Brevet FR2930338A1 — publié le 20091023

REN069FR PJ8080 DA dépôt 1 L'invention concerne un dispositif d'essai pour un groupe motopropulseur (GMP) de véhicule automobile. Elle concerne aussi un procédé de test d'un groupe motopropulseur (GMP) de véhicule automobile. Il existe dans l'état de la technique une solution, telle que décrite dans le document FR2879742, qui repose sur le test d'un groupe motopropulseur par l'intermédiaire d'un véhicule automobile disposé dans son intégralité dans une chambre de test refroidie à la température souhaitée. Une telle solution est illustrée sur la figure 6, qui représente un véhicule automobile 20 dans un banc d'essai, soumis à un flux d'air généré par un système de ventilation 21 et transmis par une soufflante 22. Vers l'arrière du véhicule 20, un système 23 aspire les gaz d'échappement et un dispositif 24 aspire l'air ambiant pour amplifier le flux d'air généré au sein du volume 25 de la pièce entière. Différents appareils de mesure 26 sont présents dans ce même volume 25. Une telle solution présente de nombreux inconvénients. D'abord, elle requiert l'utilisation d'un véhicule entier alors qu'on ne teste que sa motorisation. Ensuite, il faut refroidir un grand volume d'air puisque la chambre de test présente un grand volume 25. Enfin, les appareils de mesure 26 utilisés ne supportent pas toujours la température refroidie pour la réalisation du test, nécessitent d'être proches du ou des points de mesures pour des soucis de précision et il est donc nécessaire de les réchauffer individuellement, ce qui complique le dispositif et augmente sa consommation énergétique globale. Finalement, la lourdeur de cette solution est très loin d'être optimale. Pour pallier à ces inconvénients, la solution décrite dans le brevet 30 EP0857959 propose de tester le groupe motopropulseur de manière REN069FR PJ8080 DA dépôt 2 isolée en le disposant dans une enceinte 2 fermée. Toutefois, cette solution présente l'inconvénient de ne pas reproduire le flux d'air qu'il reçoit au sein d'un véhicule automobile lors de son déplacement. Les tests ainsi réalisés le sont dans des conditions éloignées de la réalité et leurs résultats ne sont donc pas fiables. Le but de l'invention est un dispositif et un procédé de test d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile qui améliorent les solutions existantes mentionnées ci-dessus. Plus particulièrement, l'invention a pour premier objet un dispositif simple n'exigeant pas un volume important. Un second objet de l'invention est un dispositif reproduisant au mieux le 15 flux d'air reçu par un groupe motopropulseur au sein d'un véhicule automobile lors de son déplacement. Un troisième objet de l'invention est un dispositif de test offrant de bonnes conditions pour l'utilisation durable et fiable d'appareils de 20 mesure tout en permettant une proximité des appareils par rapport aux points de captages. A cet effet, l'invention repose sur un dispositif de test pour groupe motopropulseur de véhicule automobile, comprenant un caisson de 25 volume correspondant à celui d'un groupe motopropulseur et destiné à recevoir un groupe motopropulseur, comprenant une entrée d'air et une sortie d'air, caractérisé en ce que l'entrée d'air comprend un canal supérieur apte à générer un premier flux d'air reproduisant un flux d'air sous le capot d'un véhicule automobile, et un canal inférieur apte à 30 générer un second flux d'air, ce second flux d'air étant significativement10 REN069FR PJ8080 DA dépôt 3 plus rapide que le premier flux d'air, afin de reproduire le flux d'air circulant sous un véhicule automobile. Le canal supérieur peut être apte à générer un premier flux d'air à faible vitesse correspondant à environ en moyenne 15% de la vitesse simulée d'un véhicule automobile, et le canal inférieur peut être apte à générer un second flux d'air à grande vitesse correspondant à environ en moyenne 60% de la vitesse simulée d'un véhicule automobile. Le canal supérieur