Brevet FR2801379A1 — publié le 20010525

BANC D'ESSAI D'UN MOTEUR À INJECTION présente invention concerne les matériels pédagogiques, et plus particulièrement un banc d'essai d'un moteur à ection. moteur à injection est un moteur thermique muni d'un injecteur qui permet d'introduire sous pression une quantité mesurée carburant dans l'air d'admission pour former un mélange susceptible de brûler dans la chambre de combustion du moteur, soit par auto-inflammation (diesel) soit un allumage commandé (essence). L'injection permet de pulvériser le carburant en gouttelettes aussi fines que possible afin obtenir une combustion complète du carburant. L'injection permet notamment de contrôler densité du mélange air/essence et 'augmenter la puissance spécifique du moteur. L'injection permet également de diminuer les émissions polluantes à l'échappement permet un meilleur dosage air/essence, à toutes les allures de marche et aux différents régimes. L'étude du fonctionnement moteurs à injection est indispensable pour de nombreuses professions, et des cours sont dispensés à ce sujet aussi bien dans des établissements de formation de mécaniciens automobile qu'à l'université ou en école d'ingénieur. Si l'étude theorique, au moyen de livres ou d'ordinateurs, est indispensable, il est particulièrement utile aux étudiants d'observer manière pratique le fonctionnement d'un moteur injection, notannnent son comportement à toute les allures de marche et aux différents régimes en fonction de la charge du moteur. Un banc d'essai permettant de modifier les différents paramètres de fonctionnement d'un moteur à injection et d'observer les effets de ces modifications, est nécessaire pour une telle étude pratique. La figure 1 représente schématiquement un banc d'essai classique 2 qui comprend un moteur à injection 4 muni d'un injecteur de carburant 6 et fixé à un bâti 8. L'injecteur 6 reçoit le carburant nécessaire au fonctionnement du moteur depuis un réservoir non représenté. L'injecteur 6 est commandé par une carte électronique 10 de commande d'injection. L'axe du moteur 4 est solidaire d'une roue 12. Les gaz d'échappement produits par le moteur 4 sont évacués par un tuyau d'échappement 14. Le banc de test comprend en outre un moteur électrique 16 également fixé au bâti 8. L'axe du moteur 16 est solidaire d'une roue 18. Une courroie 20, tendue entre les roues 12 et 18, permet de coupler le moteur 4 au moteur 16. Un dispositif de commande 22 est relié aux bornes de commande (non représentées) du moteur 16, ainsi qu'aux bornes de commande de la carte électronique 10. Le moteur électrique 16 permet de mettre le moteur 4 en fonctionnement en jouant le rôle d'un démarreur classique. Une fois que le moteur 4 tourne, le moteur 16 fonctionne en génératrice et joue le rôle de charge du moteur 4. Le dispositif de commande 22 permet de régler cette charge. Le dispositif de commande 22 permet aussi de régler les paramètres d'injection du moteur 4. Ainsi, le banc d'essai 2 permet d'étudier pour diverses charges l'influence du régime d'injection sur le fonctionnement du moteur. Un banc d'essai classique tel que le banc d'essai 2 présente plusieurs inconvénients. -Les seuls moteurs à injection disponibles dans le commerce sont des moteurs d'automobiles à quatre cylindres ou plus. Ces moteurs sont encombrants, lourds, coûteux et bruyants. Ils sont donc mal adaptés à une utilisation pédagogique, laquelle on souhaite que plusieurs installations soient disposées côte à côte que le niveau de bruit soit faible. -Un moteur d'automobile développant une forte puissance, parties mises en mouvement par le fonctionnement du moteur sont dangereuses et portées à des températures élevees. moteur électrique 16, qui sert de charge, doit avoir une puissance comparable à celle du moteur 4. Il en résulte que le moteur 16 est un moteur de taille importante, qui doit être connecte à un réseau électrique particulier tel qu'un reseau triphasé de puissance. Un objet de la présente invention est de prévoir un banc d'essai d'un moteur à injection qui soit peu encombrant et facile à déplacer et à installer. Un autre objet de la présente invention est de prevoir un tel banc 'essai qui soit peu bruyant. Un autre objet de la présente invention est de prevoir un tel d'essai qui présente une grande sécurité d'utilisation Un autre objet de la présente invention est de prévoir un tel banc d'essai qui soit peu coûteux. Pour atteindre ces objets, la présente invention prévoit un banc d'essai d'un moteur à injection comprenant un moteur à explosion à quatre temps muni d'un dispositif d'injection de carburant et un moteur électrique de charge couplé mécaniquement au moteur à explosion, dans lequel le moteur à explosion est un moteur monocylindre, les deux moteurs etant placés dans une enceinte fermée, et des moyens de ventilation étant prévus pour forcer dans l'enceinte une circulation 'air propre à évacuer notamment les gaz d'échappement du moteur à explosion. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le moteur de charge sert à entraîner le moteur à explosion au démarrage. Selon un mode de réalisation de la présente invention, au moins une paroi de l'enceinte est transparente. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le moteur de charge est commandable de manière à représenter une charge variable pour le moteur à explosion. Selon un mode de réalisation de la présente invention, 'enceinte est insonorisée. Selon un mode de réalisation de la présente invention, moteur de charge est alimenté sur le secteur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, 'enceinte est munie d'une porte permettant d'accéder aux éléments du banc. Selon un mode de réalisation de la présente invention, gaz d'échappement du moteur à explosion sont évacués du banc au moyen d'un tuyau souple. Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles la figure 1, précédemment décrite, représente schématiquement un banc d'essai d'un moteur à injection selon 'art antérieur ; la figure 2 représente schématiquement une vue de face 'un banc d'essai d'un moteur à injection selon la présente invention ; et la figure 3 représente schématiquement une vue de côté banc d'essai de la figure 2. Un aspect de base de la présente invention réside dans 'utilisation d'un moteur à quatre temps à un seul cylindre alors de tels moteurs ne sont pas commercialement disponibles. En effet, on utilise classiquement des moteurs à un seul cylindre des applications, par exemple pour une tondeuse à gazon, dans lesquelles la motivation principale est la réduction du prix du moteur et non la réduction de la consommation et l'optimisation du rendement. La figure 2 représente de manière schématique une vue de face d'un banc 24 selon la présente invention. Le banc 24 comprend un moteur à explosion à un seul cylindre 26 muni d'un injecteur 28 et fixé à un bâti 8. L'injecteur 28 reçoit le carburant nécessaire au fonctionnement du moteur 26 depuis un réservoir non représenté. Une carte électronique 30 prévue pour faire varier les conditions de fonctionnement de l'injecteur, est reliée aux bornes de commande de l'injecteur 28. L'axe d'un moteur électrique 32 également fixé au bâti 8, est solidaire d'une roue 18. Une courroie 20 tendue entre la roue 18 et une roue 12 liée à l'arbre du moteur 26 permet de coupler les deux moteurs. Les deux moteurs sont disposés dans une enceinte insonorisée 34 fixée à l'avant du bâti 8. La carte électronique 30 peut également être comprise dans l'enceinte 34. La face avant de l'enceinte 34 comporte une ouverture 36, représentée en pointillés. L'ouverture 36 est prévue pour être obturée par une porte transparente 38, non représentée. Les bornes de commande du moteur 18 et de la carte électronique 30 sont reliées à un dispositif de commande 22 classique fixé au bâti 8 à l'extérieur de l'enceinte 34. Les gaz produits par le fonctionnement du moteur 26 sont expulsés dans l'enceinte 34. La figure 3 représente de manière schématique une vue de côté en coupe selon un plan B-B du banc d'essai 24 de la figure 2. La face avant de l'enceinte 34 est inclinée de manière à permettre un accès plus facile aux éléments du banc lorsque la porte transparente 38 est ouverte. La face arrière de l'enceinte comprend un ventilateur 40 et une ouverture liée à un tuyau d'évacuation 42. Le ventilateur 40 est prévu pour produire à l'intérieur de l'enceinte 34 une circulation d'air 44 propre à refroidir le moteur et à évacuer les gaz d'échappement produits par le fonctionnement du moteur 26. La porte 38 est prévue pour fermer l'enceinte 34 de manière étanche. Lorsqu'elle est fermée, l'enceinte 34 empêche egalement les utilisateurs du banc