
En bleu l'alimentation en signal carré (centrale clignotante)


50.3 Feux de détresse

Surligner :

En vert les masses

En rouge l'alimentation batterie (12v continu)

 
En bleu l'alimentation en signal carré (centrale clignotante)


51 - RETROVISEURS ELECTRIQUES

Surligner pour le rétroviseur droite l'alimentation des moteurs :

En vert les masses.

En rouge l'alimentation APC.

 


- 52 - ABS MULTIPLEXE

Surligner:

En vert les masses.

En rouge l'alimentation APC.

En bleu clair les signaux capteurs

En bleu foncé les liaisons multiplexés

 


-         53 - REFROIDISSEMENT MOTEUR MULTIPLEXE

Text Box:  Le calculateur moteur fixe la consigne de vitesse du moto-ventilateur en fonction de la température d'eau moteur mesurée par la sonde, soit par le besoin de refroidissement associé à la réfrigération.

Le groupe moto-ventilateur a trois vitesses de fonctionnement. Le calculateur moteur commande la petite vitesse et la grande vitesse. Le BSI commande la vitesse moyenne, en fonction des informations délivrées par le calculateur moteur via le réseau CAN (température d'eau moteur et de la pression du circuit de réfrigération).

La petite vitesse est obtenue en alimentant le moto-ventilateur au travers d'une résistance disposée en série sur le circuit d'alimentation.

La vitesse moyenne est obtenue en alimentant le moto-ventilateur au travers de deux résistances disposées en parallèle sur le circuit d'alimentation.

La grande vitesse est obtenue en alimentant en direct le moto-ventilateur.

Les deux résistances sont implantées sur la façade avant, à proximité de l'échangeur air-air et du moto-ventilateur.

53.1 Organisation de fonctionnement

A         Acquisition par liaison filaire du signal provenant de la sonde de température d'eau moteur par le calculateur moteur

            Transmission des informations sur la température d'eau moteur et alerte

            température d'eau moteur au BSI par le calculateur moteur sur le réseau CAN

B         Si la température est comprise entre 94 °C et 97 °C le calculateur moteur

            commande au groupe moto-ventilateur la petite vitesse

            Si la température est comprise entre 98 °C et 110 °C le BSI

            commande au groupe moto-ventilateur la moyenne vitesse

            Si la température est comprise entre 111 'C et 115 `C le calculateur moteur

            commande au groupe moto-ventilateur la grande vitesse

C         Diffusion de l'information sur la température d'eau moteur par le BSI via le

            réseau VAN Confort, pour le combiné et l'écran multifonctions

            Transmission de l'information sur l'alerte de la température d'eau moteur par le

            BSI via le réseau VAN Confort pour le combiné et l'écran multifonctions

L'alerte de température d'eau élevée est donnée au combiné à partir de 118 °C.


53.2 Incidence de la climatisation.

Pour le refroidissement du condenseur, la sonde linéaire, implanté sur le condenseur, fournit une tension proportionnelle au calculateur moteur, suivant la pression du circuit de réfrigération. Ainsi le calculateur donne une consigne de vitesse au groupe moto-ventilateur proportionnelle à la pression du fluide réfrigérant.

Graphique gestion de la motoventalation en fonction de la pression fluide réfrigérant

Text Box:

Légende        Désignation

a          Seuils d'enclenchement des vitesses du groupe moto-ventilateur

b          Seuils de désencIenchement des vitesses du groupe moto-ventilateur

A         Petite vitesse

B         Vitesse moyenne

C         Grande vitesse

P         Pression (en bars)

53.3 Incidence de la boite de vitesses automatique

Le calculateur de boite de vitesses automatique peut demander un refroidissement de son échangeur thermique, grâce à l'information que lui délivre la sonde de température d'huile. La sonde de température d'huile est implantée dans le bloc hydraulique de la boite de vitesses automatique.


53.4 Schéma électrique

Surligner:

En vert les masses.

Text Box:  En rouge l'alimentation BB

En bleu foncé L'alimentation CC

En bleu clair les commandes des relais

 

Surligner pour chacun des schémas

En vert la masse.

En rouge le circuit de puissance

En bleu le circuit de commande

 
1er vitesse

                                                                       2ème vitesse

 

3ème vitesse


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