rapport final

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Rebhi Med Khames Page 1 INTRODUCTION GENERALE..................................................................................................... 5 CHAPITRE I : PRESENTATION DE LA SOCIETE............................................................... 6 Introduction .................................................................................................................................................... 7 I. Parenin : ................................................................................................................................................. 7 1. La gamme de produits : ........................................................................................................................... 8 a) Caterpillar ...................................................................................................................................... 9 b) Atlas Copco .................................................................................................................................... 9 c) John Deere : ................................................................................................................................. 10 2. Les services techniques .......................................................................................................................... 10 a) Parenin Location .......................................................................................................................... 10 b) Service après vente ....................................................................................................................... 11 c) Parenin Service Pétrolier ............................................................................................................. 11 d) Parenin Formation ....................................................................................................................... 11 CHAPITRE II : GENERALITES ............................................................................................... 13 I. Système HEUI (unité d’injection à commande électronique actionné hydrauliquement) .................. 14 1. Historique des injecteurs HEUI ............................................................................................................ 14 2. Fonctionnement du système HEUI ....................................................................................................... 14 a. L'ECM (Module de Contrôle Electronique) ................................................................................ 16 b. La pompe hydraulique « H.P » .................................................................................................... 16 c. pompe d’alimentation en carburant ............................................................................................ 17 d. injecteur pompe (HEUI) .............................................................................................................. 17 II. Les bancs d’essai : ................................................................................................................................ 21 Conclusion..................................................................................................................................................... 24 CHAPITRE III : PROBLEMATIQUE ET ANALYSE FONCTIONNELLE .................. 25 I. Introduction .......................................................................................................................................... 26 II. Problématique : .................................................................................................................................... 26 III. Expression du besoin ........................................................................................................................ 26 1. Besoin exprimé-besoin caractérisé........................................................................................................ 27 2. Graphe des prestations "bête à cornes" ............................................................................................ 27 3. Validation des besoins ............................................................................................................................ 28 IV. Analyse fonctionnelle du besoin. ...................................................................................................... 28 1. Présentation ............................................................................................................................................ 28 2. Recherche de fonction de service .......................................................................................................... 29 3. Caractérisation des fonctions de services : « cahier de charge fonctionnel ».................................... 30 4. Hiérarchisation des fonctions de service : ............................................................................................ 31 V. Analyse Fonctionnelle Technique(AFT) ............................................................................................... 33 Conclusion : .................................................................................................................................................. 37

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Rebhi Med Khames Page 1

INTRODUCTION GENERALE ..................................................................................................... 5

CHAPITRE I : PRESENTATION DE LA SOCIETE ............................................................... 6

Introduction .................................................................................................................................................... 7

I. Parenin : ................................................................................................................................................. 7

1. La gamme de produits : ........................................................................................................................... 8 a) Caterpillar ...................................................................................................................................... 9

b) Atlas Copco .................................................................................................................................... 9

c) John Deere : ................................................................................................................................. 10

2. Les services techniques .......................................................................................................................... 10 a) Parenin Location .......................................................................................................................... 10

b) Service après vente ....................................................................................................................... 11

c) Parenin Service Pétrolier ............................................................................................................. 11

d) Parenin Formation ....................................................................................................................... 11

CHAPITRE II : GENERALITES ............................................................................................... 13

I. Système HEUI (unité d’injection à commande électronique actionné hydrauliquement) .................. 14

1. Historique des injecteurs HEUI ............................................................................................................ 14 2. Fonctionnement du système HEUI ....................................................................................................... 14

a. L'ECM (Module de Contrôle Electronique) ................................................................................ 16

b. La pompe hydraulique « H.P » .................................................................................................... 16

c. pompe d’alimentation en carburant ............................................................................................ 17

d. injecteur pompe (HEUI) .............................................................................................................. 17

II. Les bancs d’essai : ................................................................................................................................ 21

Conclusion ..................................................................................................................................................... 24

CHAPITRE III : PROBLEMATIQUE ET ANALYSE FONCTIONNELLE .................. 25

I. Introduction .......................................................................................................................................... 26

II. Problématique : .................................................................................................................................... 26

III. Expression du besoin ........................................................................................................................ 26

1. Besoin exprimé-besoin caractérisé ........................................................................................................ 27 2. Graphe des prestations – "bête à cornes" ............................................................................................ 27 3. Validation des besoins ............................................................................................................................ 28

IV. Analyse fonctionnelle du besoin. ...................................................................................................... 28

1. Présentation ............................................................................................................................................ 28 2. Recherche de fonction de service .......................................................................................................... 29 3. Caractérisation des fonctions de services : « cahier de charge fonctionnel ».................................... 30 4. Hiérarchisation des fonctions de service : ............................................................................................ 31

V. Analyse Fonctionnelle Technique(AFT) ............................................................................................... 33

Conclusion : .................................................................................................................................................. 37

Rebhi Med Khames Page 2

CHAPITRE IV: SYSTEME D’ALIMENTATION ET DE COMMANDE DU BANC .. 38

Introduction : ................................................................................................................................................ 39

I. Commande de l’injecteur ..................................................................................................................... 39

1. Fonctionnement de CRIT : .................................................................................................................... 40 2. Spécifications techniques : ..................................................................................................................... 40

II. Commande de Moteur : ........................................................................................................................ 42

Conclusion : .................................................................................................................................................. 43

CHAPITRE V : ÉTUDE DE CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT ...................... 44

Introduction .................................................................................................................................................. 45

I. Description et fonctionnement : ........................................................................................................... 45

II. Calculs et dimensionnements des différents composants du banc : ..................................................... 46

1. Choix de la pompe hydraulique : .......................................................................................................... 46 2. Choix du moteur : .................................................................................................................................. 47 3. Choix d’engrenage : ............................................................................................................................... 48 4. Dimensionnements du circuit d’alimentation de diesel : .................................................................... 51 5. Dimensionnements du circuit d’huile de commande : ........................................................................ 55 6. Tube à essai pour contrôler la quantité de carburant injecté ............................................................ 58 7. Récipient pour le contrôle de pulvérisation (forme du jet) : .............................................................. 59

III. Conception de la solution retenue : .................................................................................................. 59

1. Conception du Bâti : .............................................................................................................................. 59 2. Porte injecteur (collecteur) : ................................................................................................................. 62 3. Carter d’huile : ....................................................................................................................................... 62 4. Choix des roulettes : ............................................................................................................................... 63 5. Choix de solution d’aération : ............................................................................................................... 64

IV. Etude statique :................................................................................................................................. 64

1. Étude statique de bâti : ................................................................................................................ 65

2. Étude statique de tôle : .......................................................................................................................... 68

Conclusion : .................................................................................................................................................. 73

CHAPITRE IV : ÉTUDE ÉCONOMIQUE .............................................................................. 74

I. Introduction .......................................................................................................................................... 75

II. Possibilité de réalisation ....................................................................................................................... 75

III. Estimation du coût du banc : ........................................................................................................... 75

Conclusion : .................................................................................................................................................. 76

CONCLUSION GENERALE ....................................................................................................... 77

Rebhi Med Khames Page 3

Tableau 1: Cahier de charge fonctionnel ............................................................................................... 31

Tableau 2: HIERARCHISATION DES FONCTIONS DE SERVICE ................................................. 32

Tableau 3: Caractéristiques mécaniques des aciers de construction mécanique ................................. 50

Tableau 4: Informations sur le modèle ................................................................................................. 65

Tableau 5: Propriétés du matériau ........................................................................................................ 66

Tableau 6: Actions extérieures type géométrie fixe ............................................................................. 66

Tableau 7: Actions extérieures type force normale .............................................................................. 66

Tableau 8: Informations sur le maillage ................................................................................................ 67

Tableau 9 Résultats de l’étude (Contraintes-Contraintes) .................................................................... 67

Tableau 10: Résultats de l’étude (Déplacements-Déplacements) ........................................................ 68

Tableau 11: Informations sur le modèle ............................................................................................... 69

Tableau 12:Propriétés du matériau ...................................................................................................... 70

Tableau 13: Actions extérieures (Géométrie fixe) ................................................................................ 70

Tableau 14: Actions extérieures (Pression Normal à la face sélectionnée) .......................................... 71

Tableau 15 Informations sur le maillage ............................................................................................... 71

Tableau 16: Résultats de l’étude (Contraintes-Contraintes) ................................................................. 72

Tableau 17: Résultats de l’étude (Déplacements-Déplacements) ........................................................ 73

Tableau 18 : Estimation du coût du banc d’essai .................................................................................. 76

Rebhi Med Khames Page 4

Figure 1 :PARENIN ................................................................................................................................... 7

Figure 2:Les produits de Parenin ............................................................................................................. 8

Figure 3:Machines Caterpillar ................................................................................................................. 9

Figure 7:Tracteur et presses à balles ..................................................................................................... 10

Figure 4:Compresseur de gaz industriel ................................................................................................ 10

Figure 5:Compresseur d'air mobile ....................................................................................................... 10

Figure 6:Moissonneuse-batteuse .......................................................................................................... 10

Figure 8:l'atelier hydraulique ................................................................................................................ 11

Figure 9: Centre de Formation .............................................................................................................. 12

Figure 10 : Circuit HEUI .......................................................................................................................... 15

Figure 11: pompe hydraulique « H.P » .................................................................................................. 17

Figure 12 : Injecteur HEUI ...................................................................................................................... 18

Figure 13:Cycle d'injection .................................................................................................................... 20

Figure 14: Banc D’essai TK 1024 ............................................................................................................ 22

Figure 15: Banc HEUI d'essai HUS-2000 ................................................................................................ 23

Figure 16: Banc d'essai CR-XZ816 .......................................................................................................... 24

Figure 17: Analyse fonctionnelle globale .............................................................................................. 26

Figure18: l’outil « bête à cornes » ......................................................................................................... 27

Figure 19: « DIAGRAMME DE PIEUVE »................................................................................................. 29

Figure 20 Histogramme des souhaits .................................................................................................... 32

Figure 21:L'enchaînement hiérarchisé des fonctions techniques ......................................................... 33