peut comprendre un élément simulant un radiateur de véhicule automobile et le second canal inférieur peut comprendre une géométrie de type � convergent � pour accélérer le flux d'air. Ce dispositif peut comprendre un canal unique d'arrivée d'air, qui se 15 sépare en d'une part le flux d'air supérieur et d'autre part le flux d'air inférieur au niveau de l'entrée d'air du caisson. Le caisson peut présenter un volume restreint fermé apte à entourer un groupe motopropulseur à tester de sorte que le canal supérieur se 20 trouve au niveau des composants supérieurs d'un groupe motopropulseur qui sont habituellement situés sous un capot de véhicule automobile et de sorte que le canal inférieur se trouve au niveau des composants inférieurs du groupe motopropulseur qui sont habituellement situés au niveau de la surface inférieure d'un véhicule 25 automobile. La sortie du dispositif peut être apte à recevoir l'échappement d'un groupe motopropulseur, et il peut comprendre un dispositif d'aspiration pour accélérer le flux d'air en sortie du dispositif, la sortie présentant une 30 géométrie de type chicane afin d'accélérer le flux d'air. REN069F'R PJ8080 DA dépôt 4 Le dispositif de test pour groupe motopropulseur peut comprendre au moins un appareil de mesure hors du caisson. L'invention porte aussi sur un procédé de test d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile, comprenant une étape consistant à positionner le groupe motopropulseur dans un caisson fermé de volume restreint autour du groupe motopropulseur, caractérisé en ce qu'il comprend les deux étapes suivantes simultanées : -envoi d'un flux d'air supérieur à faible vitesse au niveau d'une partie supérieure du caisson, apte à simuler un flux d'air sous le capot d'un véhicule automobile, -envoi d'un flux d'air inférieur à vitesse supérieure au niveau d'une partie inférieure du caisson, afin de simuler le flux d'air circulant sous un véhicule automobile. Le flux d'air inférieur peut être au moins sept fois supérieur au flux d'air supérieur. La vitesse du flux d'air inférieur peut être supérieure d'environ 300% à celle du flux d'air supérieur. Les deux flux inférieur et supérieur peuvent être obtenus à partir d'un même flux d'air à faible vitesse constante, inférieure à 2 mètres/seconde. 25 Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode d'exécution particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :20 REN069FR PJ8080 DA dépôt 5 La figure 1 représente une vue en perspective partielle d'un dispositif de test pour un groupe motopropulseur de véhicule automobile selon un mode d'exécution de l'invention la figure 2 représente une autre vue en perspective d'un dispositif de 5 test pour un groupe motopropulseur de véhicule automobile selon le mode d'exécution de l'invention la figure 3 représente une vue en coupe d'un détail du dispositif de test pour un groupe motopropulseur de véhicule automobile selon le mode d'exécution de l'invention ; 10 la figure 4 représente une vue en perspective de ce détail du dispositif de test pour un groupe motopropulseur de véhicule automobile selon le mode d'exécution de l'invention la figure 5 représente une vue en coupe d'un autre détail du dispositif de test pour un groupe motopropulseur de véhicule automobile selon le 15 mode d'exécution de l'invention ; la figure 6 représente un dispositif de test pour un groupe motopropulseur de véhicule automobile selon une solution de l'état de la technique. 20 Selon l'invention, le groupe motopropulseur 1 à tester d'un véhicule automobile est disposé dans un caisson ou enceinte 2 de volume correspondant comme cela est représenté sur la figure 1. Sur un premier côté de ce caisson est aménagé une arrivée d'air 3. Cet air est dirigé vers une entrée 4 du caisson 2 au niveau de laquelle est placé la partie 25 du groupe motopropulseur 1 destinée à un positionnement dans la partie antérieure sous le capot d'un véhicule automobile. Sur la face opposée du caisson 2 est aménagée une sortie 5 par laquelle sort le flux d'air et qui correspond à l'échappement 6 du groupe motopropulseur 1. Tous ces éléments reposent sur un bâti 7. 