Brevet FR2891050A1 — publié le 20070323

Centrale de suralimentation d'air sur banc d'essai monocylindre La présente invention se rapporte au domaine des bancs d'essai monocylindre diesel, et plus particulièrement à une centrale de suralimentation d'air de bancs d'essai monocylindre diesel. Le principe de la suralimentation consistant à introduire, au moment de l'admission, de l'air froid sous pression dans les cylindres, ce qui augmente la masse volumique de l'air à l'admission, permettant ainsi de brûler davantage de combustible par unité de temps et d'accroître la pression moyenne et donc la puissance. io II est déjà connu dans l'art antérieur une centrale à moteur à combustion interne. Cette centrale à combustion interne à suralimentation décrite dans le brevet FR7 2 439 871 comprend: un groupe de suralimentation dans une canalisation à air comprimé, au moins un refroidisseur, au moins un circuit de vapeur d'eau dans lequel au moins une partie de la chaleur évacuée du moteur est utilisée pour au moins le réchauffage et la vaporisation d'un fluide de travail, un premier circuit de vapeur, qui est à des niveaux élevés de pression et de température, étant destiné à l'utilisation de la chaleur évacuée des gaz d'échappement, un second circuit de vapeur, dont les niveaux de pression et de température sont plus bas, étant destiné à l'utilisation de la chaleur de compression de l'air de suralimentation et de la chaleur évacuée par l'eau de refroidissement, le circuit de refroidissement du moteur étant par ailleurs à eau chaude et la température supérieure à 100 degrés, comportant un réchauffeur de fluide de travail dans le refroidisseur d'air, un détendeur de production de vapeur et un dispositif de séparation de vapeur. A ce jour tous, les bancs d'essai monocylindre diesel de ce type, ne possèdent pas la même performance technique, du fait notamment de différences au niveau du système qui conditionne l'air d'admission moteur. En effet les bancs ne sont pas tous au même niveau en termes de régulation de pression et de température. Plusieurs causes expliquent ces différences de performance. Un conditionnement en série (refroidissement et réchauffement de l'air) ralentit la régulation de la température, les longueurs des conduites génèrent un volume non utile et difficile à conditionner en température, les éléments qui assurent le io conditionnement sont trop en amont du point de régulation, les capteurs de régulation de pression et température se trouvent trop loin du moteur. La présente invention a donc pour objet de supprimer un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur en proposant une centrale qui puisse satisfaire l'alimentation de plusieurs bancs d'essai monocylindre tout en is remplissant au moins une des conditions suivantes: une qualité de régulation de pression accrue, une plage de régulation de température élargie, une rapidité du conditionnement de la température, -la suppression de la vanne de décharge pour éviter les fuites. Ce but est atteint en définissant une centrale de suralimentation d'air sur banc d'essai monocylindre constituée d'un groupe de suralimentation dans une conduite à air comprimé, d'au moins un refroidisseur et d'au moins un réchauffeur caractérisé en ce qu'elle comporte un mitigeur, situé après le réchauffeur et le refroidisseur, permettant de réguler la température. Selon une autre caractéristique de l'invention le mitigeur est constitué de deux vannes. Selon une autre caractéristique de l'invention la centrale de suralimentation d'air sur banc d'essai monocylindre comporte au moins un compresseur d'air relié à un réservoir (6), lui-même en relation avec au moins un banc d'essai, deux régulateurs de pression disposés l'un à la suite de l'autre après le réservoir, un débitmètre disposé à la suite du deuxième régulateur de pression, un volume de tranquillisation (26), relié au réchauffeur et au refroidisseur, le moteur étant disposé en fin de conduite et comportant une sonde de mesure de pression et de température en relation avec le mitigeur, les régulateurs de pression et le débitmètre. Selon une autre caractéristique de l'invention, la centrale de suralimentation d'air sur banc d'essai monocylindre comporte au moins deux compresseurs commandés en cascade aléatoirement en fonction du besoin. Selon une autre caractéristique de l'invention la centrale de suralimentation d'air sur banc d'essai monocylindre comporte entre le réservoir et le régulateur de pression deux vannes, une première vanne d'arrêt Y4 de tour manuel et une lo deuxième vanne pneumatique. Selon une autre caractéristique de l'invention, la centrale de suralimentation d'air sur banc d'essai monocylindre comporte un clapet de sécurité entre le deuxième régulateur de pression et le débitmètre. Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier régulateur de 15 pression permet d'abaisser la pression de l'air, et le deuxième régulateur permet d'abaisser la pression de l'air à une pression de consigne. Selon une autre caractéristique de l'invention, le refroidisseur et le réchauffeur sont branchés en parallèle entre le volume de tranquilisation et le mitigeur, le refroidisseur et le réchauffeur étant chacun reliés à une vanne de régulation de la température. Selon une autre caractéristique de l'invention la canalisation reliant les vannes de régulation de température est en acier inoxydable. Selon une autre caractéristique de l'invention le réservoir a un volume de 1300 litres. L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus clairement à la lecture de la description faite en référence à la figure 1 annexée donnée à titre d'exemple, non limitative. La figure 1 illustre une centrale de suralimentation d'air sur banc d'essai monocylindre. Cette centrale est constituée d'un groupe de suralimentation dans une conduite (50) à air comprimé. Elle comporte en début de ligne au moins un compresseur (7) et dans un mode de réalisation préféré de l'invention elle comporte trois compresseurs (7). Ces compresseurs (7) permettent d'obtenir une pression de 7 bars. Ils sont reliés à un réservoir (6) de 1300 litres qui va alimenter au moins un banc (10) d'essai et de préférence 5 bancs (11, 12, 13, 14, 15) d'essai. A la suite de ce réservoir (6), sont disposées deux vannes. Une première vanne d'arrêt (20) '/ de tour manuel et une deuxième vanne pneumatique (21). A la suite de cette vanne pneumatique, (21) sont disposés sur la conduite deux régulateurs (22, 23) de pression. Le premier régulateur (22) de pression permet d'abaisser la pression de l'air de 7 bars à 4 bars, et le deuxième régulateur (23) permet d'abaisser la pression de l'air de 4,2 bars à io une pression de consigne. L'air qui est prélevé à la pression atmosphérique dans la chambre des compresseurs (7) va être comprimé et stocké dans le réservoir (6) sous une pression de 7 bars. L'air qui circule dans la conduite (50) est ensuite détendu une première fois, au niveau du premier régulateur (22), de 7 bars à 4,2 bars et une deuxième fois, au niveau du deuxième (23) régulateur de pression de 4,2 bars à la pression de consigne. La pression de consigne allant de 50 mbar à 4 bars. Un débitmètre (24) par exemple du type FOX suit le deuxième régulateur (23) de pression et permet de réifier la pression réelle. Entre le deuxième régulateur (23) de pression et le débitmètre (24), est 20 disposé un clapet (60) de sécurité permettant de fermer la conduite (50) si nécessaire. Le débitmètre (24) est lui-même en relation avec un volume de tranquilisation (26) de 150 litres. Ce volume de tranquilisation (26) est d'une part relié au refroidisseur (28) et d'autre part au réchauffeur (27) qui sont montés en parallèles. Le refroidisseur (28) et le réchauffeur (27) sont chacun en liaison en aval avec une vanne (31, 32) de régulation de température. Ces deux vannes (31, 32) de régulation de température sont montées en opposition et forment un mitigeur. L'air arrive détendu à la pression souhaitée dans le réchauffeur (27) et le refroidisseur (28) qui sont donc montés en parallèle et le plus proche possible d'une sonde (33) de régulation et du moteur (70). Le mitigeur (31) (32) permet alors de mélanger l'air chaud et l'air froid afin d'ajuster la mesure à la consigne de température souhaitée pour l'air du moteur. Le moteur est disposé en fin de conduite et comporte une sonde (33) de mesure pression et température