FR2799546A1 - MODULAR INSTALLATION OF INDUSTRIAL TESTS, AND MODULES OF SUCH A INSTALLATION - Google Patents
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Abstract
Description
<U>INSTALLATION MODULAIRE D'ESSAIS INDUSTRIELS,</U> <U>ET MODULES D'UNE TELLE INSTALLATION</U> La présente invention concerne les bancs d'essai utilisés dans l'industrie pour tester des équipements en développement ou en production. L'invention trouve notamment des applications dans l'industrie automobile, les équipements testés pouvant par exemple comprendre, avec plus ou moins d'accessoires, des moteurs thermiques, des boîtes de vitesse, des lignes d'échappement, ou encore des groupes moto-propulseurs. The present invention relates to test benches used in the industry for testing equipment in development or in the field of industrial equipment. </ I> production. The invention finds particular applications in the automotive industry, the tested equipment may for example include, with more or less accessories, heat engines, gearboxes, exhaust lines, or motor groups. thrusters.
Les installations habituellement utilisées pour effectuer de tels essais comportent des cellules d'essai munies de dispositifs de support de l'équipement testé, de moyens de simulation de conditions de fonctionnement de l'équipement et de moyens.de mesure de paramètres de fonctionnement de l'équipement. The installations usually used to carry out such tests comprise test cells provided with devices for supporting the equipment under test, means for simulating operating conditions of the equipment and means for measuring operating parameters of the equipment. 'equipment.
L'installation comporte une ou plusieurs cellules d'essai, associées à une infrastructure de support tèchnique, servant notamment à délivrer divers fluides (fluides de refroidissement de divers éléments de l'équipement testé ou d'accessoires, carburant, -air comburant, électricité, air comprimé pour circuits pneumatiques, ... ), à assurer des conditions ambiantes et des conditions de sécurité satisfaisantes dans les cellules d'essai (ventilation de cellule, dispositifs anti-incendie, ... ), et éventuellement à assurer des traitements visant à préserver l'environnement de l'installation (extraction, refroidissement, traitement de gaz d'échappement). The installation comprises one or more test cells, associated with a technical support infrastructure, serving in particular to deliver various fluids (cooling fluids of various elements of the tested equipment or accessories, fuel, air-combustion, electricity , compressed air for pneumatic circuits, etc.), to ensure satisfactory ambient conditions and safety conditions in the test cells (cell ventilation, fire prevention devices, etc.), and possibly to provide treatments to preserve the environment of the installation (extraction, cooling, exhaust treatment).
En outre, l'infrastructure requise doit le plus souvent comprendre des bâtiments pour abriter les cellules d'essai et tout ou partie des moyens de support technique. La mise en place d'un nouveau banc d'essai nécessite alors de construire un ou plusieurs nouveaux bâtiments ou de réagencer des bâtiments industriels préexistants. In addition, the required infrastructure must most often include buildings to house the test cells and all or part of the technical support facilities. The installation of a new test bed then requires the construction of one or more new buildings or the rearrangement of pre-existing industrial buildings.
II a été proposé des architectures modulaires de cellules d'essai, qui offrent des solutions compactes et qui permettent de former assez aisément des installations comportant des cellules multiples, ce que souhaitent souvent les industriels. Bien que, dans certaines solutions proposées, la cellule puisse être associée à des appareils annexes, notamment pour la ventilation de la cellule ou l'extraction des gaz d'échappement, elle ne présente une autonomie suffisante pour permettre une mise en place indépendante d'une infrastructure extérieure (construction etlou support technique). Du fait de cette contrainte, la mise en place d'une installation d'essai est une opération relativement longue et coûteuse. Cet inconvénient est d'autant plus sensible que le rythme de développement des nouveaux moteurs par l'industrie automobile tend à s'accélérer. Modular architectures of test cells have been proposed, which offer compact solutions and which make it possible to easily form multi-cell installations, which is often desired by manufacturers. Although, in some proposed solutions, the cell can be associated with ancillary devices, in particular for the ventilation of the cell or the exhaust gas extraction, it does not have sufficient autonomy to allow independent installation of an external infrastructure (construction and / or technical support). Because of this constraint, setting up a test installation is a relatively long and expensive operation. This disadvantage is all the more noticeable since the pace of development of new engines by the automobile industry is accelerating.