30 REN069F'R PJ8080 DA dépôt 6 La figure 2 illustre une vue plus globale de l'environnement du test pour un groupe motopropulseur 1. L'enceinte 2 fermée est entourée de nombreux appareils de mesure 8. Cette configuration présente l'avantage que seul le volume restreint de l'enceinte 2 nécessite un refroidlissement pour mettre le groupe motopropulseur 1 dans ses conditions de test. Le volume de cette zone est donc avantageusement optimisé, dessiné pour correspondre au mieux au volume du groupe motopropulseur. En revanche, tout l'environnement, proche du groupe motopropulseur en test, comprenant les appareils de mesure 8 et réparti autour de cette enceinte 2 peut rester à une température normale, plus chaude, permettant le fonctionnement optimal des appareils de mesure. Le dispositif comprend une alimentation du caisson 2 par un flux d'air, à température constante. Selon un élément essentiel de l'invention, le dispositif reproduit un flux d'air qui se rapproche au mieux du flux qui s'applique réellement au groupe motopropulseur lorsqu'il se trouve au sein d'un véhicule automobile en mouvement. Pour cela, le dispositif permet notamment de reproduire de manière artificielle le flux d'air tel qu'il existe sous le capot d'un véhicule automobile combiné avec un flux d'air différent qui existe sous le véhicule automobile. Pour cela, l'arrivée d'air 3 est obtenue par un canal dont la géométrie permet de créer, à partir d'un seul flux d'air, deux flux aux caractéristiques différentes. Dans sa partie finale, le canal d'arrivée d'air est séparé en deux parties haute 9 et basse 10. Dans la partie supérieure 9, un élément 11 simule l'effet d'un radiateur de véhicule automobile en représentant une perte de charge du flux d'air, ce qui diminue sa vitesse. Au contraire, le flux inférieur est accéléré à l'aide d'une partie de type � convergent �. Ensuite, ces deux flux d'air sont dirigés de telle manière dans le caisson qu'ils arrivent sur le groupe REN069FR PJ8080 DA dépôt 7 motopropulseur 1 de manière similaire à l'arrivée de respectivement les flux sous le capot du véhicule automobile et sous le véhicule automobile dans une configuration réelle. Ensuite, les formes intérieures du caisson 2 sont conçues pour reproduire la circulation d'air sous capot pendant le déplacement du véhicule, et contenir le groupe motopropulseur dans les zones correspondantes au flux d'air qu'il subit pendant un tel déplacement. Pour cela, le volume du caisson peut être départagé par des plans horizontaux en plusieurs parties : la partie la plus basse est destinée à comprendre les composants les plus bas du groupe motopropulseur, disposés vers le bas de caisse d'un véhicule automobile, qui subissent ainsi les flux d'air à grande vitesse, les parties centrales et supérieures de l'enceinte 2 reçoivent le flux d'aiir supérieur à faible vitesse. Vers la sortie 5 du dispositif, les deux flux d'air se rejoignent autour de l'échappement 6 à une vitesse accélérée par des chicanes, dans un canal de sortie de volume restreint. Comme ce flux d'air subit des pertes de charge importantes dans son parcours dans l'enceinte 2, un dispositif d'aspiration d'air est ajouté en sortie 5 afin de conserver un flux d'air convenable dans la seconde partie du dispositif. Ce dispositif permet la mise en oeuvre d'un procédé de test à base d'un seul soufflage d'air entrant à faible vitesse constante, par exemple inférieure à 2 mètres/seconde, ce qui permet une bonne maîtrise des paramètres de débit, température et hygrométrie du flux d'aiir. Ensuite, la géométrie du dispositif est choisie pour obtenir un partage de l'ordre de 80% dlu flux d'air entrant orienté dans la partie supérieure 9 du canal d'entrée 4 dans l'enceinte 2, et 20% orienté dans sa partie basse 10. Le flux d'air de la partie haute 9 atteint une faible