INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Sur la , l’aimant 410 est aligné avec l’élément capteur 110, à une distance minimale « d 1 » entre l’élément capteur 110 et l’aimant 410. Cela peut correspondre à une course maximale ou minimale, par exemple avec une position complètement ouverte ou complètement fermée d’une fermeture de soupape. Au fur et à mesure que la fermeture de soupape se déplace, le profil 400 tournera également, éloignant progressivement l’aimant de l’élément capteur 110. Bien que l’aimant 410 se déplace le long d’un trajet circulaire autour de l’axe de rotation 45, l’intensité de signal peut varier avec la distance linéaire (trajet en ligne droite) « d » de l’élément capteur 110, laquelle distance augmente de d 1 à d 2 à d 3 . Le signal magnétique peut varier en fonction de la position, par exemple en diminuant de manière correspondante à mesure que la distance augmente de d 1 à d 2 à d 3 . Ainsi, la distance et l’intensité de signal correspondante peuvent être corrélées à la position angulaire, de sorte que la position de rotation du clapet, de la bille ou d’un autre élément de fermeture de soupape peut être déterminée sur la base du signal.
La est une vue latérale en coupe de la soupape de fond de trou 40 avec un autre exemple d’un système de détection de position de soupape 160. La soupape de fond de trou 40 est à nouveau représentée comme une soupape à clapet à titre d’exemple. Le système de détection de position de soupape 160 détecte la position de rotation du clapet 42 au moins dans la mesure où il peut détecter si le clapet 42 est ouvert ou fermé, ce que le système de détection de position de soupape 160 détecte selon qu’un circuit électrique est ouvert ou fermé. Lorsqu’il est ouvert, peu de courant circule. Un chemin électrique 162 est acheminé le long du corps de soupape et isolé de celui-ci. Le chemin électrique 162 peut comprendre, par exemple, un câble isolé ou un tracé de circuit acheminé le long d’un chemin de substrat non conducteur. Une source de tension 164 est appliquée au chemin électrique 162. On peut appliquer une tension pendant une courte période pour éviter la corrosion de l’électrode. La tension peut être du courant alternatif (AC) ou du courant continu (DC).
Le clapet 42 est métallique et électriquement conducteur, de sorte que le clapet 42 et le corps de soupape 46 fournissent une masse électrique. En variante, un chemin électriquement conducteur peut être incorporé dans une partie autrement électriquement non conductrice du clapet 42. Dans les deux cas, une partie électriquement conductrice du clapet 42, c’est-à-dire un contact électrique sur le clapet 42, entre en contact électrique avec le chemin électrique 162 lorsque le clapet 42 est fermé. Le système de détection de position de soupape détecte le circuit terminé, ce qui indique que la soupape de fond de trou 40 est fermée.
Une configuration facultative pourrait incorporer un capteur de proximité sur le corps de soupape et un aimant ou une autre caractéristique sur le clapet, pour détecter la proximité du clapet par rapport à la position fermée. Par exemple, un capteur de proximité pourrait mesurer la distance jusqu’au clapet lorsque le clapet s’approche du siège. Comme dans d’autres exemples, le capteur de proximité peut être un capteur magnétique, capacitif, inductif ou résistif.
La est une vue latérale en coupe de la soupape de fond de trou 40 de la avec le clapet 42 déplacé vers une position ouverte. Ceci ouvre le circuit électrique, que le système de détection de position de soupape 160 détecte comme indiquant que la soupape de fond de trou 40 est maintenant ouverte. En détectant le paramètre électrique modifié (dans ce cas, une tension), le système de détection de position de soupape 160 détecte la position de rotation du clapet 42.
Les exemples ci-dessus sont discutés principalement dans le contexte d’une soupape à clapet. Cependant, les principes divulgués peuvent être appliqués à tout autre type de soupapes ayant une fermeture de soupape pouvant tourner entre des positions ouverte et fermée. Les figures 10 et 11 sont des vues latérales en coupe d’une soupape à bille 540 comme autre exemple de soupape de fond de trou à utiliser avec un système de détection de position de soupape 560 selon un autre exemple de configuration.
