Épreuve E4 - BTS CPRP - juin 2019

Mise en situation

Alpine A110 Cup

L’entreprise Signatech est chargée du développement de la nouvelle Alpine A110 Cup. Cette voiture reste fidèle au modèle de série avec une adaptation à la compétition ; sa commercialisation est réservée aux clients qui s’engagent dans l’Alpine Europa Cup avec le soutien d’Alpine et de Signatech.

Comme pour le modèle de série, l’Alpine A110 Cup est basée sur un châssis monocoque et une carrosserie en aluminium mais le moteur est le 1,8 l TCe poussé à 199 kW. La boite séquentielle à 6 rapports, support de cette étude, n’est pas celle de série, elle est spécifiquement développée par 3MO performances ; cette entreprise étudie et produit des boites de vitesses pour la compétition.
 

Principe de fonctionnement d’une boite de vitesse séquentielle

Diagramme des cas d’utilisations :

Une boite de vitesse est un élément mécanique proposant plusieurs rapports de transmission entre un arbre moteur (arbre primaire) et un arbre de sortie (arbre secondaire). La boite de vitesse séquentielle est dérivée de la boite manuelle, mais avec un dispositif (barillet de sélection) qui impose au conducteur de choisir uniquement le rapport supérieur ou inférieur à celui en service. Le passage de vitesse se fait, sur commande du pilote de la voiture, au moyen d’un automatisme électro-hydraulique.

Le barillet de sélection dispose de cames, sa rotation provoque le déplacement latéral d’une fourchette de sélection et du crabot associé, celui-ci se solidarise alors avec le pignon fou correspondant de l’arbre secondaire.

L’étude proposée repose sur des problématiques rencontrées lors de l’industrialisation et la production de 4 pièces de la boite de vitesse (repérées dans les dessins ci-dessous) :

• le boitier de différentiel ;
• l’axe de commande ;
• la fourchette de sélection ;
• le capot de pompe à huile.

Le boitier de différentiel est commun à plusieurs types de boite de vitesse. Le besoin annuel est environ de 500 exemplaires par an pendant 5 ans.

L’axe de commande est spécifique à la boite de vitesses de l’A110 Cup. Le besoin annuel est environ de 100 pièces par an pendant 5 ans.

La fourchette de sélection est commune à plusieurs types de boite de vitesse ; il y en a trois dans chaque boite de vitesses. Le besoin annuel est d’environ de 1500 pièces par an pendant 5 ans.

Le capot de pompe à huile est spécifique à la boite de vitesses de l’A110 Cup. Le besoin annuel est environ de 100 pièces par an pendant 5 ans.

TRAVAIL DEMANDÉ

Le sujet comporte 4 parties indépendantes qui peuvent être traitées dans un ordre indifférent.

Partie 1 : Comment améliorer le processus de fabrication du boitier de différentiel ?
Partie 2 : Comment maîtriser et contrôler les déformations lors de l’usinage de l’axe de commande ?
Partie 3 : Comment maîtriser les déformations du brut de fonderie des fourchettes ?
Partie 4 : La fabrication du capot de pompe à huile peut-elle être standardisée ?