vitesse de l'ordre de 15% de la vitesse du véhicule imposée par le test, alors que la vitesse est de l'ordre de 60% de cette vitesse du véhicule dans la partie basse 10. Enfin, le flux d'air en sortie 5 du dispositif a aussi une valeur proche de REN069FR PJ8080 DA dépôt 8 60% de cette vitesse du véhicule automobile. Le procédé selon l'invention met donc en oeuvre les deux étapes essentielles suivantes : - envoi d'un premier flux d'air supérieur à faible vitesse au niveau d'une partie supérieure de l'enceinte 2, apte à simuler un flux d'air sous le capot d'un véhicule automobile, - envoi d'un second flux d'air inférieur à vitesse supérieure au niveau d'une partie inférieure de l'enceinte 2, afin de simuler le flux d'air circulant sous un véhicule automobile. Cette solution permet ainsi de simuler au mieux la ventilation naturelle ou forcée existant dans les différentes zones principales d'un véhicule automobile. En effet, les deux flux d'air obtenus possèdent des caractéristiques très différentes et s'appliquent à des éléments particuliers et distincts du groupe motopropulseur, conditionnant la thermique de l'ensemble du groupe motopropulseur. Le premier flux d'air supérieur qui traverse la zone sous le capot du véhicule à une faible vitesse entre 10 et 20% de la vitesse du véhicule, s'applique à certains échangeurs thermiques, comme le radiateur, le refroidisseur d'air de suralimentation, le dispositif anti-pollution EGR (Exhaust Gaz Recirculation) ou au collecteur d'échappement, au turbocompresseur. Le second flux d'air plus rapide, correspondant au flux d'air sous le véhicule, qui glisse sur un tapis d'air à une vitesse proche de celle du véhicule et qui atteint environ 60% de la vitesse du véhicule au niveau de son contact avec certains éléments inférieurs du véhicule, s'applique à d'autres composants du groupe motopropulseur comme le catalyseur, le filtre à particules. La distinction de ces deux flux d'air très différents et leur répartition dans le dispositif de test au niveau des composants pertinents du groupe motopropulseur permet de simuler efficacement et de manière simple les effets du flux d'air qui s'applique réellement lors du déplacement d'un véhicule automobile. Ce concept de l'invention REN069FR PJ8080 DA dépôt 9 peut être mis en oeuvre par d'autres géométries du dispositif, qui n'est pas limité au mode d'exécution décrit. De plus, plusieurs vitesses différentes peuvent être implémentées, puisqu'elles dépendent en fait de la vitesse du véhicule automobile qui peut être variable. L'élément essentiel est que la vitesse du flux inférieur est significativement supérieure à la vitesse du flux d'air supérieur. Toute solution dans laquelle le dispositif subit un flux d'air inférieur de vitesse au moins sept fois supérieure à celle d'un autre flux d'air supérieur pourra entrer dans le concept de l'invention. Le banc d'essai a été illustré avec un flux d'air à vitesse constante. Toutefois, le dispositif peut permettre d'utiliser un flux d'air variable pour simuler différentes vitesses d'un véhicule automobile, à l'aide d'un clapet de dérivation calibré en fonction de la vitesse du véhicule en automatisme ouvert. Le dispositif de l'invention permet donc une application efficace à un banc d'essai de moteur de véhicule automobile, comme cela a été décrit. Il est particulièrement pertinent pour tous les essais dont les résultats sont sensibles aux phénomènes de ventilation sous le capot, comme ceux concernant le moteur ou la boite de vitesses. De même, il est aussi pertinent pour toute analyse des dispositifs anti-pollution (EGR, filtre à particules, par exemple), mettant en oeuvre des élément sensibles aux caractéristiques thermiques, directement liés à leur mode de ventilation, comme le turbocompresseur, le dispositif EGR, le filtre à particules... Il est naturellement aussi utile pour tous tests de type aérothermique.30 Revendications1. Dispositif de test pour groupe motopropulseur de véhicule