THERMODYNAMIQUE. T101D - Banc d essai pour Moteurs Automobiles

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1 THERMODYNAMIQUE T101D - Banc d essai pour Moteurs Automobiles 1. Généralités Le banc d essai pour moteurs Didacta T101D permet d effectuer un grand nombre d essais sur des moteurs automobiles à essence ou Diesel avec des puissances allantes jusqu à 81 kw. Le système comprend une unité dynamométrique avec panneau de commande et instruments, une unité de service et de mesure sur l air et sur le carburant, ainsi que quelques kits en option pour réaliser des essais ultérieurs. Quelques moteurs choisis parmi les plus répandus et significatifs du marché sont proposés, montés sur un châssis charioté indépendant facile à accoupler à l unité dynamométrique. D autres moteurs, qui ne sont pas indiqués dans ce catalogue, peuvent être fournis sur demande. Deux systèmes d acquisition et d analyse des données pour Ordinateur Individuel sont disponibles: ils sont appelés respectivement SAD/END et SAD/CT, et permettent d exécuter des mesures par Ordinateur Individuel, de produire sur écran ou sur imprimante des courbes caractéristiques, d archiver sur disquette ou d imprimer des données expérimentales. Le système SAD/END permet d acquérir et élaborer sur Ordinateur Individuel les données de couple, vitesse, débit d air, débit de carburant. Le système SAD/CT permet par contre de relever sur Ordinateur Individuel, en temps réel, le cycle thermodynamique du moteur à l essai. Les systèmes SAD/END et SAD/CT sont décrit dans le détail dans des fiches séparées. Le système est fourni complet de manuel décrivant l unité en toutes ses parties, la modalité d installation et usage et propose nombreux exercices avec résultats expérimentaux. 2. Composition Le système comprend: groupe de base comprenant l unité dynamométrique hydraulique, le panneau de commande et d instruments et l unité de service et de mesure du débit de l air et du carburant (code ); moteurs automobiles d essai, chacun monté sur un châssis de support à roulettes (voir tableau 1); groupe auxiliaire de refroidissement (optionnel - code ); calorimètre des gaz d échappement (optionnel - code ); mesureur de la température des gaz d échappement (optionnel - code ); SAD/End - Système d acquisition de données pour moteurs endothermiques (pour sa description et caractéristiques en détail voir la fiche technique séparée) (optionnel - code ); SAD/CT - Système d acquisition données pour le relèvement du cycle thermodynamique de moteurs endothermiques (pour sa description et caractéristiques en détail voir la fiche technique séparée) (optionnel - code ). DIDACTA Italia S.r.l. - Strada del Cascinotto, 139/ Torino - Italy Tel Fax info@didacta.it

2 T161D Analyseur des gaz d'échappement pour les moteurs à combustion interne (optionnel - code ) (pour sa description et caractéristiques en détail voir la fiche technique séparée). T156D - Kit pour l analyse chimique de gaz d échappement (optionnel) (pour la description et les caractéristiques techniques voir fiche séparée) 3. Description Groupe de base (code ) Le groupe de base est constitué des éléments suivants: unité dynamométrique hydraulique; panneau de commande et d instruments; unité de service et de mesure du débit de l air et du carburant. Unité dynamométrique hydraulique Cette unité a été réalisée en vue d un emploi didactique et est très versatile. La forme spéciale du support du dynamomètre, ainsi que quelques leviers de fixation, en facilitent l accouplement au châssis de support du moteur. L unité est dotée de roues pivotantes à se bloquer quand le moteur est en marche, et elle comporte aussi une batterie d alimentation. Pour fonctionner, l unité nécessite d un débit continu d eau, caractérisé par: débit variable entre 20,5 et 24,5 litres/kwh avec un minimum de 2 bar dynamiques; température d entrée entre 20 et 25 C; température de sortie ne dépassant pas 60 C. Panneau de commande et d instruments Ce panneau (voir fig. 1) permet de mettre le moteur en marche, de commander l accélérateur et de varier la charge. La dotation complète d instruments permet de contrôler les principaux paramètres du moteur pendant son fonctionnement. Le panneau de commande et d instruments comprend: clé de démarrage du moteur; levier accélérateur; témoin d alimentation électrique; témoin du fonctionnement des bougies de préchauffage des moteurs Diesel; manette de réglage de la charge; n. 2 thermomètres pour mesure température de l huile (50 jusqu à 150 C) et eau de refroidissement (40 jusqu à 120 C); manomètre pour la mesure de la pression de l huile (0 jusqu à 10 bar); vacuomètre pour la mesure de la pression près du collecteur d admission de moteurs à essence. L unité comprend aussi un instrument pour la mesure du couple (0 jusqu à 160 Nm) avec cellule de chargement et mesureur de vitesse par indicateurs digitaux. Fig.1 - Panneau de commande et instruments (monté sur l unité dynamométrique hydraulique) Unité de service et de mesure du débit de l air et du carburant Cette unité est dotée d un châssis indépendant à roues pivotantes (voir fig. 2). Elle comprend deux réservoirs de 16 litres, l un pour l essence (moteurs à cycle Otto), l autre pour le gazole (moteurs Diesel), ainsi que les instruments de mesure du débit de l air et du carburant: système pour la mesure du débit de l air (0 jusqu à 160 m³/h); n. 2 tubes calibrés en verre pour la mesure volumétrique du débit de carburant. La dotation standard prévoit également un chronomètre portatif. L unité comprend un réservoir placé en amont du débitmètre pour stabiliser le débit d air avant la mesure. 2