Figure 22: « diagramme F.A.S.T » .......................................................................................................... 37

Figure 23:Courbe d’excitation ............................................................................................................... 39

Figure 24: Vue de face de CRIT .............................................................................................................. 41

Figure 25: Vue d’arrière de CRIT ........................................................................................................... 41

Figure 26 : Branchement du moteur ..................................................................................................... 42

Figure 27: schéma de fonctionnement du BANC HEUI ......................................................................... 45

Figure 28: La pompe hydraulique d'injecteur pompe ........................................................................... 46

Figure 29:Caractéristiques du moteur................................................................................................... 48

Figure 30 : Vue en coupe des pignons ................................................................................................... 50

Figure 31 : Circuit de carburant ............................................................................................................. 51

Figure 32: Dessin technique de bouchon .............................................................................................. 52

Figure 33: Réservoir de carburant ......................................................................................................... 53

Figure 34: Limiteur de pression en ligne R900423718 .......................................................................... 54

Figure 35: Filtre-G3/8-type Modulaire 112 ........................................................................................... 54

Figure 36: Circuit d’huile de commande ............................................................................................... 56

Figure 37: réservoir d’huile ................................................................................................................... 57

Figure 38: Filtre à haute pression FL-2102 ............................................................................................ 58

Figure 39: Tube à essai .......................................................................................................................... 59

Figure 40: Récipient de contrôle ........................................................................................................... 59

Figure 41: Vue de gauche de bâti .......................................................................................................... 60

Figure 42: Vue isométrique de bâti ....................................................................................................... 61

Figure 43 : Porte injecteur (collecteur) ................................................................................................. 62

Figure 44: Carter d’huile ........................................................................................................................ 63

Figure 45: Roulette DP3BD100-77L ....................................................................................................... 63

Figure 46: Grille d’aération .................................................................................................................... 64

Rebhi Med Khames Page 5

Introduction Générale

PARENIN CATERPILLAR, est une société qui assure l’entretien et la réparation de matériel

destiné à toutes réalisations dans le domaine des carrières, des travaux publics, du bâtiment,

de l’industrie et de l’agriculture. Elle cherche toujours l’excellence des moyens pour préserver

l’amélioration et le développement des méthodes de production de la société.

Durant les multitudes des travaux de révision moteurs dans les ateliers, il est indispensable de

tester les injecteurs avant d’être réinstallés et/ou remplacés dans le moteur.

La société Caterpillar souhaite disposer d’un banc permettant de tester les injecteurs HEUI

pour aboutir aux différents résultats et décisions nécessaires durant les phases de révisions

moteurs

Ce banc permet de faire une série de test sur ces injecteurs en simulant les différents régimes

de fonctionnement du moteur pour s’assurer de leur fiabilité.

Le travail demandé consiste à réaliser l’étude complète d’un banc d’essai avec la conception

nécessaire.

Ce rapport est constitué de six chapitres organisés selon une chronologie reflétant

l’avancement dans ce travail. Ces chapitres sont présentés comme suit :

Le premier chapitre est consacré à la présentation de l’environnement de travail.

Le deuxième chapitre nous donne une idée globale sur Les notions théoriques relative

aux différentes parties du rapport.

Le troisième chapitre présente une analyse fonctionnelle du projet.

Le quatrième chapitre est consacré à l’étude de commande du banc.

Le cinquième chapitre est consacré à l’étude de conception et de dimensionnements

Le sixième chapitre est consacré à l’étude technique-économique.

Le dossier technique sera exposé à la fin de ce rapport.

Rebhi Med Khames Page 6

CHAPITRE I :

Présentation de la

société

Rebhi Med Khames Page 7

Introduction

Avec une vingtaine d’entreprises, le GROUPE AMEN est présent dans plusieurs secteurs: la

finance, l’assurance, l’agro alimentation, le commerce de biens d’équipements,

l’informatique, le tourisme, la santé et l’immobilier.

Le GROUPE AMEN emploie plus de 3.000 personnes et ses 26 entreprises réalisent un

chiffre d’affaires global de plus de 400 millions de DT. La société PARENIN fait partie du

GROUPE AMEN, l’un des groupes les plus actifs et les plus développés en Tunisie.

I. Parenin :

– Parenin est la Concessionnaire exclusif de la marque Caterpillar, John Deere et Atlas Copco,

Parenin assure la vente, la location, l'entretien et la réparation des engins de chantiers neufs et

d'occasion (Figure 1) .

Riche de plus 100 ans d’expérience, Parenin c’est:

– Un CA de 56 millions de dinars en 2007

– 220 employés

– Une base s’étalant sur 13 ha avec 2 ateliers d’une surface de 2500 m2

– Un magasin de pièces de rechange avec plus de 45.000 références

– Une branche à Gabès pour desservir tous les clients de la région Sud

– Un centre de formation agréée par le Ministère de la formation et de l’emploi et certifié

Caterpillar

Figure 1 :PARENIN

Rebhi Med Khames Page 8

1. La gamme de produits :

PARENIN distribue des marques établies et reconnues sur le marché (Figure 2):

CATERPILLAR

ATLAS COPCO

JOHN DEERE

GROVE

ESMENA

FANTUZZI

Figure 2:Les produits de Parenin

Rebhi Med Khames Page 9

a) Caterpillar

i. Machines et Équipements

La gamme Caterpillar compte plus de 300 machines (Figure 3). Que ce soit dans le domaine du

BTP, des mines et carrières, de l’industrie, et du traitement des déchets, Caterpillar dispose de

la machine adaptée à chacune des applications:

– Tracteurs à chaînes et sur pneus

– Niveleuses

– Chargeuses sur pneus

– Pelles hydrauliques et sur pneus

– Tractopelles

– Chargeurs compactes rigides

– Compacteurs

– Finisseurs

– Tombereaux articulés et de chantier

ii. Énergie & Moteurs

CATERPILLAR est le plus grand constructeur mondial de moteurs diesel et à gaz, avec une

gamme de puissance pouvant atteindre 20.000 kW. PARENIN est à même de fournir la

solution énergie qui convient aux clients, de la simple fourniture à la conception et réalisation

d’une installation:

– La gamme complète des groupes électrogènes CAT diesel et à gaz, allant de 7 KVA jusqu’à

20.000 KVA

– Les modules de cogénération à base de moteurs à gaz

– Les moteurs marins CAT

– Les moteurs industriels/équipementiers CAT

b) Atlas Copco

Atlas Copco est un constructeur des compresseurs d’air à moteur électrique lubrifiés et non

lubrifiés, les compresseurs d’air mobiles (figure 5), les compresseurs d’air et de gaz

industriels (figure 6), les turbines de détente, les équipements de traitement de l’air et les

systèmes de gestion de production de l’air, Les groupes électrogènes de 14 à 1000 KVA, Les

matériels pour le forage et la démolition.

Figure 3:Machines Caterpillar

Rebhi Med Khames Page 10

c) John Deere :

John Deere est un constructeur de :

Moissonneuses-batteuses (figure 6)

Tracteurs agricoles avec des puissances qui s’échelonnent de 56 à 295 ch (figure 7).

Semoirs

Pulvérisateurs

Presses à balles

Attachements Galucho

Figure 7:Tracteur et presses à balles

2. Les services techniques

a) Parenin Location

Afin d’offrir une plus grande flexibilité opérationnelle et financière, Parenin fournit aux

clients la possibilité de louer des machines de courte et de moyenne durée avec opérateur

qualifié.

Parc Location c’est:

Un parc de plus de 50 machines récentes: machines et groupes et électrogènes Caterpillar

et compresseurs d’air Atlas Copco.

Figure 5:Compresseur d'air mobile Figure 4:Compresseur de gaz industriel

Figure 6:Moissonneuse-batteuse

Rebhi Med Khames Page 11

Un parc de matériel entretenu par un personnel de maintenance compétent et formé.

Une équipe entièrement dédié à la Location

b) Service après vente

i. Pièces de rechange

Ce service comporte un stock important de pièces de rechange d’origine (plus de 30.000

références), il permet un approvisionnement rapide grâce à une connexion informatique

directe avec le réseau mondial de fournisseurs.

i. Service technique

Ce service comporte des ateliers outillés et plus de 100 techniciens compétents, formés en

interne à l’évolution des outillages électroniques et informatiques le plus récents, aussi

Un atelier hydraulique assurant, selon un processus industriel, les réparations de moteurs, des

transmissions, et des organes hydrauliques d’engins Cat (figure 8).

Une équipe de techniciens itinérants qui disposent de véhicules de service équipés de

l’ensemble des outillages et moyens informatiques nécessaires aux diagnostics et

interventions sur site.

c) Parenin Service Pétrolier

Le département Services Pétroliers est totalement dédié au service et support des sociétés

œuvrant dans les secteurs pétroliers et énergétiques: assistance technique, fourniture des

pièces de rechange, contrat d’entretien et de maintenance des équipements, etc.

d) Parenin Formation

Parenin met à la disposition de ses clients un Centre de Formation (figure 9), agréé par le

Ministère de la Formation et de l’Emploi et certifié par Caterpillar

Modules de formation proposés:

Maintenance

Réparation

Figure 8:l'atelier hydraulique

Rebhi Med Khames Page 12

Conduites et techniques de travail des engins

Machines

Figure 9: Centre de Formation

Rebhi Med Khames Page 13

CHAPITRE II :

Généralités

Rebhi Med Khames Page 14

I. Système HEUI (unité d’injection à commande électronique actionné

hydrauliquement)

1. Historique des injecteurs HEUI

L’évolution des moteurs diesel que nous connaissons actuellement, semblait assez restreinte,

pourtant, les progrès techniques réalisés dans différents domaines permettent encore

d’améliorer considérablement le rendement des moteurs.

Le mode de fabrication, la nature des métaux, l’évolution d’huile, la maitrise de la combustion

ainsi que la gestion électronique de l’injection contribue aux améliorations apportées.