La est une vue latérale en coupe de la soupape à bille 540 avec une bille 542. La bille 542 définit un alésage traversant de bille 534 pouvant tourner autour d’un axe de rotation 545, dans et hors d’une communication fluidique avec un alésage traversant de corps de soupape 544. La montre la bille 542 dans une position ouverte en communication fluidique avec l’alésage traversant de corps de soupape 534, permettant ainsi tout écoulement 536 à travers l’alésage traversant de corps de soupape 544. Le système de détection de position de soupape 560 comprend un élément capteur 510, qui peut être l’un des types décrits ci-dessus. Par exemple, l’élément capteur 510 peut comprendre un capteur magnétique qui détecte un champ magnétique directionnel, ou un capteur de proximité réagissant à un paramètre électrique modifié (champ magnétique, inductance, capacité et/ou tension). En détectant la proximité et/ou le paramètre électrique modifié, l’élément capteur 510 sert de capteur de rotation pour déterminer la position de rotation de la bille 542. Dans la position complètement ouverte de la , une caractéristique détectée 520 (par exemple, saillie, évidement, aimant, etc.) se trouve à proximité immédiate de l’élément capteur 510.
Plus préférentiellement encore, le taux de charges renforçantes dans la composition élastomérique est compris dans un domaine allant de 20 pce à 60 pce, plus préférentiellement de 25 pce à 55 pce, plus préférentiellement de 30 pce à 45 pce et le noir de carbone représente plus de 55% en poids du poids total de la charge renforçante, plus préférentiellement encore plus de 60% en poids, plus préférentiellement encore plus de 80 % en poids, plus préférentiellement encore représente 100% en poids du poids total de la charge renforçante.
Les charges renforçantes peuvent être décrites ci-après.
La charge renforçante comprend majoritairement un noir de carbone. Le noir de carbone utilisable dans le cadre de la présente invention est un noir de carbone amorphe, finement divisé, bien connu de l’homme du métier des pneumatiques. Il est obtenu généralement par une décomposition thermique ou une combustion incomplète d’hydrocarbures en utilisant la chaleur produite par la combustion complète d’un combustible par l’air. Le procédé d’obtention du noir de carbone est le procédé fourneau. Comme noirs de carbone conviennent tous les noirs de carbone, notamment les noirs conventionnellement utilisés dans les pneumatiques. Parmi ces derniers, on citera plus particulièrement les noirs de carbone renforçants des séries 100, 200, 300, ou les noirs de série 500, 600 ou 700 (grades ASTM D-1765-2017), comme par exemple les noirs N115, N134, N234, N326, N330, N339, N347, N375, N550. Ces noirs de carbone peuvent être utilisés à l'état isolé, tels que disponibles commercialement, ou sous tout autre forme, par exemple comme support de certains des additifs de caoutchouterie utilisés. Les noirs de carbone pourraient être par exemple déjà incorporés à l'élastomère diénique, notamment isoprénique sous la forme d'un mélange-maître (« masterbatch » en anglais) (voir par exemple demandes WO97/36724-A2 ou WO99/16600-A1).
Le noir de carbone utilisé dans les compositions élastomériques de l’invention est un noir de carbone de grade ASTM qui ne possède pas ou peu de propriétés conductrices. Il n’appartient donc ni à la catégorie des noirs de carbone d’acétylène ou aussi appelés noir d’acétylène ni à la catégorie des noirs de carbone conducteurs. Les noirs de carbone se distinguent notamment des noirs de carbone conducteurs de par leur structure, mesurable par indice d’absorption à l’huile évaluée selon la norme ASTM D2414. Préférentiellement, le noir de carbone utilisable dans la présente invention présente une absorption à l’huile mesurée selon la norme ASTM D2414 (« DBP index » en anglais) comprise dans un domaine allant de 30 ml/100g à 185 ml/100g. Les noirs de carbone présentant des propriétés conductrices, aussi appelés noir de carbone conducteur présentent une absorption à l’huile mesurée selon la norme ASTM D2414 généralement supérieure à 190 ml/100g.