d'entrer en contact avec parties brûlantes du moteur 26 ou les parties mobiles dangereuses des moteurs en fonctionnement. En outre, la taille de l'enceinte 34 la circulation d'air 34 créée par le ventilateur 40 sont choisies de manière que les gaz d'échappement produits le fonctionnement du moteur 26 sont suffisamment refroidis pour ne plus être dangereux lorsqu'ils sont évacués par 42. Ainsi, le tube 42 peut être un tube souple classique facile à manipuler et qui peut être approché sans danger les utilisateurs du banc. L'enceinte 34 est également choisie de manière à garantir que ses parois extérieures ne s'échauffent pas manière dangereuse lors du fonctionnement du banc. En outre, le moteur électrique de charge 32, sensiblement de même puissance que le moteur 26, peut avoir une taille suffisamment réduite pour qu'il soit alimenté directement le secteur. Selon un avantage de la présente invention, la taille réduite des moteurs 26 et 32 rend le 24 léger, maniable et peu coûteux. Un tel banc d'essai peut avantageusement être placé sur une table classique ou même une table roulante. Un autre avantage de la présente invention est que, en enfermant le moteur 26 dans une enceinte insonorisee, réalise un banc d'essai très peu bruyant. Un autre avantage de la présente invention que, en disposant les moteurs 26 et 32 dans une enceinte fermée, on réalise un banc d'essai qui ne présente aucun danger pour ses utilisateurs. Un autre avantage de la présente invention que, en utilisant un moteur à injection de faible puissance, on réalise un banc d'essai qui dégage une quantité de gaz d'échappement faible par rapport aux moteurs utilisés dans bancs classiques. En outre, les gaz d'échappement étant refroidis préalablement à leur évacuation, ils représentent une Bene minime pour les utilisateurs du banc. Les avantages susmentionnés de la présente invention sont tout particulièrement utiles dans le cadre d'un banc d'expérimentation d'un moteur. En effet, dans ce cas, on fait souvent fonctionner le moteur dans des conditions pour lesquelles il n'est pas prévu. Le moteur se révèle alors particulièrement bruyant et polluant. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, les pièces mises en mouvement lors du fonctionnement du moteur peuvent être marquées de manière que leurs mouvements soient facilement observables à travers la paroi transparente de l'enceinte 34, par exemple sous un éclairage stroboscopique. Selon une variante de réalisation, l'ensemble de l'enceinte 34 peut être réalisé en un matériau transparent. Selon une variante de réalisation, l'enceinte 34 peut comporter des capteurs destinés à vérifier que la porte 38 est bien fermée. De tels capteurs de sécurité peuvent agir sur les commandes envoyées par le dispositif 22 de manière à empêcher toute mise en fonctionnement des moteurs 32 et 26 tant que la porte 38 est ouverte. REV'ELMICATIONS 1. Banc d'essai d'un moteur à injection comprenant un moteur ' explosion (26) à quatre temps muni d un dispositif d'injection de carburant (28, 30) et un moteur électrique de charge (32) couplé mécaniquement au moteur à explosion, caractérisé en ce que le moteur à explosion est un moteur monocylindre, les deux moteurs sont placés dans une enceinte fermée (34), des moyens de ventilation (40) sont prévus pour forcer dans 'enceinte une circulation d'air (44) propre à évacuer notamment les gaz d'échappement du moteur à explosion. 2. Banc d'essai selon la revendication caractérisé en ce que le moteur de charge (32) sert à entraîner le moteur à explosion au démarrage. 3 Banc d'essai selon la revendication caractérisé en ce qu au moins une paroi de l'enceinte (38) est transparente. 4. Banc d'essai selon la revendication caractérisé en ce le moteur de charge (32) est commandable de manière à représenter une charge variable pour le moteur à explosion. 5. Banc d'essai selon la revendication , caractérisé en ce l'enceinte (34) est insonorisée. 6. Banc d'essai selon la revendication caractérisé en ce le moteur de charge (32) est alimenté sur le secteur. 7. Banc d'essai selon la revendication 1, caractérisé en ce l'enceinte est munie d'une porte ) permettant d'accéder aux éléments du banc. 8. Banc d'essai selon la revendication caractérisé en ce que les gaz d'échappement du moteur à explosion sont évacués du banc au moyen d'un tuyau souple (42).