Pour augmenter les performances, et mieux répondre aux exigences de consommation et de

pollution, le constructeur American CATERPILLAR, a équipé en 1990 des moteurs avec une

injection électronique MEUI (Mechanical, Electronic unit injection). En 1996 ce système

évolue pour devenir l’injection HEUI (Hydraulic, Electronic unit injection).

En 1996 des machines telles que : des camions rigides, des chargeuses, des bouteurs, des

pelles, et des déchappeuses reçoivent cette nouvelle technologie.

2. Fonctionnement du système HEUI

Le fonctionnement du circuit d'alimentation de l'injecteur pompe hydro-électronique est

totalement différent de tout autre circuit d'alimentation qui est actionné mécaniquement. Le

circuit d'alimentation HEUI est totalement exempt de tout réglage. De ce fait, aucune

intervention n’est nécessaire coté composants d’alimentation.

Les principaux composants du système, incluent les pièces suivantes (figure 10) :

- ECM (Module de Commande Electronique)

- Pompe hydraulique haute pression d'injecteur pompe

- Pompe d'alimentation en carburant

- Injecteur pompe

Le circuit d'alimentation utilise un injecteur électronique à commande hydraulique pour

pomper le carburant sous haute pression dans la chambre de combustion. Le HEUI utilise

l'huile du moteur sous haute pression pour actionner l’injecteur. L'huile haute pression

s'appelle pression de commande d'injection. Le HEUI fonctionne de la même façon que le

vérin hydraulique pour multiplier la force de l'huile haute pression. Cette multiplication de

pression est effectuée en appliquant la force de l'huile haute pression à un piston. Le piston est

environ six fois plus grand que le piston plongeur. Le piston qui est actionné par l'huile de

graissage du moteur sous haute pression pousse le piston plongeur. La pression de commande

de l'huile produit la pression d'injection qui est refoulée par l'injecteur pompe.

Rebhi Med Khames Page 15

La pression d'injection est environ six fois supérieure à la pression de commande de l'huile.

La basse pression de commande de l'huile entraîne une basse pression d'injection de

carburant. La haute pression de commande de l'huile entraîne une haute pression d'injection

de carburant.

Figure 10 : Circuit HEUI

(1) Pompe à huile

(2) Injecteurs pompes électroniques à commande hydraulique

(3) Pression différentielle

(4) Refroidisseur d'huile

(5) Huile haute pression

(6) Canalisation de carburant basse pression

(7) Connecteur de la soupape régulatrice de pression de commande d'injection (IAPCV)

(8) Pompe hydraulique d’injecteur pompe

(9) Capteur de pression de commande d'injection (IAP)

(10) Filtre à carburant

(11) Filtre à carburant primaire et séparateur d'eau

(12) Réservoir de carburant

(13) Pignon d'arbre à cames

(14) Capteurs de régime/calage

Rebhi Med Khames Page 16

(15) Module de commande électronique (ECM)

(16) Pile

(17) Régulateur de pression de carburant

(18) Capteur de pression du collecteur d'admission

(19) Capteur de pression d'huile

(20) Capteur de température du liquide de refroidissement

(21) Capteur de température d'air à l'admission

(22) Capteur de pression atmosphérique

(23) Réchauffeur d'admission d'air

a. L'ECM (Module de Contrôle Electronique)

Sur la culasse droite du moteur se trouve placé le module de contrôle électronique (ECM),

c'est le principal composant du système HEUI.

L'ECM est un ordinateur puissant qui assure la commande électronique totale de la

performance du moteur. L'ECM utilise les données du rendement du moteur qui sont

recueillies par plusieurs capteurs. L'ECM utilise ces données pour effectuer des réglages sur

l'injecteur de carburant, à la pression d'injection et au calage d'injection. L'ECM contient des

courbes de performance programmées (logiciel) pour définir la puissance, les courbes de

couple et le régime.

L'ECM enregistre les anomalies de la performance du moteur. L'ECM est également capable

d'effectuer automatiquement plusieurs tests de diagnostic lorsque l'ECM et l'ET Caterpillar

sont utilisés ensemble.

L'ECM gère les performances du moteur en contrôlant l'avance à l'injection et le débit de

carburant. Il détecte les informations des capteurs et communique avec les instruments de

bord par la liaison de données CAT (data Link).

Une prise à 40 broches relie le faisceau à l'ECM.

b. La pompe hydraulique « H.P »

Elle fournit l'huile pour actionner les injecteurs. C'est une pompe à cylindrée variable à 7

pistons munie d'une régulation "load-sensing".Entraînée à 1,167 fois la vitesse du moteur, son

débit est de 8,5 l/min au régime de pleine charge.

Elle comporte (figure 11) :

- un petit réservoir interne,

- une valve d'activation proportionnelle,

- une pompe de transfert à engrenages,

- deux clapets de refoulement,

- un tiroir de régulation de débit (LS),

Rebhi Med Khames Page 17

La pression "d’activation" est contrôlée par l’ECM. Celui-ci gère la fermeture plus ou moins

grande de la valve d’activation proportionnelle.

Lorsque le moteur tourne : l’huile sous pression parvient simultanément aux injecteurs par les

collecteurs des culasses.

Figure 11: pompe hydraulique « H.P »

c. pompe d’alimentation en carburant

La pompe de transfert est entraînée par l'arbre de la pompe H.P.

C'est une pompe à engrenage comportant un limiteur de sécurité réglé entre 6,20 et 7,60 bar.

La pression de fuel n'est pas contrôlée par ce limiteur. C'est le régulateur situé sur le retour

des galeries d'alimentation qui stabilise la pression entre 3,15 et 4,15 bar.

Le fuel en sortie de la pompe, traverse l'ECM, un filtre 2μ et les galeries du collecteur, pour

alimenter les injecteurs.

d. injecteur pompe (HEUI)

L'injecteur HEUI remplit quatre fonctions. L'injecteur HEUI met sous pression l'alimentation

en carburant de 450 kPa (66 psi) à 175 MPa (25400 psi). L'injecteur HEUI fonctionne comme

Rebhi Med Khames Page 18

atomiseur en pompant le carburant à haute pression par des trous d'ajutage dans l'extrémité de

l'injecteur pompe. L'injecteur HEUI fournit la bonne quantité de carburant atomisé dans la

chambre de combustion et l'injecteur HEUI dissémine le carburant atomisé en parts égales

dans toute la chambre de combustion. Les injecteurs pompe des moteurs HEUI sont des

systèmes de grande précision, ils sont fabriqués avec beaucoup de soin, seulement

0,09% d'anomalies recensées. Ils sont munis de trois organes principaux qui seront traités en

détail (figure 12).

A. Le corps de commande : contient le solénoïde, l'armature et le clapet de distribution d'huile

qui commande l'élément de pompage.

B. L'élément de pompage : contient le poussoir amplificateur, le barillet et le piston.

C. Le nez d'injecteur : contient l'aiguille, le diffuseur de carburant et trois clapets anti-retour.

Dès que la pression de fuel atteint 315 bar l'aiguille d'injecteur se soulève. Le fuel est

pulvérisé dans la chambre de combustion au travers des 6 trous de diamètre 0,252 mm,

répartis à 140°. La fin d'injection intervient dès que la pression chute en dessous de

210 bar. Le clapet anti-retour de refoulement évite le passage des gaz de compression et

maintient une pression résiduelle de 210 bar dans le nez d'injecteur.

Figure 12 : Injecteur HEUI

Rebhi Med Khames Page 19

(1) Solénoïde

(2) Ressort induit

(3) Induit

(4) Goupille posée

(5) Ressort de tiroir

(6) Distributeur à tiroir

(7) Bille anti retour pour piston multiplicateur

(8) Piston multiplicateur

(9) Ressort de rappel

(10) Plongeur

(11) Fût

(12) Carter d'injecteur

(13) Examen remplissage d'entrée

(14) Arrêt

(15) Ressort d'injecteur

(16) Piston de réglage

(17) Manchon

(18) Clapet anti retour à débit inverse

(19) Clapet anti retour de l'injecteur

(20) Buse

Déroulement de l’injection :

L'injecteur HEUI fonctionne avec un cycle d'injection en cinq phases (voir figure13).

Pré-injection

Injection pilote

Retard à l'injection

Injection principale

Remplissage

Rebhi Med Khames Page 20

Figure 13:Cycle d'injection

Les pannes des injecteurs HEUI :

i. Obturation du filtre

L'accumulation de particules solides à l'entrée de l'injecteur va progressivement obturer le

filtre et donc créer une restriction. Tant que cette restriction est faible, l'ECM va compenser

par un temps d'ouverture de l'injecteur supérieur. A bas régime, l'effet sera imperceptible,

mais à haut régime, lorsque l'injecteur est censé débiter au maximum, le débit risque d'être

limité. En conséquence, le mélange risque d'être trop pauvre et conduire à une surchauffe...

ii. Défaut de solénoïde

Sous l'effet de températures excessives ou de vibration, le solénoïde peut se dégrader et son

impédance évoluer. Ce qui peut se traduire par un manque de puissance pour ouvrir la vanne

et donc un retard entre la commande d'ouverture et l'ouverture elle-même. Il est possible de

mesurer l'impédance du solénoïde, mais le défaut peut être fugitif et difficile à mesurer.

iii. Grippage du noyau plongeur

Sous l'effet de l'accumulation de dépôts dans le carburant, le noyau qui coulisse dans un

manchon ajusté peut "gripper". Ce qui se traduit par un retard entre la commande d'ouverture

et l'ouverture elle-même, mais aussi entre la commande de fermeture et la fermeture elle-

même.

Rebhi Med Khames Page 21

iv. Défaut d'étanchéité

L'ajustement siège/aiguille est très précis (tolérance de quelques dizaines de microns). En cas

de défaut, il subsiste une fuite qui se traduit par un ralenti instable, et même par de l'auto

allumage.

v. Défaut de buse

Théoriquement, une buse ne s'use pas. En revanche elle peut se colmater au cours du temps.

Deux phénomènes peuvent alors se produire : une restriction se forme et les mêmes

symptômes que ceux décrits plus haut en cas d'obturation du filtre sont à craindre. Il se peut

aussi que ce colmatage soit irrégulier, ce qui conduit à une modification de la forme du jet.