en relation avec le mitigeur (31) (32). L'ensemble de ces éléments est contrôlé par deux contrôleurs (8, 9). Le premier contrôleur (8) reçoit les signaux du moteur (10) pour commander la vanne pneumatique (21). Ce premier contrôleur envoie des signaux au deuxième contrôleur (9) et l'active. Ce deuxième contrôleur (9) reçoit des signaux de la sonde de mesure de pression et de température (33) pour io contrôler, en renvoyant des signaux, les régulateurs de pression (22 et 23), le débitmètre (24) et le mitigeur (31, 32). Ces deux contrôleurs (8, 9) permettent d'obtenir les valeurs suivantes. La régulation de la température d'air suralimenté est à +/- 1 degré de la température de consigne. Le temps d'ajustement de la température avant stabilisation est de 600 secondes maximum pour un delta T de 15 degrés maximum. Le temps d'ajustement de la température avant régulation est de 60 secondes maximum pour un delta de pression de 500 mbar maximum. Il doit être évident pour l'homme du métier que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques, sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiquée. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Centrale de suralimentation d'air sur banc d'essai monocylindre constituée d'un groupe de suralimentation dans une conduite (50) à air comprimé, d'au moins un refroidisseur (28) et d'au moins un réchauffeur (27), caractérisée en ce qu'elle comporte un mitigeur, situé après le réchauffeur (27) et le refroidisseur (28), permettant de réguler la température de l'air.Centrale de suralimentation d'air sur banc d'essai monocylindre selon la revendication 1 caractérisée en ce que le mitigeur est constitué de deux vannes (31, 32). 2. Centrale de suralimentation d'air sur banc d'essai monocylindre selon io la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un compresseur (7) d'air relié à un réservoir (6) lui-même en relation avec au moins un banc d'essai (10), deux régulateurs (22, 23) de pression disposés l'un à la suite de l'autre après le réservoir (6), un débitmètre (24) disposé à la suite du deuxième régulateur (23) de pression, un volume de tranquillisation (26) relié au réchauffeur (27) et au refroidisseur (28), le moteur (70) étant disposé en fin de conduite (50) et comportant une sonde (33) de mesure de pression et de température en relation avec le mitigeur, les régulateurs de pression (22, 23) et le débitmètre (24). 3. Centrale de suralimentation d'air sur banc d'essai monocylindre selon la revendication 3 caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux compresseurs (7) commandés en cascade aléatoirement en fonction du besoin. 4. Centrale de suralimentation d'air sur banc d'essai monocylindre selon la revendication 3 caractérisée en ce qu'elle comporte entre le réservoir (6) et le premier régulateur (22) de pression deux vannes (20, 21), une première vanne d'arrêt (20) '/ de tour manuelle et une deuxième vanne pneumatique (21). 5. Centrale de suralimentation d'air sur banc d'essai monocylindre selon la revendication 3 caractérisée en ce qu'elle comporte un clapet (60) de 30 sécurité entre le deuxième régulateur (23) de pression et le débitmètre (24). 6. Centrale de suralimentation d'air sur banc d'essai monocylindre selon la revendication 3 caractérisée en ce que le premier régulateur (22) de pression permet d'abaisser la pression de l'air, et le deuxième régulateur (23) permet d'abaisser la pression de l'air à une pression de consigne. 7. Centrale de suralimentation d'air sur banc d'essai monocylindre selon la revendication 3 caractérisée en ce que le refroidisseur (28) et le réchauffeur (27) sont branchés en parallèle entre le volume (26) de tranquilisation et le mitigeur, le refroidisseur (28) et le réchauffeur (27) étant chacun reliés à une vanne de régulation de la température. io 8. Centrale de suralimentation d'air sur banc d'essai monocylindre selon la revendication 2 caractérisée en ce que la canalisation reliant les vannes de régulation de température (31, 32) est en acier inoxydable. 9. Centrale de suralimentation d'air sur banc d'essai monocylindre selon la revendication 3 caractérisée en ce que le réservoir (6) a un volume de 1300 15 litres.