D'autre part, les industriels souhaitent fréquemment pouvoir absorber une surcharge ponctuelle d'essais sur un site donné sans accroître pour autant leur parc de moyens d'essais (flexibilité des équipements). Outre l'économie réalisée, la réutilisation du même moyen d'essai permet de préserver la méthodologie des essais et d'obtenir une bonne reproductibilité des conditions d'essai sur différents sites. On the other hand, manufacturers often wish to be able to absorb a specific overload of tests on a given site without increasing their test resources (equipment flexibility). In addition to saving money, reuse of the same test means preserves the test methodology and provides good reproducibility of test conditions at different sites.
La présente invention a pour but de répondre aux besoins ci-dessus. Selon l'invention, il est proposé une installation d'essais industriels, comprenant au moins un module de banc d'essai et des moyens de support technique, dans laquelle chaque module de banc d'essai comporte une cellule d'essai pour recevoir un équipement à tester, munie de moyens de simulation pour reproduire des conditions de fonctionnement de l'équipement et de moyens de mesure de paramètres de fonctionnement de l'équipement. Chaque module de banc d'essai est associé individuellement à des moyens de support technique respectifs, comprenant au moins un module de support technique placé contre une face dudit module de banc d'essai et comportant des moyens pour faire circuler un liquide caloporteur dans la cellule d'essai dudit module, pour la régulation de paramètres thermiques au cours du fonctionnement de l'équipement, et des moyens de refroidissement du liquide caloporteur. The present invention aims to meet the above needs. According to the invention, there is provided an industrial test facility, comprising at least one test bench module and technical support means, in which each test bench module comprises a test cell for receiving a test module. equipment to be tested, provided with simulation means for reproducing operating conditions of the equipment and means for measuring operating parameters of the equipment. Each test bench module is individually associated with respective technical support means, comprising at least one technical support module placed against a face of said test bench module and comprising means for circulating a coolant in the cell for testing said module, for regulating thermal parameters during the operation of the equipment, and means for cooling the coolant.
L'installation présente une structure modulaire, à fois pour la partie comportant la cellule d'essai et pour les moyens de support technique, ce qui permet de rationaliser l'organisation générale du banc d'essai. En particulier, le module de support technique comporte les moyens permettant de fournir de manière autonome le liquide caloporteur permettant réguler divers paramètres thermiques. Les ensembles formés en associant modules n'ont donc plus besoin d'être raccordés à une tour de refroidissement extérieure, ce qui leur permet d'avoir une grande autonomie. The installation has a modular structure, both for the part comprising the test cell and for the technical support means, which makes it possible to rationalize the general organization of the test bench. In particular, the technical support module comprises the means for independently providing the heat transfer liquid for regulating various thermal parameters. Assemblies formed by combining modules therefore no longer need to be connected to an outdoor cooling tower, which allows them to have a large autonomy.
Les modules de banc d'essai et de support technique sont de préférence transportables individuellement. Ils forment ainsi ensembles compacts, que l'industriel peut relativement aisément déplacer d'autres sites. The test bench and technical support modules are preferably individually transportable. They thus form compact assemblies, which the manufacturer can relatively easily move other sites.
Le module de support technique est typiquement placé au-dessus du module de banc d'essai auquel il est associé, ce qui permet de garder la compacité de l'ensemble, de juxtaposer aisément plusieurs ensembles, et d'évacuer en partie supérieure de l'ensemble les gaz extraits par module de support technique. The technical support module is typically placed above the test bench module with which it is associated, which makes it possible to keep the compactness of the assembly, to easily juxtapose several assemblies, and to evacuate the upper part of the assembly. together the gases extracted by technical support module.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'installation, l'association de chaque module de banc d'essai avec moyens de supports techniques respectifs forme un ensemble modulaire adapté à une mise en place en environnement extérieur. Dans ce cas, l'industriel n'est plus tributaire d'une infrastructure de bâtiment pour mettre en place une telle installation. In a particularly advantageous embodiment of the installation, the combination of each test bench module with respective technical support means forms a modular assembly suitable for installation in an outdoor environment. In this case, the industrialist is no longer dependent on a building infrastructure to set up such an installation.