Dans ce cas, le carburant est projeté sur les conduits d'admission ou il risque de se vaporiser

instantanément en créant une surpression locale. Si la vaporisation ne se fait pas, on peut au

contraire craindre la formation de gouttes qui auront du mal à se mélanger à l'air. Un

nettoyage peut résoudre le problème.

II. Les bancs d’essai :

1. Définition :

Banc d’essai est un système physique permettant de mettre un produit en conditions

d'utilisation paramétrables et contrôlées afin d'observer et mesurer son comportement. Le

banc de test est largement utilisé dans l'industrie, au point de représenter une part importante

du budget de développement d'un produit. Les tests sont essentiellement destinés à vérifier

les fonctionnalités du produit à l'état de carte électronique mais aussi sous la forme définitive

("produit fini"), ce sont alors de bancs de tests fonctionnels. Les besoins de test étant très

différents selon le format définitif du produit à tester, il est d'usage de développer une

interface spécifique pour chaque gamme de produit.

2. Bancs d’essai actuels

IL existe plusieurs type de banc dans le marché on va monter quelques un :

TK 1024 Injec-tester : est conçu pour les tests des injecteurs HEUI et pour le

diagnostic de défauts et pour dire si la réparation est possible ou non (figure14).

Rebhi Med Khames Page 22

Figure 14: Banc D’essai TK 1024

Prix : entre 10000$ et 20000$

Caractéristiques :

1. contrôlé en temps réel ;

2. quantité d'huile est mesurée par le capteur et affiché sur l'écran LCD;

3. injection réglable ;

4. le signal et la fréquence de commande sont réglables ;

5. court-circuit de protection en fonctionnement ;

6. le temps d'injection peut être réglé ;

7. Peut tester : c7, c9 et d'autres.

HEUI banc d'essai HUS-2000 : Le HUS-2000 est banc d'essai pour tester un

maximum de quatre injecteurs HEUI pour les moteurs suivants (figure 15) :

Navistar T444E, DT466E, I530E Ford 7.3L power stroke, Chenille 3126b

Chenille 3408/3412

Chenille c7/c9

Ford 6.0L power stroke moteur injecteurs HEUI

Rebhi Med Khames Page 23

Figure 15: Banc HEUI d'essai HUS-2000

Prix : entre 5000 et 15000 $

CR-XZ816 banc d'essai : CR-XZ816 banc d'essai est un dispositif spécial pour tester

la performance de haute-pression d'injection, contrôlée par informatique industrielle,

système d'exploitation Windows. La quantité d'huile est mesurée par haute-précision

débitmètre capteurs et affiché sur l'écran de l'ordinateur. Toutes les données peuvent être

recherchées, sauvé, modifié et fait en base de données. La base de données sera mis à jour

pour libre. Il permet de tester des injecteurs Common Rail de, Siemens, Denso. (figure 16)

Rebhi Med Khames Page 24

Figure 16: Banc d'essai CR-XZ816

Prix : $8965

Détails du banc :

Puissance : 11 kW, 15 kW, 18.5 kW

Largeur du modèle : 80 cm

Longueur du modèle : 195 cm

Hauteur du modèle : 155 cm

Type de matériaux : Acier

Poids : 1200 kg

Voltage : 220/380 V

Conclusion

Ce chapitre a été consacré pour présenter les préliminaires et les outils nécessaires pour la

suite du travail tels que le cahier de charge, les différentes composantes du système et les

modes de fonctionnement.

Rebhi Med Khames Page 25

CHAPITRE III :

Problématique et

Analyse Fonctionnelle

Rebhi Med Khames Page 26

I. Introduction

L’étude de conception d’un tel produit nécessite une pré-étude dans laquelle on fait une

présentation des besoins et du cahier de charge afin d’avoir les solutions convenable. Cette

partie fait appel à des connaissances mécaniques et technologiques très précieuses.

On se propose dans ce chapitre d’analyser le produit de manière systématique en l’examinant

aussi bien de l’extérieur par l’Analyse Fonctionnelle de Besoin (AFB) que de l’intérieur par

l’Analyse Fonctionnelle Technique (AFT) ce qui permet d’atteindre les objectifs suivants :

- Identifier et exprimer le besoin à satisfaire,

- Bien positionner le système dans son environnement,

- Structure et organiser la conduite du processus de conception,

- Rédiger le cahier des charges fonctionnel du projet.

II. Problématique :

La société Caterpillar souhaite s’équiper d’un Banc D’essai d’injecteur HEUI. Ce système

étant cher, alors elle nous a proposé de réaliser une étude de conception avec pour contrainte

un coût minimum.

III. Expression du besoin

Avant d’aborder la recherche des solutions pouvant répondre au besoin de l’entreprise, il est

indispensable d’analyser ce besoin afin de dégager les fonctions que doivent assurer le produit

à concevoir et de les caractériser par des critères traduis en grandeurs physiques (figure 17).

Figure 17: Analyse fonctionnelle globale

Opérateur Réglage Énergie électrique

Tester les injecteurs

HEUI

Banc d’essai pour injecteurs

Injecteurs HEUI non

testés

Injecteurs HEUI

testés

Rebhi Med Khames Page 27

1. Besoin exprimé-besoin caractérisé

Réalisation d’un banc d’essai pour les injecteurs HEUI pour s’assure de leur fonctionnement.

2. Graphe des prestations – "bête à cornes"

Il s'agit d'expliciter l'exigence fondamentale qui justifie la conception du produit.

Pour cela, il est essentiel de se poser les trois questions suivantes :

-A quoi (à qui) le produit rend-il service ? « À celui qui l’utilise : le client utilisateur »

-Sur qui (sur quoi) agit-il ? « Sur l’état d’une matière d’œuvre »

-Dans quel but ? « Pour satisfaire le besoin exprimé »

Ces trois questions sont organisées dans l’outil « bête à cornes » (figure 18) :

Figure18: l’outil « bête à cornes »

A qui rend-il service ?

L’ouvrier

Ou

l’entreprise

Sur quoi agit-il ?

Injecteurs

de type HEUI

Banc d’essai

Permettre l’ouvrier de

tester les injecteurs.

Dans quel but ?

Rebhi Med Khames Page 28

3. Validation des besoins

Pour valider le besoin il faut poser les questions suivantes :

* Pourquoi ce besoin existe-il ?

- Pour s’assurer du bon fonctionnement des injecteurs.

- Pour améliorer la qualité du travail effectué.

* Qu’est-ce qui pourrait le faire évoluer ?

-Possibilité de tester plusieurs types d’injecteur

-Possibilité de tester les injecteurs directement sur le moteur

-Possibilité d’automatisation du test

*Qu’est-ce qui pourrait le faire disparaître ?

-Disparition de la technologie HEUI

Conclusion Le besoin est exprimé, caractérisé et validé, on parle de Prestation, il est maintenant possible

de procéder à l'analyse fonctionnelle du besoin.

IV. Analyse fonctionnelle du besoin.

1. Présentation

L'analyse fonctionnelle du besoin, permet de caractériser les fonctions de service attendues et

générées par l'usage du produit.

On a vu que le besoin exprimé par PARENIN est satisfait si lors de son utilisation le produit

répond à ses attentes. Il s'agit donc d'étudier le produit en situation d'utilisation, dans un

milieu environnant.

Il faut en particulier imaginer les interactions du produit avec son environnement. On

considère le produit comme "générateur de services", d'où le nom de fonctions de service

entre le produit et les éléments du milieu extérieur.

« Diagramme de pieuvre »

Il s’agit dans cette étape d’énoncerai les fonctions des services qu’offre le produit pour

satisfaire le besoin.

Rebhi Med Khames Page 29

FP1

FC4

FC7

FC5

FC2

FC1

FC6

FC3

Pour ces fonctions, il faut établir les relations existantes entre le produit et son environnement

(figure 19).Ces relations sont de deux types :

Les fonctions principales (FP) : Elles représentent la raison d’être du produit.

Les fonctions complémentaires (FC).

Figure 19: « DIAGRAMME DE PIEUVE »

2. Recherche de fonction de service

FP1 : Permettre à l’utilisateur de tester les injecteurs.

FC1 : S’adapter à l’énergie disponible.

FC2 : Protéger l’utilisateur contre les dangers

FC3 : Simplifier la manipulation

FC4 : Etre facile à entretenir

FC5 : Avoir un cout minimal

FC6 : S’adapter à l’environnement

FC7 : Avoir un design attirant

Banc d’essai

pour

injecteur

Injecteur

HEUI

Energie

Maintenance

Esthétique

Cout

Sécurité

Environnement

Ouvrier

Rebhi Med Khames Page 30

3. Caractérisation des fonctions de services : « cahier de charge fonctionnel »

Une fois les fonctions de services identifiées, il faut définir les critères de choix d’une

solution technologique. Cette caractérisation permet de préciser le niveau de chaque critère et

de donner ses degrés de flexibilité. La prise en compte de la flexibilité des niveaux constitue

une caractéristique fondamentale du cahier de charge fonctionnel. L’indication de cette

flexibilité peut s’exprimer qualitativement par des classes de flexibilité et/ou quantitativement

sous forme de limites d’acceptation (tableau 1). On définit :

*Critère d’appréciation : caractère retenu pour apprécier la manière dont une fonction est

remplie ou une contrainte respectée.

*Niveau : grandeur repérée sur une échelle adoptée pour un critère d'appréciation d'une

fonction.

*Flexibilité : ensemble d'indications exprimées par le demandeur sur les possibilités de

moduler le niveau recherché pour un critère d’appréciation.

*Classes de flexibilité :

Classe F0 : Flexibilité nulle, niveau impératif

Classe F1 : Flexibilité faible, niveau peu négociable

Classe F2 : Flexibilité bonne, niveau négociable

Classe F3 : Flexibilité forte, niveau très négociable

Fonctions de services Critères

d’appréciations

Niveaux Classe de

flexibilité

FP1 : Permettre à

l’utilisateur de tester

les injecteurs.