3 Moteurs automobiles d essai Les moteurs sont installés sur un châssis de support (voir fig. 3) doté de roues pivotantes qui peuvent être bloquées quand le moteur est en marche. Le support a été réalisé de manière à faciliter l accouplement à l unité dynamométrique hydraulique. Les moteurs sont fournis avec des parties suivantes: démarreur; alternateur; dispositif d injection et d allumage (moteurs Otto); dispositif d injection (moteurs Diesel); collecteur des gaz d échappement (doté de catalyseur pour moteurs cycle Otto); volant; plateau d accouplement au volant; silencieux d échappement; radiateur (seulement quand il n y a pas l optionnel code ); bride standard pour la jonction au calorimètre optionnel des gaz d échappement. Les principales caractéristiques des moteurs disponibles sont résumées dans le tableau 1. Fig. 2 - Unité de service et mesures de débit de l air et carburant. Fig. 3 - Exemple de moteur d essai avec châssis de support. Groupe auxiliaire de refroidissement (optionnel - code ) Pour les moteurs refroidis à l eau, un groupe auxiliaire optionnel de refroidissement est prévu (voir fig. 4): il exécute toutes les fonctions du radiateur et permet d effectuer des mesures sur le système de refroidissement. Accouplé au calorimètre optionnel des gaz d échappement, il permet aussi d effectuer un bilan thermique du moteur. Le groupe comprend: vase d expansion avec système de refroidissement par brassage avec contrôle automatique à circuit fermé; électropompe de circulation; débitmètre pour la détermination du débit de l eau de refroidissement (débit max l/h); n. 5 thermocouples reliés à un indicateur digital pour l évaluation des températures dans les points les plus significatifs du circuit. châssis charioté. Calorimètre des gaz d échappement (optionnel - code ) Pour exécuter un bilan thermique soigné il faut déterminer précisément la chaleur évacuée par les gaz d échappement. Le calorimètre (voir fig. 5) permet de refroidir les gaz d échappement. Il est constitué de: échangeur de chaleur gaz/eau; débitmètre pour la mesure du débit de l eau de refroidissement des gaz d échappement (1500 l/h); n. 2 thermomètres pour la mesure de la température de l eau de refroidissement des gaz d échappement en amont et en aval de l échangeur. châssis charioté. Pour utiliser le calorimètre il est indispensable d avoir le kit pour la mesure de la température des gaz d échappement - code

4 Fig. 4 - Groupe auxiliaire optionnel de refroidissement. Fig. 5 - Calorimètre optionnel gaz d échappement. Mesureur de la température des gaz d échappement (optionnel - code ) Ce groupe est constitué d un instrument de mesure de la température de type digital avec compensation automatique du joint froid, et d un thermocouple Cr/Al apte à la mesure des hautes températures. Chaque moteur est déjà doté du logement pour insérer la sonde. SAD/END - Système d Acquisition de Données pour Moteurs Endothermiques (pour sa description et caractéristiques en détail voir la fiche technique séparée) (optionnel - code ) Le système informatisé SAD/End permet d acquérir des données en temps réel à partir des bancs d essai des moteurs à combustion interne. SAD/CT - Système d Acquisition de Données pour le Relèvement du Cycle Thermodynamique de Moteurs Endothermiques (pour sa description et caractéristiques en détail voir la fiche technique séparée) (optionnel - code ) Le système informatisé SAD/CT permet d acquérir des données en temps réel du cycle thermodynamique de moteurs endothermique, à essence ou Diesel. T161D Analyseur des gaz d'échappement pour les moteurs à combustion interne (optionnel - code ) (pour sa description et caractéristiques en détail voir la fiche technique séparée). T156D - Kit pour l analyse chimique de gaz d échappement (optionnel) (pour la description et les caractéristiques techniques voir fiche séparée) Le kit pour l analyse de gaz d échappement est disponible en deux versions T156/1D code Kit pour l analyse chimique de gaz d échappement avec analyse de NOx T156/2D code Kit pour l analyse chimique de gaz d échappement L analyseur de gaz d échappement est indiqué pour le moteurs à essence. Il peut être utilisé pour mesurer les valeurs de monoxyde de carbone (CO), d anhydride carbonique (CO 2 ), des hydrocarbures imbrûlés (HC) et d oxygène (O 2 ). Sur la base de ces valeurs, l instrument calcule automatiquement le rapport air/carburant, qui est un indispensable terme de référence pour effectuer la mise au point du moteur. Avec la version T156/2D il est en plus possible de mesurer les oxydes d azote, mieux connus comme NO x, responsables de la pollution de l air. 4. Expérience réalisables Exercises théoriques Classement des moteurs à combustion interne, principes de fonctionnement, cycles thermodynamiques. Relations géométriques, cinématiques et dynamiques pour un mécanisme à manivelle ordinaire. Etablissement des principaux paramètres caractérisant le fonctionnement des moteurs à combustion interne: couple et puissance fournis, consommation spécifique de carburant, rendements, rapport air/carburant. Principes de fonctionnement des appareils d injection et d allumage. Emission de produits polluants. 4