Chaque module de banc d'essai comporte avantageusement un espace adjacent à la cellule d'essai, qui forme une zone de commande recevant des organes de commande et de supervision des essais par un opérateur. Lorsqu'on juxtapose plusieurs modules de banc d'essai associés à leurs moyens de support technique respectifs, il est possible d'ouvrir des parois latérales des modules de banc d'essai au droit de leurs zones de commande, de telle sorte que ces zones de commande juxtaposées forment une salle de commande partagée par plusieurs cellules d'essai. Each test bench module advantageously comprises a space adjacent to the test cell, which forms a control zone receiving control members and supervising tests by an operator. When juxtaposing several test bench modules associated with their respective technical support means, it is possible to open the side walls of the test bench modules to the right of their control areas, so that these zones juxtaposed controls form a control room shared by several test cells.
Les fonctions suivantes peuvent être également prévues dans le module de support technique associé à un module de banc d'essai - alimentation électrique d'appareillages situés dans lesdits modules ; - détection d'incendie dans la cellule d'essai et/ou le module de support technique, et déversement d'un gaz inerte en cas de détection ; - fourniture d'air comprimé pour alimenter des circuits pneumatiques situés dans la cellule d'essai, le module de support technique et/ou la zone de commande; - soufflage d'air dans le volume de la cellule d'essai et extraction d'air hors de ce volume ; - extraction et refroidissement de gaz d'échappement dans le cas où l'équipement testé comprend un moteur thermique ; - fourniture d'air comburant régulé en température au moteur thermique. Un autre aspect de l'invention se rapporte à des modules préfabriqués, agencés pour constituer des modules de banc d'essai et de support technique d'une installation telle que définie ci-dessus. The following functions can also be provided in the technical support module associated with a test bench module - power supply equipment located in said modules; - fire detection in the test cell and / or technical support module, and release of an inert gas upon detection; - Supply of compressed air to supply pneumatic circuits located in the test cell, the technical support module and / or the control zone; - blowing air into the volume of the test cell and extracting air out of this volume; extraction and cooling of exhaust gases in the case where the equipment under test comprises a heat engine; - Supply of combustion air temperature controlled to the engine. Another aspect of the invention relates to prefabricated modules, arranged to constitute test bench modules and technical support of an installation as defined above.
D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble formé, conformément à l'invention, en associant un module de banc d'essai et un module de support technique ; - la figure 2 est un vue schématique en perspective des moyens circulation, de refroidissement et de distribution d'eau dans un ensemble selon la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective des moyens de distribution d'eau de refroidissement situés dans la cellule d'essai ; - la figure 4 est un schéma synoptique des moyens représentés sur figure 2 - la figure 5 est un schéma synoptique de circuits de refroidissement auxquels sont reliés les moyens de distribution de la figure 3 ; - les figures 6 et 7 sont respectivement une vue schématique en élévation et un schéma synoptique-des moyens de soufflage et d'extraction d'air prévus dans l'ensemble de la figure 1 ; - les figures 8 et 9, sont des vues schématiques respectivement en élévation et en perspective des moyens d'extraction des gaz d'échappement prévus dans l'ensemble de la figure 1 ; - la figure 10 est une vue schématique en élévation de circuits de distribution d'air comprimé prévus dans l'ensemble de la figure 1 ; - la figure 11 est un schéma synoptique de moyens de sécurité incendie prévus dans l'ensemble de la figure 1 ; et - les figures 12 et 13 sont des schémas en perspective d'installations d'essais selon l'invention, réalisées à partir d'ensembles du genre représenté sur la figure 1. Other features and advantages of the present invention will appear in the following description of nonlimiting exemplary embodiments, with reference to the accompanying drawings, in which - Figure 1 is a perspective view of a formed assembly, in accordance with the invention, by associating a test bench module and a technical support module; - Figure 2 is a schematic perspective view of the circulation means, cooling and water distribution in an assembly according to Figure 1; FIG. 3 is a perspective view of the cooling water distribution means located in the test cell; FIG. 4 is a block diagram of the means shown in FIG. 2; FIG. 5 is a block diagram of cooling circuits to which the distribution means of FIG. 3 are connected; - Figures 6 and 7 are respectively a schematic elevational view and a block diagram of the air blowing and extraction means provided in the assembly of Figure 1; FIGS. 8 and 9 are diagrammatic views respectively in elevation and in perspective of the exhaust gas extraction means provided in the assembly of FIG. 1; - Figure 10 is a schematic elevational view of compressed air distribution circuits provided throughout Figure 1; FIG. 11 is a block diagram of fire safety means provided in the assembly of FIG. 1; and FIGS. 12 and 13 are perspective diagrams of test installations according to the invention, made from sets of the kind shown in FIG.