– durée du test

– Qualité

– Quantité

– 10 minutes maximum

– Contrôle visuel du jet

de carburant

– Contrôle visuel du

volume injecté

F2

F1

F1

FC1 : S’adapter à

l’énergie disponible.

-Réseaux électriques 220-380 F1

FC2 : Protéger

l’utilisateur contre les

dangers

- Les organes en

mouvement

Sécurité

F0

Rebhi Med Khames Page 31

- Le câblage électrique

- L’inflammation de

diesel pulvérisé

Sécurité

Sécurité

F0

F0

FC3 : Simplifier

la manipulation

-Positionnement des

injecteurs

-Commande

Facile

Facile

F2

F2

FC4 : Etre facile à

entretenir

-Durée d’entretien

-Pièces de rechanges

Courte

Disponible

F2

F2

FC5 : Avoir un cout

minimal

-Prix Acceptable F1

FC6 : S’adapter à

l’environnement

- Émission

Moindre d’émission F1

FC7 : Avoir un design

attirant

-Couleur

-Forme

Couleur attirant

Forme simple

F2

F2

Tableau 1: Cahier de charge fonctionnel

4. Hiérarchisation des fonctions de service :

Cette étape permet de mettre en valeur les fonctions qui ont plus d’importance en utilisant la

méthode de tri croisé afin d’optimiser le choix technologique et agir sur le coût du projet

(tableau 2).

Pour chaque couple de fonctions, on utilise une variable réelle positive qui quantifie le degré

d’importance relative comme suit :

0 : Niveau égal

1 : légèrement supérieur.

Rebhi Med Khames Page 32

2 : Moyennement supérieure.

3: Nettement supérieure.

Tableau 2: HIERARCHISATION DES FONCTIONS DE SERVICE

Le résultat de la hiérarchisation des fonctions de service est présenté sous la forme d’un

Histogramme des souhaits (figure 20) qui résulte en effet de la comparaison des différentes

fonctions de service par la méthode du tri croisé

Figure 20 Histogramme des souhaits

0

5

10

15

20

25

30

FP1 FC2 FC 3 FC1 FC4 FC5 FC6 FC7

Série 1

Fc1 Fc2 Fc3 Fc4 Fc5 Fc6 Fc7 Total %

FP1 Fp1 :2 Fc2 :2 Fp1 :2 Fp1 :2 Fp1 :2 Fp1:2 Fp1 :3 13 25.5

Fc1 Fc2 :2 Fc1 :1 Fc1 :1 Fc1 :1 Fc1 :2 Fc1 :2 7 13.73

Fc2 Fc2 :2 Fc2 :2 Fc2 :2 Fc2 :2 Fc2 :3 11 21.5

Fc3 Fc3 :2 Fc3 :2 Fc3 :2 Fc3 :2 8 15.7

Fc4 Fc4 :2 Fc4 :2 Fc4 :2 6 11.78

Fc5 Fc5 :2 Fc5 :2 4 7.84

Fc6 Fc6 :2 2 3.95

Fc7 0 0

51 100%

Rebhi Med Khames Page 33

V. Analyse Fonctionnelle Technique(AFT)

On vise, à travers l’analyse fonctionnelle technique, à observer la manière selon laquelle le

système rendra les services attendus. Pour atteindre cet objectif, nous menons une analyse

intérieure du produit qui conduira à la définition des fonctions techniques dont la conjugaison

permet la réalisation des fonctions de service identifiées lors de l’AFB. Nous proposons

d’utiliser l’outil FAST qui présente une méthode de représentation et d’analyse descendante

en traduisant chaque fonction de service (exprimée en langage utilisateur) par une réunion de

fonction technique (exprimé en langage concepteur) de plus en plus élémentaire.

Pour établir l’AFT il faut :

-Chercher pour chaque fonction de service des solutions globales qui permettent de

l’effectuer. Ceci ne peut être fait que s’il y’a, d’une part, un groupement d’idées à partir

duquel on s’ouvre sur des voies multiples de solutions et d’autre part, par le développement

de ces voies en les ramifiant à des associations en fonctions techniques.

-Étudier chaque solution globale en développant, chaque solution technique jusqu’à atteindre

la solution la plus élémentaire. Chaque fonction technique doit subir des critères qui dérivent

de ceux qui sont liés aux fonctions de service.

-Évaluer les solutions et mettre en place les modèles nécessaires qui permettant de valider ces

solutions à partir des critères imposés aux fonctions de service.

Ainsi pour aboutir à une meilleure solution, il est judicieux d’adopter une démarche

rationnelle qui vise la sélection des choix possibles à partir des critères exigés.

Recherche des solutions TECHNOLOGIQUES : « diagramme F.A.S.T »

Pour une solution technologique, ce diagramme permet de représenter de façon synthétique un

enchaînement hiérarchisé des fonctions techniques. A partir d’une fonction donnée il s’établit

en répondant aux questions : Pourquoi ?, Quand ?, Comment ? (figure 21 et 22)

Figure 21:L'enchaînement hiérarchisé des fonctions techniques

Rebhi Med Khames Page 34

FC1 : S’adapter à l’énergie

disponible.

Réseau électrique

Fréquence

Voltage et

Ampérage

FC2 : Protéger l’utilisateur

contre les dangers

Sécurité contre les

organes en

mouvement

Sécurité contre le

câblage électrique

Sécurité contre

l’inflammation de

Diesel pulvérisé

Organes en

mouvement

cachées

Câblage

électrique

caché

Injection dans

milieu

transparent

FC3 : Simplifier la manipulation

Positionnement des

injecteurs

Commande

Collecteur

spéciale pour les

injecteurs HEUI

Circuit de

commande

électronique

Rebhi Med Khames Page 35

FC4 : Etre facile à entretenir

Durée d’entretient

courte

Pièces de rechanges

Conception suivant

les pièces standards

disponibles

Diminuer

l’encombrement

(conception simple)

FC5 : Avoir un cout minimal

Outillages

standards

Faire un compromis entre les qualités des piéces

et leur prix

FC6 : S’adapter à

l’environnement

Moins d’emission

Circuits des fluides

fermés

FC7 : Avoir un design attirant

Couleur attirant

Forme attirant

Rebhi Med Khames Page 36

Mise en position de

l’injecteur

-Module de

commande

electronique ECM

-Support et collecteur

pour l’injecteur HEUI

Maintenir la pression

de commande

-Réservoir d’huile

-Pompe Haute

pression

-Moteur électrique

-Engrenage

-Conduites

-Régulateur de

pression

Manomètre Contrôler la pression

de commande

FP1 : Permettre à

l’utilisateur de tester les

injecteurs.

Circuit de commande

electronique

Circuit de commande

Hydraulique

Créer une pression

dans le circuit d’huile

Rebhi Med Khames Page 37

Figure 22: « diagramme F.A.S.T »

Conclusion :

Nous allons aborder dans ce chapitre les outils et les concepts qui vont nous permettre

d’approfondir la description et la compréhension des systèmes. Le formalisme et les outils de

représentation que nous allons employer sont ceux utilisés dans l’industrie en phase de projet

ou de conception. L’utilisation rigoureuse des démarches et des outils que nous allons

explorer permet faire la conception dans les chapitres suivants sans ambiguïté.

Circuit d’alimentation

de carburant

Alimenter l’injecteur

HEUI par le carburant

-Réservoir de

carburant

-Pompe

-Moteur électrique

Maintenir la pression

de service

-Conduites

-Régulateur de

pression

Contrôler la pression

de service

Manomètre

Qualifier L’injecteur

Contrôler la Quantité

de carburant injecté

Contrôler la Qualité de

carburant injecté

Eprouvette graduée

Récipient transparent

Rebhi Med Khames Page 38

CHAPITRE IV:

Système

d’alimentation et de

commande du banc

Rebhi Med Khames Page 39

Introduction :

Dans le domaine de l’électronique, le module de commande électronique (ECM) désigne un

calculateur embarqué ou système embarqué qui commande des dispositifs physiques au sein

d'une machine dans les domaines automobile (voitures, bus, cars, camions ou engins de

chantier, aéronautique, industriel, médical, militaire, électroménager, etc.

Dans ce chapitre nous avons étudié les commandes de l’injecteur et de moteur électrique.

I. Commande de l’injecteur

La quantité de carburant est contrôlée par la variation du temps d'excitation du solénoïde

d'injecteur (figure23). Cette durée est variable par l'ECM pour fournir la quantité appropriée

de carburant. La pression de commande intervient aussi pour déterminer le débit injecté. Deux

niveaux de courant apparaissent sur cette courbe :

Figure 23:Courbe d’excitation

1. Le courant d'appel est d'une plus grande intensité, car il faut vaincre le déplacement de

l'armature contre son ressort pour ouvrir le clapet.

2. Le courant (de maintien) diminue lorsque le clapet de commande est ouvert, cela réduit la

chaleur et augmente la durée de vie du solénoïde.

L’injecteur est alimenté avec une tension de 105V. Pour cette raison il est impératif de

prendre des précautions lors des interventions. Il est alimenté avec un courant de 5A pour

Rebhi Med Khames Page 40

ouvrir rapidement le clapet de commande. Il est maintenu ouvert avec un courant haché (pour

éviter un échauffement excessif de l'enroulement du solénoïde) de 3A. Si l'ECM détecte une

anomalie sur le solénoïde, ou sur le faisceau d'alimentation d'un injecteur (ouvert ou court-

circuit), il coupe son alimentation et affiche un code défaut. Par contre il le remettra

régulièrement en service pour analyser si le défaut est toujours présent.

Pour commander le fonctionnement de l’injecteur électronique (durée d’injection nombre

d’injection durant un test), nous avons trouvé comme solutions un simulateur d’ECM qui est

appelé « Testeur injecteur CRIT », ce simulateur peut tester commander notre injecteur

comme l’ECM.

1. Fonctionnement de CRIT :

Le Testeur injecteur (CRIT) permet le contrôle des paramètres nécessaires à l'évaluation

correcte de l'injection suivant une conduite donnée : la livraison, la qualité de l'injection, jet,

pré-injection et etc.