5 Exercises pratiques Procédures pour le démarrage d un moteur à combustion interne et correspondantes normes de sécurité. Emploi du dynamomètre pour la détermination du couple moteur et de la puissance du moteur. Détermination de la consommation spécifique de carburant et du rendement utile du moteur. Détermination du rendement volumétrique et du rapport air/carburant. Relevé de la caractéristique mécanique. Relevé de la caractéristique de réglage. Relevé de la cubique d utilisation. Exécution des essais principaux et relevé des courbes caractéristiques sur Ordinateur Individuel (avec système optionnel SAD/End). Détermination du cycle indiqué et du rendement mécanique sur Ordinateur Individuel (avec système optionnel SAD/CT). Détermination du bilan thermique du moteur à travers la mesure des grandeurs suivantes: - quantité de chaleur absorbée par l eau de refroidissement (avec optionnel ); - quantité de chaleur absorbée par les gaz d échappement (avec optionnels et ); - énergie mécanique utile. Analyse chimique des gaz d échappement (avec optionnel ) et évaluation de l influence du rapport air/carburant sur les émissions. 5. Services demandés Alimentation électrique: V CA monophasée, 50/60 Hz, 0,5 kw; - triphasée, 50/60 Hz, 0,5 kw quand le groupe auxiliaire optionnel de refroidissement (code ) est présent. Alimentation de l eau: 5000 l/h - 3 bar. Décharge eau. Sortie gaz d échappement. 6. Poids et dimensions Groupe de base (code ) Dimensions: 1100 x 800 x 1000 h mm (environ) Poids: 2615 kg (environ) Groupe auxiliaire de refroidissement (optionnel) Dimensions: 940 x 540 x 2050 h mm Poids: 59 kg Calorimètre des gaz d échappement (optionnel) Dimensions: 800 x 800 x 1770 h mm Poids: 56 kg Mesureur de la température des gaz d échappement (optionnel) Dimensions: 300 x 250 x 200 h mm Poids: 5 kg SAD/End - Système d acquisition de données pour moteurs endothermiques (optionnel) Dimensions: 550 x 360 x 350 h mm Poids: 15 kg SAD/CT - Système d acquisition de données pour le relèvement du cycle thermodynamique de moteurs endothermiques (optionnel) Dimensions: 550 x 360 x 210 h mm Poids: 15 kg T161D Analyseur des gaz d'échappement pour les moteurs à combustion interne (optionnel) Dimensions: 600 x 600 x 1500 mm Poids: 86 kg T156D - Kit pour l analyse chimique des gaz d échappement (optionnel) Dimensions: 400 x 180 x 450 h mm Poids: 8,6 kg 5

6 Tableau 1 - Principales caractéristiques des moteurs disponibles Code Cycle Otto Otto Otto Turbo Diesel Turbo Diesel N. Temps Alimentation injection électronique MPI injection électronique MPI injection électronique MPI injection directe injection directe Refroidissement eau eau eau eau eau Cylindrée (cm³) Puissance max (kw) Tours Puissance max (t/min) Couple max (Nm) Tours Couple max (t/min) Rapport Compres. 9.6:1 9.8:1 10.6:1 18.0: :1 Poids (kg) Dimensions (mm) 1760x970x x970x x970x x970x x970x1460 Cod. R00414/F 0913 Ed. 01 Rev. 05 A n'importe quel moment et sans préavis, la Société Didacta Italia pourra apporter, en tenant les caractéristiques essentielles décrites aux propres produits, les modifications les plus opportunes, selon les exigences de caractère constructif ou didactique. 6