Préférentiellement, la composition élastomérique de l’invention contient moins de 2 pce de noir de carbone conducteur ou moins de 2 pce de noir d’acétylène. Plus préférentiellement, la composition élastomérique de l’invention est exempte de noir de carbone conducteur ou de noir d’acétylène.
Préférentiellement, le noir de carbone utilisable dans le cadre de la composition élastomérique de l’invention présente une surface externe STSA, mesurée selon la norme ASTM D6556-17, comprise dans un domaine allant de 30 à 145 m 2 /g, plus préférentiellement allant de 35 à 140 m 2 /g , plus préférentiellement allant de 60 à 130 m 2 /g, plus préférentiellement de 65 à 95 m 2 /g.
Préférentiellement, le noir de carbone utilisable dans le cadre de la composition élastomérique de l’invention présente un nombre d’absorption d’huile comprimé COAN, mesuré selon la norme ASTM D3493-18, compris dans un domaine allant de 50 à 130 ml/100g, de préférence compris de 65 à 125 ml/100g, plus préférentiellement de 70 à 120 ml/100g, plus préférentiellement encore de 75 à 120 ml/100g.
Préférentiellement, le noir de carbone utilisable dans la cadre de la composition élastomérique de l’invention présente une surface spécifique NSA, mesurée selon la norme ASTM D6556-17, comprise dans un domaine allant de 25 à 160 m 2 /g, de préférence de 35 à 150 m 2 /g, plus préférentiellement de 50 à 150 m 2 /g , plus préférentiellement allant de 70 à 140 m 2 /g.
Plus préférentiellement encore, le noir de carbone utilisable dans le cadre de la présente invention présente une surface externe STSA, mesurée selon la norme ASTM D6556-17, comprise dans un domaine allant de 30 à 145 m 2 /g et un nombre d’absorption d’huile comprimé COAN, mesuré selon la norme ASTM D3493-18, compris dans un domaine allant de 50 à 130 ml/100g.
Plus préférentiellement encore, le noir de carbone utilisable dans le cadre de la présente invention présente une surface externe STSA, mesurée selon la norme ASTM D6556-17, comprise dans un domaine allant de 35 à 140 m 2 /g et un nombre d’absorption d’huile comprimé COAN, mesuré selon la norme ASTM D3493-18, compris dans un domaine allant de 65 à 125 ml/100g.
Plus préférentiellement encore, le noir de carbone utilisable dans le cadre de la présente invention présente une surface externe STSA, mesurée selon la norme ASTM D6556-17, comprise dans un domaine allant de 60 à 130 m 2 /g et un nombre d’absorption d’huile comprimé COAN, mesuré selon la norme ASTM D3493-18, compris dans un domaine allant de 70 à 120 ml/100g.
Plus préférentiellement encore, le noir de carbone utilisable dans le cadre de la présente invention présente une surface externe STSA, mesurée selon la norme ASTM D6556-17, comprise dans un domaine allant de 65 m 2 /g à 95 m 2 /g et un nombre d’absorption d’huile comprimé COAN, mesuré selon la norme ASTM D3493-18, compris dans un domaine allant de 75 à 120 ml/100g.
Silice
Selon un mode de réalisation de l’invention, la composition élastomérique peut comprendre en plus du noir de carbone, une silice, notamment une silice de précipitation, comme charge renforçante et peut comprendre en outre un agent de couplage de la silice à l’élastomère diénique de la matrice élastomère. De manière connue, les silices peuvent se caractériser notamment par la présence de groupes hydroxyle (-OH) à leur surface.