Caractéristiques

- Il entraîne tous les injecteurs à solénoïde Bosch, Denso, Delphi, ainsi que les types

piézoélectriques (Bosch et Siemens).

- entraînement à haute tension initiale pour Bosch et Denso injecteurs à solénoïde.

- entraînement de basse tension pour les injecteurs Delphi électrovannes.

- entraînement à haute tension pour Bosch et Siemens injecteurs piézo-électriques.

- Il possède les paramètres nécessaires pour l'ouverture de l'injecteur selon les plans de test.

Permet de définir les paramètres suivants :

- largeur d'impulsion

- Durée du test (nombre d'impulsions)

. -Peut générer une impulsion unique avec une largeur d'impulsion prédéfinie

- Peut mesurer la résistance active de tous les injecteurs électrovannes. Plage de mesure est

0.05 Ω à 10 Ω.

-Peut mesurer l'inductance de tous les injecteurs électrovannes. Plage de mesure est 10μH ÷

10mH.

2. Spécifications techniques :

Nombre d'injecteurs connectés simultanément 1

Entraînement à haute tension pour l'ouverture initiale de Bosch et Denso injecteurs à

solénoïde 70V

Entraînement à basse tension pour Delphi injecteurs à solénoïde 12V

Entraînement de haute tension pour Bosch et Siemens injecteurs piézo-électriques

160V

Rebhi Med Khames Page 41

La largeur d'impulsion 160μS à 2000μS avec 50μS étapes

La durée du test (nombre d'impulsions) 200 à 4800

la fréquence d'entraînement de l'injecteur 16,6 Hz (fixe)

Source de courant 220 à 240V 50 / 60Hz du secteur

Injecteurs à solénoïde Maximum voiture actuelle 30A

Injecteurs piézo-électriques maximales voiture actuelle 15A

Mesure de la résistance 0.05ohms à 10ohms

Mesure inductance 10μH à 10mH

Indication LED indiquent le mode sélectionné en cours

Exposition Grand écran LCD de 20x4 (figure 24)

Dimensions 230mm x 205mm x 80mm (figure 25)

Poids 2 kg

Figure 24: Vue de face de CRIT

Figure 25: Vue d’arrière de CRIT

Rebhi Med Khames Page 42

II. Commande de Moteur :

Le pilotage de la vitesse de rotation du moteur électrique est possible grâce au variateur de

fréquence ce qui permet de la régulation de la pression au niveau du circuit hydraulique

Le montage du variateur (monophasé) avec le moteur électrique (triphasé) se fait de la

manière suivante :

-Pour protéger le variateur un disjoncteur monophasé doit être ajouté au circuit

-Les bornes d’entrée du variateur sont reliées sur les bornes (L) et (N) du disjoncteur.

-Les bornes de sortie T1, T2 et T3 sont connectées aux bornes U, V et W du moteur.

Afin de ne pas endommager le variateur, il ne faut pas brancher les bornes de sortie T1, T2 et

T3 à une source d’alimentation (figure 26).

Figure 26 : Branchement du moteur

Rebhi Med Khames Page 43

Conclusion :

Le but de ce chapitre est de choisir un système de commande du banc pour asservir le fonctionnement

de l’injecteur à tester aux consignes d’essais. Dans le chapitre suivant nous aborderons l’étude de conception et dimensionnement du banc.

Rebhi Med Khames Page 44

CHAPITRE V : Étude

de conception et

dimensionnement

Rebhi Med Khames Page 45

Introduction

Ce chapitre est consacré à l’étude technologique du banc d’essai, nous l’aborderons par le

choix de la bonne solution. Ainsi les choix de matériaux sera présenté par la suite au

dimensionnement et au calcul des organes, en tenant compte de l’espace disponible et des

autres contraintes.

La seconde étape consiste à concevoir la réalisation avec le logiciel Solidworks pour la

conception de notre banc d’essai HEUI, et on fait tenir compte des contraintes de réalisations

et la stabilité d’ensemble de la structure.

Le banc se compose globalement de :

-Un moteur

-Une pompe hydraulique haute pression et pompe d’alimentation

-Un châssis

-collecteur d’un injecteur C7

-Deux réservoirs un pour le carburant l’autre pour l’huile

-Deux manomètres

-Deux limiteurs de pression

-Module de commande électronique ECM

-Deux filtres…

I. Description et fonctionnement :

L’alimentation du moteur électrique en courant permet l’entrainement des deux

pompes (pompe à huile haute pression et la pompe de transfert du carburant) ce qui permet

l’apport de l’huile sous pression au niveau de l’injecteur et le carburant à basse pression qui

sera ensuite pulvériser à haute pression lors de l’alimentation du solénoïde de l’injecteur en

courant.

Figure 27: schéma de fonctionnement du BANC HEUI

Rebhi Med Khames Page 46

1-Mettre le banc sous tension

2-Placer l’injecteur dans le collecteur

3-Mettre le robinet dans la position d’injection

4-Mettre le moteur sous tension

5-Activer le cycle d’essai d’injection

6-Contrôler le jet dans le récipient et l’éprouvette à essai.

7-Couper la tension du moteur

8-Mettre le robinet dans la position de purge

9-Démonter l’injecteur du collecteur

II. Calculs et dimensionnements des différents composants du banc :

1. Choix de la pompe hydraulique :

Pour le circuit d’huile on est besoin d’une pompe haute pression pouvant fournir une pression

de service jusqu’à 200 bar et un débit de 5 l/min.

Pour l’alimentation du circuit en carburant on est besoin d’une pompe fournissant le carburant

jusqu'à une pression de 4.5 bar et un débit de 12 l/min.

Dans la société CATERPILLAR on a trouvé (figure 28):

Une pompe à huile de débit 8.5 l/min à 5000 tr /min (pression de service jusqu’à 280 bar)

Une pompe de transfert de débit 20 l/min à 5000 tr/min (pression de service jusqu’à 5 bar)

La pompe de transfert est entraînée par l'arbre de la pompe H.P.

Figure 28: La pompe hydraulique d'injecteur pompe

Rebhi Med Khames Page 47

2. Choix du moteur :

Le choix du moteur est basé à la puissance absorbée par la pompe qui détermine la puissance

délivrée par le moteur et donc aussi la puissance absorbée au réseau. Il faut donc prendre

garde à ce que le moteur a une puissance suffisante pour satisfaire toutes les situations de

fonctionnement de l'installation.

i. Dimensionnement :

La puissance d’entraînement d’une pompe hydraulique est donnée par:

P: puissance en kW

p: pression en bar

Q: débit en l/min

n : rendement total de la pompe

Pour la pompe d’huile haute pression :

On calcule P avec le maximum de p et celui de Q dans la gamme de mesure:

p=200 bar

Q=5 L/min

n=0.9

P= (5*200)/ (600*0.9)=1 .85kW

Pour la pompe de transfert de carburant :

On calcule P avec le maximum de p et celui de Q dans la gamme de mesure:

p=5bar

Q=12 L/min

n=0.9

P=(7*5)/(600*0.9)=0.06kW

Donc on est besoin d’un moteur de puissance

P=(1.85+0.11)/0.95=2.01kW

Avec rendement d’engrenage égal à 0.95

Rebhi Med Khames Page 48

ii. Choix : d’après les normes standards (figure 29), on choisit un moteur qui a une puissance la plus proche et supérieure de celle calculée. On prend en considération les choix technique de montage de moteur (voir annexe 1).

Figure 29:Caractéristiques du moteur

3. Choix d’engrenage :

Le mouvement du moteur C7 est transmis vers la pompe hydraulique avec un train

d’engrenage de rapport égale à 1,167 et de module égale à 2 mm (largeur 10 mm). Le nombre

de dents du pignon de pompe est Z=31

Pour simplifier la manipulation du banc, on va travailler avec un rapport égal à 1 donc le

nombre de dents du pignon motrice est Z=31 et de module égale à 2 mm

Puissance et couple transmissibles par l’égrenage :

Ils sont liés par la formule :

P : puissance transmise en watts

C : couple transmis en N.m

ω : vitesse de rotation en rad/s

N : vitesse de rotation en tr/min

La vitesse de rotation nominale est 3000 tr /min

Au démarrage le couple moteur est plus important que le couple nominale :

Rebhi Med Khames Page 49

Le couple à transmettre n’est pas important donc on peut prendre comme solution pour le

montage du pignon moteur une goupille cylindrique :

Dimensionnement de la goupille cylindrique :

Calcul de goupille au cisaillement :

Données :

C : couple à transmettre (N.mm)

Nb : nombre de surfaces cisaillées

d: diamètre du goupille cylindrique (mm)

D : diamètre de l’arbre moteur (mm)

Fc : force de cisaillement de goupille (N)

Sc : aire cisaillée de goupille (mm)

Rpg : résistance pratique au cisaillement du matériau de goupille (N/mm2)

(Rpg ≈ Re/2 avec Re limite élastique du matériau)

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Les matériaux pour la fabrication de goupille sont les aciers de construction

mécanique (tableau 3):

Nuance

Re (MPa) Rm (MPa)

EN 10027 NF A 35-573/4

E295 (1.0050) A50 295 500

E335 (1.0060) A60 335 600

E360 (1.0070) A70 360 730

Tableau 3: Caractéristiques mécaniques des aciers de construction mécanique

Notre choix est E335 (1.0060) alors :

D’après le guide dessinateur on a trouvé que le plus proche diamètre de goupille cylindrique

(supérieur) de celle calculé est égal à 3

Choix de pignon moteur :

Pour choisir le pignon (figure 30) il faut prendre en considération leur montage.

Forme : Avec moyeu

Nombre de dents : 31

d1 H7 (mm):12

d2 (mm):66

d3 (mm):40

l1 (mm):15

b (mm):16

Figure 30 : Vue en coupe des pignons

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Référence : A-32-31-1 (voir annexe 2)

4. Dimensionnements du circuit d’alimentation de diesel :

Le circuit d'alimentation basse pression (figure 31) remplit deux fonctions : Il alimente les

injecteurs en carburant pour la combustion. Il fournit également le carburant à débit rapide

pour éliminer l'air du circuit.