L'installation d'essais représentée à titre d'exemple sur la figure 1 est un ensemble réalisé en associant un module inférieur 1 (module de banc d'essai) et un module supérieur 2 (module de support technique). The test installation represented by way of example in FIG. 1 is an assembly made by combining a lower module 1 (test bench module) and an upper module 2 (technical support module).
Chaque module 1, 2 a une ossature constituée par exemple d'un assemblage poutres métalliques, sur laquelle sont montées des cloisons incorporant de préférence des matériaux d'isolation phonique. L'ossature chaque module 1, 2 est pourvue de points d'accrochage d'élingues, représentés, permettant de soulever le module pour le poser sur un véhicule de transport. De préférence, chaque module 1,2 a des dimensions compatibles avec les gabarits de transport maritime, ce qui permet à l'installation d'essais d'être transportable aisément d'un site industriel à un autre. A titre d'exemple, chaque module 1, 2 a une hauteur de 3 mètres et une largeur de 4 mètres, longueur étant de 10 mètres pour le module inférieur 1 et de 9 mètres pour I module supérieur 2. Each module 1, 2 has a frame consisting for example of a metal beam assembly, on which are mounted partitions preferably incorporating sound insulation materials. The frame each module 1, 2 is provided with slings attachment points, shown, for lifting the module to put it on a transport vehicle. Preferably, each module 1,2 has dimensions compatible with the shipping templates, which allows the test facility to be easily transported from one industrial site to another. By way of example, each module 1, 2 has a height of 3 meters and a width of 4 meters, length being 10 meters for the lower module 1 and 9 meters for the upper module 2.
Le module inférieur 1 comporte deux compartiments séparés par une cloison 3, à savoir une cellule d'essai 4 et une zone de commande 5. The lower module 1 comprises two compartments separated by a partition 3, namely a test cell 4 and a control zone 5.
La cellule d'essai 4 comporte un marbre 6 intégré à son plancher, destiné à recevoir le support 7 de l'équipement testé. Dans la suite de. la présente description, on considérera que cet équipement testé est un moteur thermique, sans que ceci soit limitatif. Le support 7 est avantageusement un chariot sur lequel est monté le moteur et permettant de le transporter dans la cellule d'essai. La face avant du module inférieur 1 est pourvue de portes 8 situées en face du marbre 6 afin d'amener aisément le chariot 7 dans et hors de la cellule d'essai 4. The test cell 4 comprises a marble 6 integrated in its floor, intended to receive the support 7 of the equipment under test. In the following of. the present description, it will be considered that this equipment tested is a heat engine, without this being limiting. The support 7 is advantageously a carriage on which the motor is mounted and for transporting it in the test cell. The front face of the lower module 1 is provided with doors 8 facing the marble 6 in order to easily bring the carriage 7 into and out of the test cell 4.