La silice (SiO 2 ) utilisée peut-être toute silice renforçante connue de l'homme du métier, notamment toute silice précipitée ou pyrogénée présentant une surface spécifique BET ainsi qu'une surface spécifique CTAB toutes deux inférieures à 450 m 2 /g, de préférence comprises dans un domaine allant de 30 à 400 m 2 /g, notamment de 60 à 300 m 2 /g.
Le procédé de compensation 100 comprend en outre une étape de prélèvement ou d’injection de puissance 104, au cours de laquelle la puissance électrique de compensation est ensuite prélevée ou injectée, de sorte à fournir la puissance électrique requise par le réseau électrique extérieur pendant le régime transitoire moteur. La puissance électrique de compensation est, par exemple, fournie et/ou emmagasinée par un organe électrique de compensation.
La puissance électrique de compensation peut être prélevée ou injectée sur l’ensemble propulsif suivant le type de régime transitoire moteur réalisé.
Par exemple, lors d’une accélération moteur, la puissance électrique supplémentaire requise par l’ensemble propulsif doit être compensée par un prélèvement de puissance réalisé par l’organe électrique de compensation. Alternativement, lors d’une décélération moteur, la puissance électrique en excès doit être emmagasinée par l’organe électrique de compensation, afin de ne pas être rejetée vers le réseau électrique extérieur. Selon un mode de réalisation, le procédé de compensation 100 comprend en outre une étape de conversion de puissance 104a, au cours de laquelle une conversion de la puissance de compensation en couple électrique de compensation est réalisée. Dans ce cas, l’étape de prélèvement ou d’injection de puissance 104 comprend une application du couple électrique de compensation par une machine électrique basse-pression et/ou par une machine électrique haute-pression de la turbomachine hybridée, en particulier la turbomachine hybridée double corps/double flux. En cas de prélèvement de puissance, le couple appliqué est un couple résistif.
Selon un mode de réalisation du procédé de compensation 100, l’organe électrique de compensation utilisé lors de l’étape de prélèvement ou d’injection de puissance 104 comprend au moins un élément choisi dans un ensemble comprenant une machine électrique basse-pression, une machine électrique haute-pression , une batterie, un groupe auxiliaire de puissance et/ou un élément de dissipation de puissance électrique.
L’organe électrique de compensation peut donc être compris dans le réseau électrique de l’ensemble propulsif ou dans le réseau électrique extérieur.
Le procédé de compensation 100 permet donc de compenser dynamiquement les besoins de puissance électrique moteur lors d’un régime transitoire, de sorte à assurer les besoins électriques extérieur, par exemple les besoins électriques de l’avion. En d’autres termes, le procédé de compensation 100 permet une régulation des régimes à l’aide d’une commande hybridée de débit-carburant et de couple électrique en boucle fermée, de sorte à assurer les performances d’accélération et de décélération de la turbomachine avec des limites d’opérabilité contraintes.
La illustre une représentation schématique d’un agencement du réseau électrique de l’ensemble propulsif et du réseau électrique extérieur. La montre comment le procédé de compensation 100 selon l’invention permet d’avoir la puissance électrique fournie par le réseau électrique de l’ensemble propulsif toujours égale à la puissance électrique demandée par le réseau électrique extérieur ou réseau en interface.
Selon l’exemple de la , le réseau électrique de l’ensemble propulsif comprend une machine électrique basse-pression MEL BP et une machine électrique haute-pression MEL HP. Dans un tel cas, la puissance électrique fournie par l’ensemble propulsif est la somme des puissances électriques fournies par la machine électrique basse-pression MEL BP et la machine électrique haute-pression MEL HP. La puissance électrique demandée par le réseau électrique extérieur est le produit des besoins avion, pouvant varier dans le temps, et de l’architecture d’un réseau électrique en interface.