Le circuit basse pression du carburant comporte cinq composants vitaux :

Réservoir de carburant

Filtre à carburant /séparateur d'eau

Pompe d'alimentation

Régulateur de pression de carburant

Manomètre

Figure 31 : Circuit de carburant

Rebhi Med Khames Page 52

i. Choix de la tuyauterie pour le circuit de carburant :

On a une pompe de débit maximal 12 L/min, Le débit le plus élevé pour cette pompe est de

Q = 0.2L/s = 0.0002 mᶟ/s. En retenant une vitesse de circulation de 4m/s car la vitesse de

circulation du fluide à l’intérieur des conduites peut avoir comme valeur :

- 4 à 6 m/s dans les conduites de pression.

- 2 m/s dans les conduites de retour.

Il faut une section de :

Pour un cercle :

2

On va travailler avec des tubes flexibles de marque « Swagelok » de diamètre intérieur 7.1

mm et de diamètre extérieur 13.5 mm et pression de service (entre –200 et 37°) 213 bar.

Référence : SS-FM4SL4PM4-12 et SS-FM4SL4PM4-36 (voir annexe 3)

ii. Calcule du volume de réservoir du carburant :

Le réservoir de carburant (figure 33) sera placé dans le deuxième étage.

On va travailler avec un réservoir de capacité 5 litres donc pour surestimer la conception du

réservoir on fait un petit calcul :

Prenant un carré d’arrête de 20cm et la hauteur de 12.5cm on aura donc un volume de :

V=20 * 20 * 12.5 = 5000 cm3

V= 5.0 litres

Bouchon : pour la fermeture de réservoir, on est besoin d’un bouchon (figure32) de

diamètre 100 mm (couleur vert), donc on l’a choisi avec la référence

TWF4.01/4.13YW1 (voir annexe 4).

Figure 32: Dessin technique de bouchon

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Indicateur de niveau : pour contrôler le niveau de carburant dans le réservoir on est

besoin d’un indicateur de niveau qui a une longueur maximal 120 mm, donc on a

choisi un indicateur de référence 28000-107610 et de marque « Norelem » (voir

annexe 5)

Écrou pas de gaz 3/8

Écrou pas de gaz ¼

Té pas de gaz ¼ 2 femelles/male

Figure 33: Réservoir de carburant

iii. Régulateur de pression de carburant :

La sécurité de circuit de carburant exige la présence des appareils qui ont pour fonction de limiter la

pression (figure 34) afin de protéger les appareils et les tuyauteries. Les limiteurs de pression sont

utilisés pour régler la pression maximale de service

Pour le circuit de carburant ont à une pression maximale de 5 bar, donc on a choisi un limiteur de la

marque « REXROTH » de référence :

Limiteur de pression en ligne R900423718 (voir annexes 6)

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Figure 34: Limiteur de pression en ligne R900423718

iv. Filtre à carburant /séparateur d'eau :

Le carburant est tiré du réservoir de carburant et s'écoule à travers un filtre à carburant de

treize microns/séparateur d'eau (figure 35). Le filtre à carburant /séparateur d'eau extrait de

gros débris du carburant.

Fabricant ASCO NUMATICS

Désignation Filtre-G3/8-type Modulaire 112

Référence 34203008 (voir annexes 7)

Figure 35: Filtre-G3/8-type Modulaire 112

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v. Composants nécessaires de circuit de carburant :

-2 flexibles 3/8 male et 6 flexibles 1/4

-Raccord 3/8-1/4

-Té 2 femelles /male

-Croix 3 femelles/male

-Manomètre

5. Dimensionnements du circuit d’huile de commande :

Le circuit de commande d'injection (figure 36) remplit deux fonctions. Il fournit l'huile à

haute pression pour actionner les injecteurs et il régule également la pression d'injection qui

est produite par les injecteurs pompes en modifiant la pression de commande d’huile.

L'huile s'écoule (de réservoir) dans l'orifice d'admission de la pompe hydraulique d'injecteur

pompe et remplit le réservoir de la pompe. Le réservoir de la pompe alimente la pompe

hydraulique d'injecteur pompe en huile lors de la mise route. L'huile d'actionnement qui est

sous haute pression s'écoule de la pompe hydraulique d'injecteur pompe par la conduite à

l’injecteur. L'huile est retenue dans la conduite d'huile à haute pression jusqu'à ce qu’il soit

utilisé par l’injecteur pompe.

L'huile que l’injecteurs pompe a laissé s'échapper est expulsée sous le collecteur supérieure.

Cette huile retourne au réservoir.

Le circuit de commande d'injection comporte six composants vitaux :

Réservoir d’huile

Filtre à Huile

Pompe de commande haute pression

Régulateur de pression d’huile

Manomètre

Robinet à deux voies de purge

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Figure 36: Circuit d’huile de commande

i. Choix de la tuyauterie pour le circuit d’huile

On a une pompe de débit maximal 5 L/min Le débit le plus élevé pour cette pompe est

Q = 0.083 l/s= 0.000083 m3/s En retenons une vitesse de circulation de 4 m/s car la vitesse de

circulation du fluide à l’intérieur des conduites peut avoir comme valeur :

- 4 à 6 m/s dans les conduites de pression.

- 2 m/s dans les conduites de retour.

Il faut une section de :

Pour un cercle

2

On va travailler avec des tubes flexibles de marque « Swagelok » de diamètre intérieur 7.1

mm et de diamètre extérieur 13.5 mm et pression de service (entre –200 et 37°) 213 bar.

Référence : SS-FM4SL4PM4-12 et SS-FM4SL4PM4-36 (voir annexe 3)

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ii. Calcule du volume de réservoir d’huile

La pompe à huile n’est pas une pompe aspirante donc pour éviter l’ajout d’une autre pompe

pour l’alimentation de celle-ci le réservoir d’huile (figure37) doit être placé au-dessus de la

pompe à huile. Donc le réservoir sera placé dans le 2éme étage.

On va travailler avec un réservoir de capacité 5 litres donc pour surestimer la conception du

réservoir on fait un petit calcul :

Prenant un carré d’arrête de 20cm et la hauteur de 12.5cm on aura donc un volume de :

V=20 * 20 * 12.5 = 5000 cm3

V= 5 litres

Bouchon : le même que pour le réservoir de carburant (couleur jaune).

Indicateur de niveau : le même que pour le réservoir de carburant.

Figure 37: réservoir d’huile

iii. Régulateur de pression de carburant :

La sécurité de circuit d’huile exige la présence des appareils qui ont pour fonction de limiter

la pression afin de protéger les appareils et les tuyauteries. Les limiteurs de pression sont

utilisés pour régler la pression maximale de service

Pour le circuit d’huile on a une pression maximale de 200 bar, donc on a choisi un limiteur de

la marque « REXROTH » de référence :

Rebhi Med Khames Page 58

Limiteur de pression en ligne R900423719 (voir annexe 8)

iv. Filtre d’huile :

La pompe à huile n’est pas une pompe aspirante, donc le montage de filtre n’est possible

qu’après la sortie d’huile de la pompe pour protéger les injecteurs, Alors on est besoin d’un

filtre à haute pression hydraulique.

On a choisi un filtre (figure 38) de marque « ENERPAC » série FL de référence FL-2102

(voir annexe 9) et de caractéristiques suivantes :

Filtres haute pression ENERPAC en ligne pour que le système hydraulique reste propre

Tamis à maille en fil d'acier inoxydable plaqué

Conçus pour supporter la pression du système jusqu'à 700 bar

Construction du corps à deux pièces pour un remplacement aisé des éléments du filtre

Des taux de débit élevés sont obtenus avec une baisse de pression minimale

Orifices taraudés à chaque extrémité pour simplifier l'installation

Figure 38: Filtre à haute pression FL-2102

v. Composants nécessaires au circuit de carburant :

- 9 flexibles ¼ male /male.

-Flexible ½ male/male.

-Raccord 3/8 - ¼ femelle/femelle.

-Té ¼ - 3 femelles.

-Croix male/3femelles.

-Manomètre.

6. Tube à essai pour contrôler la quantité de carburant injecté

Le test de quantité du carburant sera évalué à l’aide des tubes à essai (figure 39). Les

graduations de ces tubes nous donnent l’information sur la quantité de carburant sortant de

chaque injecteur.

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La quantité maximale à injecter ne dépasse pas 1 ml, pour un essai de 20 injections la quantité

ne dépasse pas 20 ml (approximative) : Notre choix est Réf 64704 (voir annexe 10)

Figure 39: Tube à essai

7. Récipient pour le contrôle de pulvérisation (forme du jet) :

Le test de jet consiste à observer le mode d’écoulement du carburant des injecteurs. Ceci

exige un récipient (figure40) transparent qui contiendra le carburant injecté.

Figure 40: Récipient de contrôle

III. Conception de la solution retenue :

1. Conception du Bâti :

Le banc d’essai comprend 2 étages :

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Le premier pour les composants en mouvement (moteur et pompes)

Le deuxième pour les réservoirs.

L’interface supérieure où se placent le porte-injecteur et l’unité de commande.

Figure 41: Vue de gauche de bâti

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Figure 42: Vue isométrique de bâti

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2. Porte injecteur (collecteur) :

La fixation de l’injecteur HEUI dans le banc se fait au niveau d’un porte injecteur (figure 43)

conçu spécialement pour les injecteurs HEUI (C7) permettant l’entrée de l’huile haute

pression et le carburant pour assurer le fonctionnement de l’injecteur (voir annexe 11)

Figure 43 : Porte injecteur (collecteur)

3. Carter d’huile :

Le carter susceptible de contenir un lubrifiant et d'assurer une protection contre les effets

du milieu extérieur (figure 44) , il assure :

L’aptitude à l'adhérence sur les surfaces des dentures,

La protection des surfaces contre la corrosion,

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Figure 44: Carter d’huile

Pour le vidange du carter nous avons choisi un bouchon de référence TWF.725/0812YW1

(voir annexe 12).