Le marbre 6 supporte en outre une machine de charge 10 destinée à être couplée à l'arbre de sortie du moteur afin de simuler la charge appliquee au moteur en fonctionnement. La machine de charge 10 est par exemple frein à courants de Foucault, ou encore une machine asynchrone. Marble 6 further supports a load machine 10 to be coupled to the motor output shaft to simulate the load applied to the motor in operation. The charging machine 10 is, for example, an eddy current brake, or an asynchronous machine.
Pour amener du carburant au moteur testé, la cellule d'essai 4 pourvue de canalisations regroupées au niveau d'une platine 11 située sur I côté intérieur de la face avant du module inférieur 1. Ces canalisations communiquent avec l'entrée, et éventuellement une sortie, de carburant présentes à l'extérieur du module pour le raccordement à une citerne, et avec une goulotte située sous le plancher de la cellule d'essai pour amener le carburant jusqu'au bord du marbre 6, et de là au moteur lorsqu'il est installé. La platine 11 est agencée pour recevoir des organes de mesure de débit de carburant (si la consommation de carburant fait partie des paramètres mesurer), et éventuellement des organes de conditionnement du carburant pour le réchauffer ou le refroidir (si sa température fait partie des paramètres définis pour le test). To supply fuel to the engine under test, the test cell 4 has pipes grouped together at a plate 11 located on the inner side of the front face of the lower module 1. These pipes communicate with the inlet, and possibly a fuel outlet present outside the module for connection to a tank, and with a chute located under the floor of the test cell to bring the fuel to the edge of the marble 6, and from there to the engine when 'he's installed. The plate 11 is arranged to receive fuel flow measuring members (if the fuel consumption is part of the measuring parameters), and possibly fuel conditioning members for heating or cooling (if its temperature is part of the parameters defined for the test).
Un liquide caloporteur, pouvant être simplement de l'eau, également amené à proximité du marbre 6 afin de refroidir différents éléments du moteur testé, et éventuellement de la machine de charge 10. Cette eau circule dans un réseau de canalisations 12 définissant plusieurs circuits de refroidissement à partir d'une panoplie de distribution 13 située sur le côté intérieur d'une paroi latérale du module inférieur 1. Ces canalisations 12 passent sous le plancher de la cellule d'essai 4, entre la panoplie 13 le bord arrière du marbre 6. A heat-transfer liquid, which may simply be water, is also brought close to the marble 6 in order to cool various elements of the engine under test, and possibly of the charging machine 10. This water circulates in a network of pipes 12 defining a plurality of circuits. cooling from a range of distribution 13 located on the inner side of a side wall of the lower module 1. These pipes 12 pass under the floor of the test cell 4, between panoplie 13 the rear edge of the marble 6 .
Un ou plusieurs conduits 15 sont également montés sur le marbre 6, afin de récupérer les gaz d'échappement du moteur et de les envoyer au- dessus de la cellule d'essai. Dans l'exemple représenté, un conduit 15 est prévu de chaque côté du marbre, ce qui permet de raccorder aisément tuyau d'échappement du moteur, que celui-ci soit situé sur le côté gauche le côté droit du moteur. Si cela est requis, les conduits 15 de sortie des gaz d'échappement peuvent être munis de catalyseurs. One or more ducts 15 are also mounted on the marble 6, in order to recover the exhaust gases from the engine and to send them over the test cell. In the example shown, a duct 15 is provided on each side of the marble, which allows to easily connect the exhaust pipe of the engine, it is located on the left side of the right side of the engine. If required, the exhaust gas outlet ducts may be provided with catalysts.
De manière optionnelle, la cellule d'essai 4 peut comporter une gaine 16 de soufflage d'air comburant sur l'admission d'air du moteur. Optionally, the test cell 4 may comprise a jacket 16 for blowing combustion air on the engine air intake.
La cellule d'essai 4 est en outre équipée de divers capteurs pour mesurer des paramètres de fonctionnement du moteur (mesures de température, de pression, de débit, de vitesse, de couple, de grandeurs électriques, ... ). Ces capteurs, sont reliés à des circuits de traitement de mesures qui peuvent être placés dans une armoire de contrôle 18 située dans la zone de commande 5 du module inférieur 1. The test cell 4 is furthermore equipped with various sensors for measuring engine operating parameters (measurements of temperature, pressure, flow, speed, torque, electrical quantities, etc.). These sensors are connected to measurement processing circuits which can be placed in a control cabinet 18 located in the control zone 5 of the lower module 1.