Le réseau électrique en interface prélève donc de l’énergie sur l’ensemble propulsif pour satisfaire une charge électrique de l’avion, c’est-à-dire la puissance électrique demandée par le réseau électrique extérieur. Le réseau électrique en interface peut également comprendre un élément de dissipation de puissance électrique pour éliminer la puissance électrique en excès si P moteur > P demandée .
Le réseau électrique extérieur peut comprendre des éléments de stockage électrique qui emmagasinent de la puissance électrique, tels qu’une batterie ou un groupe auxiliaire de puissance. De tels éléments de stockage électrique agissent en tant qu’organes électriques de compensation et peuvent emmagasiner le surplus de puissance électrique produite par l’ensemble propulsif, par exemple lors d’un régime transitoire moteur en phase de décélération.
La illustre schématiquement un exemple de compensation dynamique de puissance électrique selon l’invention avec transfert de puissance du corps haute-pression vers le corps basse-pression d’une turbomachine hybridée double corps/double flux.
En particulier, la illustre un mode réalisation de l’étape de calcul de la puissance électrique de compensation 103. Dans ce cas, l’étape de calcul de la puissance électrique de compensation 103 est réalisée à l’aide d’une boucle de régulation 300 ayant, en entrée, au moins une variable choisie dans un ensemble comprenant : un couple machine électrique haute-pression-besoins extérieurs 301,notamment en boucle ouverte, un couple machine électrique basse-pression/besoins extérieurs 302, notamment en boucle ouverte, un couple machine électrique haute-pression/besoins régimes transitoires moteur 303, notamment en boucle fermée, un couple machine électrique basse-pression-besoins régimes transitoires moteur 304, notamment en boucle fermée, un régime turbine haute-pression 305, un régime turbine basse-pression 306, et/ou un régime soufflante ; en sortie, au moins une commande de couple à appliquer à la machine électrique haute-pression 307, et/ou une commande de couple à appliquer à la machine électrique basse-pression 308.
Avantageusement, l’étape de prélèvement ou d’injection de puissance 104 selon le mode de réalisation de la permet une compensation dynamique des besoins extérieurs avion en transférant de la puissance électrique du corps haute-pression vers le corps basse-pression.
A cet effet, selon un exemple de réalisation, la boucle de régulation 300 prévoit : d’une part, une sommation du couple machine électrique haute-pression-besoins extérieurs 301 et du couple machine électrique haute-pression-besoins régimes transitoires moteur 303, d’autre part, une sommation du couple machine électrique basse-pression-besoins extérieurs 302 et couple machine électrique basse-pression-besoins régimes transitoires moteur 304, par ailleurs, un calcul de puissance électrique de compensation à partir du régime turbine haute-pression 305, du régime turbine basse-pression 306 et du couple machine électrique haute-pression-besoins régimes transitoires moteur 303, et, une sommation de la puissance électrique de compensation et d’une résultante de la sommation du couple machine électrique haute-pression-besoins extérieurs 301 et du couple machine électrique haute-pression-besoins régimes transitoires moteur 303.
La sommation du couple machine électrique haute-pression-besoins extérieurs 301 et du couple machine électrique haute-pression-besoins régimes transitoires moteur 303 permet de fournir la commande de couple à appliquer à la machine électrique haute-pression 307.
La sommation de la puissance électrique de compensation et de la résultante de la sommation du couple machine électrique haute-pression-besoins extérieurs 301 et du couple machine électrique haute-pression-besoins régimes transitoires moteur 303 permet de fournir la commande de couple à appliquer à la machine électrique basse-pression 308, ainsi compensée.
Aujourd’hui la gestion du débit d’air entrant est généralement confiée à un système dit en boucle ouverte qui envoie une consigne de vitesse à un ventilateur injecteur d’air. La gestion de la pression d’air dans l’habitacle est réalisée par un clapet de surpression mécanique (soupape) qui s’ouvre lorsque l’objectif de surpression est atteint.
Le débit d’air entrant et la pression d’air résultants sont alors fortement dépendants des conditions d’état du véhicule comme les différentes sections de fuites et l’encrassement du filtre à air.