4. Choix des roulettes :

Pour assurer un déplacement facile du banc, nous avons choisi comme solutions de roulettes

(figure45), et pour choisir les roulettes il faut prendre en considération le poids maximal du

banc : Pmax=170 Kg

La roulette choisis est de référence DP3BD100-77L (voir annexe 13).

Figure 45: Roulette DP3BD100-77L

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5. Choix de solution d’aération :

Nous avons choisi comme solution pour l’aération du moteur une grille d’aération

120*120(figure 46).

Figure 46: Grille d’aération

IV. Etude statique :

On se propose dans cette partie de déterminer les résistances pour la construction du banc.

Ces études doivent nous fournir une résistance convenable, pour être sûre que le banc résistera

bien et les pieds résisteront bien le poids de la machine.

Nous avons trouvé dans la société des profilés de type « Tube carré acier 30 x 30 x 2.6 mm »,

aussi que des tôles des épaisseurs 2 mm qui sont de l’acier de construction E335

Rebhi Med Khames Page 65

1. Étude statique de bâti :

Nom du modèle: table finale

Corps volumiques

Traité comme Propriétés volumétriques

Corps volumique Masse:73.1295 kg

Tableau 4: Informations sur le modèle

Référence du modèle Propriétés

Nom: 1.0060 (E335)

Critère de ruine par

défaut:

Contrainte de Von

Mises max.

Limite d'élasticité: 275 MPa

Limite de traction: 550 MPa

Module d'élasticité: 2.1e+05 MPa

Coefficient de

Poisson:

0.28

Masse volumique: 7800 kg/m^3

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Tableau 5: Propriétés du matériau

Nom du déplacement

imposé

Image du déplacement

imposé Détails du déplacement imposé

Fixe-1

Entités: 4 face(s)

Type: Géométrie fixe

Forces résultantes

Composants X Y Z Résultante

Force de réaction(N) 0.0164165 749.927 -0.00244522 749.927

Moment de réaction (N·m) 0 0 0 0

Tableau 6: Actions extérieures type géométrie fixe

Nom du chargement Image du chargement Détails du chargement

Force-1

Entités: 1 face(s)

Type: Force normale

Valeur: 500 N

Force-2

Entités: 1 face(s)

Type: Force normale

Valeur: 150 N

Force-3

Entités: 1 face(s)

Type: Force normale

Valeur: 100 N

Tableau 7: Actions extérieures type force normale

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Type de maillage Maillage volumique

Type d’éléments Tétraédriques

Nombre total de nœuds 19324

Nombre total d'éléments 8863

Tableau 8: Informations sur le maillage

Nom Type Min Max

Contraintes1 VON: contrainte de Von Mises 266.309 e-6 MPa 12.4752MPa

table finale -Contraintes-Contraintes

Tableau 9 Résultats de l’étude (Contraintes-Contraintes)

La limite d'élasticité de notre matériau est égale 275 MPa, alors que la contrainte maximale de

notre étude est égale 12.4752 MPa, elle très inferieure de la limite d’élasticité, alors nous

remarquons que notre bâti résiste au charge (tableaux 4 ,5 ,6 ,7 ,8 et 9).

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Nom Type Min Max

Déplacements1 URES: Déplacement résultant 0 mm 0.208717 mm

table finale -Déplacements-Déplacements

Tableau 10: Résultats de l’étude (Déplacements-Déplacements)

Le déplacement maximal est égale 0.2 mm, cette valeur est très petite donc notre bâti

résiste (tableau 10).

2. Étude statique de tôle :

Pour s’assurer bien à la résistance de tôle, nous avons l’étudié dans le cas le plus défavorable

qui est une pression maximale sur toute la surface de tôle.

La charge maximale se situe au niveau des pates moteur telle que la force est égale à 125 N

(12 .5Kg) et appliquée sur une surface de 3378 mm²

=0.037 MPa

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Nom du modèle: TOLE 1

Corps volumiques

Nom du document et

référence Traité comme Propriétés volumétriques

Ligne de séparation8

Corps volumique

Masse:18.0031 kg

Volume:0.00230808 m^3

Masse volumique:7800 kg/m^3

Poids:176.43 N

Tableau 11: Informations sur le modèle

Rebhi Med Khames Page 70

Référence du modèle Propriétés

Nom: 1.0060 (E335)

Type de modèle: Linéaire élastique

isotopique

Critère de ruine par

défaut:

Contrainte de Von Mises

max.

Limite d'élasticité: 275 MPa

Limite de traction: 550 MPa

Module d'élasticité: 2.1e+05 MPa

Coefficient de Poisson: 0.28

Masse volumique: 7800 kg/m^3

Tableau 12:Propriétés du matériau

Nom du

déplacement

imposé

Image du déplacement

imposé Détails du déplacement imposé

Fixe-1

Entités: 4 face(s)

Type: Géométrie fixe

Forces résultantes

Composants X Y Z Résultante

Force de réaction(N) 15924.8 0.751357 -0.327583 15924.8

Moment de réaction (N·m) 0 0 0 0

Tableau 13: Actions extérieures (Géométrie fixe)

Rebhi Med Khames Page 71

Nom du

chargement Image du chargement Détails du chargement

Pression-1

Entités: 1 face(s)

Type: Normal à la face

sélectionnée

Valeur: 0.037

Unités: N/mm^2 (MPa)

Tableau 14: Actions extérieures (Pression Normal à la face sélectionnée)

Type de maillage Maillage volumique

Type d’éléments Tétraédriques

Nombre total de nœuds 16634

Nombre total d'éléments 8025

Tableau 15 Informations sur le maillage

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Nom Type Min Max

Contraintes1 VON: contrainte de von Mises 9.61567 e-3 MPa 142.163 MPa

TOLE 1-Etude-Contraintes-Contraintes

Tableau 16: Résultats de l’étude (Contraintes-Contraintes)

La limite d'élasticité de notre matériau est égale 275 MPa (tableau 12 et 16), alors que la

contrainte maximale de notre étude est égale 142 .163 MPa, elle est inférieure à la limite

d’élasticité, alors nous remarquons que notre tôle résiste au charge (Tableaux 11, 12, 13,

14,15 et 16).

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Nom Type Min Max

Déplacements1 URES: Déplacement résultant 0 mm 1.97442 mm

TOLE 1-Etude 4-Déplacements-Déplacements1

Tableau 17: Résultats de l’étude (Déplacements-Déplacements)

Le déplacement maximal est égale 1.9 mm, cette valeur est petite donc notre tôle

résiste (tableau 17).

Conclusion :

Dans ce chapitre, les différents constituants du banc d’essai ont été présentés tenant compte

de :

-Choix de la matière première la plus approprié

-Les éléments standards

-la simplicité de mise en œuvre

Dans le chapitre suivant, nous allons étudier le cout de notre banc.

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CHAPITRE IV :

Étude Économique

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I. Introduction

Il s'agit ici avant de conclure ce travail de voir la possibilité de la réalisation (sur le plan

technique) du banc d'essai dans les ateliers de la société et de déterminer le coût approximatif

du banc.

II. Possibilité de réalisation

En observant les éléments qui constituent le banc d'essai, nous pouvons dire qu'il est

effectivement possible de construire une telle machine au sein de la société Caterpillar, bien

qu'une bonne partie de ces éléments est à acheter ; il s'agit de la partie électrique (moteur,

variateur de fréquence et unité de commande), des instruments de mesures (manomètre) des

éléments de régulation (limiteur de pression).

Le châssis du banc peut être entièrement réalisé dans l’atelier de soudure de la société.

On voit qu'avec l'obtention de quelques éléments dans le marché, cette réalisation est

effectivement possible.

III. Estimation du coût du banc :

Pour déterminer le cout du banc d’essai il faut considérer

Le coût C1 : (voir annexe 14)

-moteur électrique

-variateur de fréquence

-engrenage

le coût C2 : (voir annexes 15)

-instruments de mesure et de régulation (manomètre et limiteur de pression)

-tuyauterie et filtre

le cout C3 : (voir annexes 16)

-unité de commande des injecteurs

Donc le coût total Ct de notre machine sera la somme de trois coûts présentés ci-haut :

Ct=C1+C2+C3

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Composants Prix

Composants électrique (Moteur, variateur),

engrenage

916 dT

Composants hydraulique (tuyauterie, filtres,

tuyauterie)

808 dT

Unité de commande 1420 dT

TOTALE 3144 dT

Tableau 18 : Estimation du coût du banc d’essai

Conclusion :

La possession des chiffres récents nous aurait permis de donner une estimation chiffrée du

coût de notre machine, qui se trouve moins chers que les bancs existants sur le marché.

Rebhi Med Khames Page 77

Conclusion Générale

Ce projet a été réalisé dans le cadre de la conception d’un banc d’essai pour injecteur HEUI

avec un coût minimum pour la société Caterpillar

La société nous a proposé qu’on fasse l’étude et la conception d’un banc d’essai. Ainsi, on a

commencé l’étude en suivant les étapes suivantes :

*Dans la première partie on a commencé par une étude sur les systèmes HEUI pour

comprendre leur principe de fonctionnement et ses principales composants.

*Ensuite, on a entamé l’analyse fonctionnelle du besoin de la société pour rédiger un cahier

de charge fonctionnelle regroupant les fonctions de services attendues de ce projet.

*En se basant sur le contenu du cahier de charge, on a proposé des solutions envisageables

peuvent résoudre le problème et remplir le besoin…

*La solution que qu’on choisi a étais étudié en faisant la conception et la simulation du

système par le logiciel SOLIDWORKS afin d’étudier sa résistance.

*Finalement une étude économique pour déterminer le cout approximatif du banc

Si le projet sera réalisé pratiquement, on va améliorer et valider l’étude théorique par

des expériences réelles avant de commencer la réalisation. Elles peuvent êtres très utiles pour

garantir la réussite lors de la réalisation.

J’espère que ce travail sera au niveau attendu et sera accepté par la société.