MESURE DYNAMIQUE DU TAUX DE COMPRESSION D'UN MOTEUR THERMIQUE

1. MESURE DYNAMIQUE DUTAUX DE COMPRESSION D'UN MOTEUR THERMIQUE Soutenance de projet du 16.05.2007 Professeur encadrant : M. Dominique MEIZEL Responsable du projet : M. Michel MARCHISSEAU

2. MESURE DYNAMIQUE DU TAUX DE COMPRESSION D'UN MOTEUR THERMIQUE Sommaire • Présentation • Introduction au taux de compression • Présentation du dispositif • Objectif général • Implantation du capteur • Caractérisation / Définition du CDC • Choix et approvisionnement • Tests expérimentaux • Conditionnement du signal • Acquisition et Traitement du signal • Programmation sous Labview • Conclusion

3. V PMB ε = VPMH 1. PRESENTATION2. IMPLANTATION DU CAPTEUR3. CONDITIONNEMENT DU SIGNAL a. Introduction au taux de compressionb. Présentation du dispositifc. Objectif général Le taux de compression, qu’est-ce que c’est ? PMB = Point mort bas PMH = Point mort haut

4. 1. PRESENTATION2. IMPLANTATION DU CAPTEUR3. CONDITIONNEMENT DU SIGNAL a. Introduction au taux de compressionb. Présentation du dispositifc. Objectif général Rapport volumétrique: Rendement du cycle thermique théorique du moteur: Courbe du rendement thermique en fonction du taux de compression L’objectif est d’ajuster le taux de compression du moteur thermique en fonction de son type d’utilisation pour avoir toujours le meilleur rendement possible.

5. 1. PRESENTATION 2. IMPLANTATION DU CAPTEUR3. CONDITIONNEMENT DU SIGNAL a. Introduction au taux de compressionb. Présentation du dispositifc. Objectif général Comment mesurer le taux de compression? θ = 22° Piston Carter Levier Excentrique Vilebrequin TC neutre TC maxi La rotation du levier par rapport au vilebrequin permet d’augmenter ou diminuer la course du piston et donc le taux de compression. Le taux de compression peut ainsi être ajuster entre 12 et 18.

6. 1. PRESENTATION 2. IMPLANTATION DU CAPTEUR3. CONDITIONNEMENT DU SIGNAL a. Introduction au taux de compressionb. Présentation du dispositifc. Objectif général Intérêts principaux de cette technologie : - Diminution de la consommation de carburant - Réduction des émissions nocives dans le cadre écologique - Polyvalence du moteur vis-à-vis des types de carburant - Accroissement de la puissance spécifique - Accroissement du couple moteur à bas régime ε = 18 ε = 9 Devenir de l’énergie contenue dans le carburant en fonction du taux de compression

7. 1. PRESENTATION2. IMPLANTATION DU CAPTEUR3. CONDITIONNEMENT DU SIGNAL a. Caractérisation / Définition du CDCb. Choix et approvisionnementc. Tests expérimentaux Cahier des charges du capteur

8. 1. PRESENTATION2. IMPLANTATION DU CAPTEUR3. CONDITIONNEMENT DU SIGNAL a. Caractérisation / Définition du CDCb. Choix et approvisionnementc. Tests expérimentaux Quel capteur de proximité choisir ?

9. 1. PRESENTATION2. IMPLANTATION DU CAPTEUR3. CONDITIONNEMENT DU SIGNAL a. Caractérisation / Définition du CDCb. Choix et approvisionnementc. Tests expérimentaux Les trois capteurs retenus sont de type magnétique. Un nouveau type de capteur MR se distingue par sa haute sensibilité, sa stabilité en température et son faible coût : les GMR.

10. 1. PRESENTATION2. IMPLANTATION DU CAPTEUR3. CONDITIONNEMENT DU SIGNAL a. Caractérisation / Définition du CDCb. Choix et approvisionnementc. Tests expérimentaux Matériel expérimental • 3 aimants de magnétisme différents: • rectangulaire • cylindrique • disque dur • 2 capteurs GMR: • AA002-02 • AAH002-02 Dispositif TCV avec aimants intégrés Capteur GMR fixé au carter Rôle des aimants : Augmenter l’amplitude du signal capté (augmentation du rapport signal/bruit)

11. Capteur y Aimant x Capteur y z Aimant x 1. PRESENTATION2. IMPLANTATION DU CAPTEUR3. CONDITIONNEMENT DU SIGNAL a. Caractérisation / Définition du CDCb. Choix et approvisionnementc. Tests expérimentaux Solution d’acquisition TC mini TC maxi

12. 1. PRESENTATION 2. IMPLANTATION DU CAPTEUR3. CONDITIONNEMENT DU SIGNAL a. Caractérisation / Définition du CDCb. Choix et approvisionnementc. Tests expérimentaux Résultats expérimentaux Courbes obtenues pour le capteur AA002-02 avec l’aimant cylindrique TC mini – amplitude des pics 30 mV TC maxi – amplitude des pics 225 mV

13. 1. PRESENTATION 2. IMPLANTATION DU CAPTEUR3. CONDITIONNEMENT DU SIGNAL a. Caractérisation / Définition du CDCb. Choix et approvisionnementc. Tests expérimentaux Résultats expérimentaux Courbes obtenues pour le capteur AAH002-02 avec l’aimant cylindrique TC maxi – amplitude des pics 250 mV TC mini – amplitude des pics 170 mV

14. 1. PRESENTATION 2. IMPLANTATION DU CAPTEUR3. CONDITIONNEMENT DU SIGNAL a.Acquisition et traitement du signalb. Programmation sous Labview Amplification du signal Sachant que le signal maximal délivré par le capteur est de 225mV, si le signal traité doit être entre [0;5] volts, il est nécessaire d’amplifier le signal par 22. Fréquence d’échantillonnage Le capteur fonctionnant à une fréquence maximale de l’ordre de quelques MHz, on décide D’avoir 1000 échantillons par tour du moteur ce qui correspond à Fe = 1MHz. Remarque: le produit gain bande des AOP est de l’ordre de la centaine de Hz

15. 1. PRESENTATION 2. IMPLANTATION DU CAPTEUR3. CONDITIONNEMENT DU SIGNAL a. Acquisition et traitement du signalb. Programmation sous Labview

16. 1. PRESENTATION 2. IMPLANTATION DU CAPTEUR3. CONDITIONNEMENT DU SIGNAL a. Acquisition et traitement du signalb. Programmation sous Labview Conclusion Afin de réaliser un asservissement du taux de compression, nous avons dû réaliser toute la partie implantation d’un capteur de mesure de position. Cela passe du cahier des charges à la réalisation de mesures expérimentales qui permettent de choisir le meilleur capteur. Cependant, malgré l’indisponibilité du carter avec son dispositif TCV, la partie de l’étalonnage du capteur reste a être effectuer. Il pourra alors être vérifié la concordance avec le cahier des charges ( précision < 10% ).