Cette gestion en boucle ouverte de la pression d’air et du débit d’air entrant ne permet pas une gestion dynamique, fine et précise du débit et de la pression d’air. Les systèmes existants ne sont donc pas très sécurisants et peuvent conduire à des sous-débits, sous-pressions d’air, ou sur-débits difficilement identifiables.
Les systèmes existants ne permettent pas non plus de répondre d’une manière fiable à la diminution du débit d’air entrant et de la pression d’air au fur et à mesure de l’encrassement du filtre. Ainsi, entre un début de mission et une fin de mission la pression d’air et le débit d’air entrant sont fortement impactés à la baisse si beaucoup de poussière se retrouve sur le filtre.
L’objectif de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités et de fournir un dispositif de gestion dynamique et précise de l’air dans l’habitacle d’un véhicule via une régulation automatisée précise, coordonnée mais indépendante de la pression d’air et du débit d’air entrant de façon à améliorer le confort et la sécurité à bord.
Dispositif de gestion d’air apte à réguler la pression d’air et le débit d’air entrant dans l’habitacle d’un véhicule, ledit dispositif comprenant : une unité d’asservissement du débit d’air entrant (6) configurée pour, d’une part, recevoir une consigne de débit d’air entrant et une valeur réelle de débit d’air entrant dans l’habitacle et, d’autre part, émettre une consigne d’asservissement d’au moins un moto-ventilateur de façon à moduler la vitesse dudit au moins un moto-ventilateur et à réguler le débit d’air entrant dans l’habitacle ; et une unité d’asservissement de la pression d’air dans l’habitacle configurée pour, d’une part, recevoir une consigne de pression d’air et une valeur réelle de pression d’air dans l’habitacle et, d’autre part, émettre une consigne d’asservissement d’une section de fuite d’au moins un moyen mécanique de régulation de pression de façon à piloter ladite section de fuite et à réguler la pression d’air dans l’habitacle.
Ainsi le dispositif selon l’invention permet une régulation fine et simultanée de la pression d’air et du débit d’air entrant dans l’habitacle du véhicule. L’asservissement indépendant de la pression d’air d’une part et du débit d’air entrant dans l’habitacle d’autre part permet en outre de contrôler la courbe de variation de la pression d’air dans l’habitacle et ainsi d’éviter les désagréments et conséquences physiologiques liés à des variations brusques de pression d’air.
Le débit d’air entrant est contrôlé par l’au moins un moto-ventilateur lui-même asservi par l’unité d’asservissement du débit d’air entrant en fonction d’une consigne de débit d’air entrant et d’une valeur réelle de débit d’air entrant dans l’habitacle. Cela permet d’ajuster en permanence et automatiquement la vitesse de l’au moins un moto-ventilateur de façon à ce que le débit d’air entrant réel dans l’habitacle soit égal ou sensiblement égal à la consigne de débit d’air entrant ; ou tout du moins compris dans une plage de valeurs déterminée si la consigne de débit d’air entrant est représentée par une limite basse et une limite haute.
La pression d’air dans l’habitacle est contrôlée activement par la section de fuite de l’au moins un moyen mécanique de régulation de pression elle-même asservie par l’unité d’asservissement de la section de l’au moins un moyen mécanique de régulation de pression d’air en fonction d’une consigne de pression d’air et de la valeur réelle de pression d’air dans l’habitacle. Cela permet d’ajuster en permanence et automatiquement la section de fuite du moyen mécanique de régulation de pression d’air de façon à ce que la pression d’air réelle dans l’habitacle soit égale ou sensiblement égale à la consigne de pression d’air ; ou tout moins comprise dans une plage de valeurs si la consigne de pression d’air est représentée par une limite basse et une limite haute. De la même façon, l’ajustement de la section de fuite permet de maintenir une pression d’air constante dans l’habitacle.