Cette zone 5 contient également un pupitre de commande 19 pour la conduite des essais par un opérateur. La cloison séparatrice 3 est pourvue d'une porte et d'une fenêtre pour faire communiquer la cellule d'essai 4 avec la zone de commande 5 et pour permettre l'observation visuelle de la cellule 4 par l'opérateur en cours d'essai. Une autre porte (non représentée) est prévue pour l'accès à la zone de commande 5 depuis l'extérieur. This zone 5 also contains a control panel 19 for the conduct of tests by an operator. The partition wall 3 is provided with a door and a window for communicating the test cell 4 with the control zone 5 and to allow the visual observation of the cell 4 by the operator being tested. . Another door (not shown) is provided for access to the control zone 5 from the outside.
La face supérieure du module de banc d'essai 1 présente un certain nombre de raccordements (air de ventilation, air comburant, gaz d'échappement, eau de refroidissement, circuits électriques et pneumatiques, sécurité incendie, ... ) situés à des emplacements bien déterminés. Cette face supérieure constitue une interface avec le module de support technique 2, dont la face inférieure présente des raccordements correspondants. Le module 2 ayant des dimensions adaptées à celles du module 1, son montage consiste simplement à le positionner au-dessus du module 1 et à effectuer les couplages des raccordements correspondants. La longueur un peu plus grande du module 1 laisse au-dessus de la zone de commande 5 une passerelle 29 s'étendant sur la largeur de l'ensemble et permettant d'accéder à l'intérieur du module supérieur 2 par une porte 9. The upper face of the test bench module 1 has a number of connections (ventilation air, combustion air, exhaust gas, cooling water, electrical and pneumatic circuits, fire safety, ...) located at locations well determined. This upper face is an interface with the technical support module 2, whose lower face has corresponding connections. The module 2 having dimensions adapted to those of the module 1, its mounting is simply to position it above the module 1 and to perform the coupling of the corresponding connections. The slightly longer length of the module 1 leaves above the control zone 5 a gateway 29 extending over the width of the assembly and allowing access to the interior of the upper module 2 by a door 9.
Sur la vue générale de la figure 1, on voit quelques organes du module supérieur 2, qui seront décrits de façon plus détaillée ci-après, à savoir la centrale 20 de soufflage d'air de ventilation dans la cellule d'essai 4, la centrale 21 de régulation de l'air comburant envoyé dans la gaine 16, une armoire 22 d'alimentation électrique de divers appareillages situés dans modules 1 et 2, le système 23 -d'extraction et de traitement des gaz d'échappement, et les bouteilles 24 de gaz inerte (C02) prévues pour la protection contre l'incendie, logées dans une cabine ouvrant vers l'extérieur du module 2, la passerelle 29. In the general view of FIG. 1, we see some members of the upper module 2, which will be described in more detail below, namely the central air blower 20 for ventilation in the test cell 4, the combustion air handling unit 21 sent into the duct 16, a cabinet 22 for supplying electrical power to various appliances located in modules 1 and 2, the exhaust gas extraction and treatment system 23, and 24 inert gas cylinders (C02) provided for fire protection, housed in a cabin opening towards the outside of the module 2, the bridge 29.
Trois cheminées 25, 26, 27 sont montées au-dessus du module supérieur 2, respectivement pour expulser les gaz d'échappement et l'air de ventilation de la cellule d'essai et pour aérer le module supérieur 2. Pour des raisons esthétiques, on peut placer un élément de toiture 28 le dessus du module 2 afin de masquer partiellement les cheminées 25-27 sans gêner leur tirage. Three chimneys 25, 26, 27 are mounted above the upper module 2, respectively to expel the exhaust gas and the ventilation air of the test cell and to ventilate the upper module 2. For aesthetic reasons, a roof element 28 may be placed on top of the module 2 in order to partially mask the chimneys 25-27 without hindering their draft.