automobile, comprenant un caisson (2) de volume correspondant à celui d'un groupe motopropulseur et destiné à recevoir un groupe motopropulseur (1), comprenant une entrée d'air (4) et une sortie d'air (5), caractérisé en ce que l'entrée d'air (4) comprend un canal supérieur (9) apte à générer un premier flux d'air reproduisant un flux d'air sous le capot d'un véhicule automobile, et un canal inférieur (10) apte à générer un second flux d'air, ce second flux d'air étant significativement plus rapide que le premier flux d'air, afin de reproduire le flux d'air circulant sous un véhicule automobile. 2. Dispositif de test pour groupe motopropulseur de véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal supérieur (9) est apte à générer un premier flux d'air à faible vitesse correspondant à environ en moyenne 15% de la vitesse simulée d'un véhicule automobile, et en ce que le canal inférieur (10) est apte à générer un second flux d'air à grande vitesse correspondant à environ en moyenne 60% de la vitesse simulée d'un véhicule automobile. 3. Dispositif de test pour groupe motopropulseur de véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que le canal :supérieur (9) comprend un élément (11) simulant un radiateur de véhicule automobile et en ce que le second canal inférieur (10) comprend une géométrie de type � convergent � pour accélérer le flux d'air. 4. Dispositif de test pour groupe motopropulseur de véhicule automobile selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un canal unique (3) d'arrivée d'air, qui se sépare en d'une part le flux d'airREN069FR PJ8080 DA dépôt 11 supérieur (9) et d'autre part le flux d'air inférieur (10) au niveau de l'entrée d'air (4) du caisson (2). 5. Dispositif de test pour groupe motopropulseur de véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le caisson (2) présente un volume restreint fermé apte à entourer un groupe motopropulseur (1) à tester de sorte que le canal supérieur (9) se trouve au niveau des composants supérieurs d'un groupe motopropulseur (1) qui sont habituellement situés sous un capot de véhicule automobile et de sorte que le canal inférieur (10) se trouve au niveau des composants inférieurs du groupe motopropulseur (1) qui sont habituellement situés au niveau de la surface inférieure d'un véhicule automobile. 6. Dispositif de test pour groupe motopropulseur de véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sortie (5) du dispositif est apte à recevoir l'échappement (6) d'un groupe motopropulseur (1), en ce qu'il comprend un dispositif d'aspiration pour accélérer le flux d'air en sortie du dispositif et en ce que la sortie (5) présente une géométrie de type chicane afin d'accélérer le flux d'air. 7. Dispositif de test pour groupe motopropulseur de véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un appareil de mesure hors du caisson (2). 8. Procédé de test d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile, comprenant une étape consistant à positionner le groupe motopropulseur (1) dans un caisson fermé (2) de volume restreint autour du groupe motopropulseur (1), caractérisé en ce qu'il comprend les deux étapes suivantes simultanées :REN069FR PJ8080 DA dépôt 12 - envoi d'un flux d'air supérieur à faible vitesse au niveau d'une partie supérieure du caisson (2), apte à simuler un flux d'air sous le capot d'un véhicule automobile, - envoi d'un flux d'air inférieur à vitesse supérieure au niveau d'une partie inférieure du caisson (2), afin de simuler le flux d'air circulant sous un véhicule automobile. 9. Procédé de test d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le flux d'air inférieur est au moins sept fois supérieur au flux d'air supérieur. 10. Procédé de test d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile selon D'une des revendications 8 à 9, caractérisé en ce que les deux flux inférieur et supérieur sont obtenus à partir d'un même flux d'air à faible vitesse constante, inférieure à 2 mètres/seconde.