Les figures 2 à 5 montrent les moyens employés pour refroidir les différents éléments du moteur testé. Ces moyens comprennent, dans le module supérieur 2, une station d'alimentation en eau de refroidissement 30, et une tour de refroidissement 31. La station 30 comprend un réservoir d'expansion 32 contenant de l'eau refroidie en provenance de la tour 31, et des organes de régulation et de pompage 33 pour envoyer de l'eau de refroidissement du réservoir 32 dans une canalisation 34 d'admission vers la cellule d'essai. L'eau récupérée de la cellule d'essai par une canalisation de retour 35 est envoyée à la tour de refroidissement 31. Figures 2 to 5 show the means used to cool the different elements of the engine tested. These means comprise, in the upper module 2, a cooling water supply station 30, and a cooling tower 31. The station 30 comprises an expansion tank 32 containing cooled water from the tower 31 and regulating and pumping means 33 for supplying cooling water from the tank 32 into an intake pipe 34 to the test cell. The water recovered from the test cell by a return line 35 is sent to the cooling tower 31.
La tour de refroidissement 31, dont la puissance est exemple de l'ordre de 400 kW, comprend un échangeur thermique air- 36. L'air de refroidissement, que fait circuler un ventilateur 36a, est prélevé à travers une grille 37 prévue sur la façade avant du module supérieur 2 (voir figures 12 et 13). Un plénum de répartition 38, situé sur le côté intérieur de cette façade assure la répartition de l'air prélevé à travers la grille 37 entre la tour de refroidissement 31 et les centrales d'air de ventilation et d'air comburant 20, 21. The cooling tower 31, whose power is an example of the order of 400 kW, comprises an air-heat exchanger 36. The cooling air, circulated by a fan 36a, is taken through a grid 37 provided on the front panel of the upper module 2 (see Figures 12 and 13). A distribution plenum 38 located on the inner side of this facade distributes the air taken through the grid 37 between the cooling tower 31 and the combustion air and combustion air central units 20, 21.
La station d'alimentation en eau de refroidissement peut en outre comprendre une unité 39 de production d'eau glacée, mise service lorsque les conditions de fonctionnement testées requièrent de l'eau à très basse température. La circulation de cette eau glacée peut s'effectuer par dérivation sur les canalisations 34 et 35. Dans l'exemple représenté sur les figures 2 à 5, cinq circuits de refroidissement sont prévus dans la cellule d'essai, à savoir des circuits de refroidissement EM pour l'eau du moteur, HM pour l'huile du moteur, AT pour l'air du turbocompresseur (utilisé lorsque le moteur est équipé d'un turbocompresseur), EF pour le refroidissement de la machine de charge 10 (utilisé lorsque celle-ci nécessite un refroidissement), et AX pour le refroidissement d'éventuels équipements auxiliaires. The cooling water supply station may further comprise an ice water production unit 39, provided when the operating conditions tested require water at very low temperature. The circulation of this chilled water can be carried out by bypass on the lines 34 and 35. In the example shown in FIGS. 2 to 5, five cooling circuits are provided in the test cell, namely cooling circuits. EM for engine water, HM for engine oil, AT for turbocharger air (used when the engine is equipped with a turbocharger), EF for cooling the load machine 10 (used when the it requires cooling), and AX for the cooling of any auxiliary equipment.
Dans la cellule d'essai 4, la panoplie de distribution 1 comprend des canalisations 40, 41 d'admission et de retour de l'eau de refroidissement, respectivement raccordées à celles 34, 35 du module supérieur 2 (figures 3 et 4). La canalisation d'admission 40 débouche dans une nourrice 40a située sous le plancher de la cellule d'essai 4, depuis laquelle partent les canalisations du réseau 12. Le rôle de la nourrice 40a d'équilibrer les pressions de l'eau délivrée aux différents circuits. Sur le bord arrière du marbre 6, une rangée 42 de dix canalisations sort du plancher de la cellule d'essai. Ces dix canalisations comprennent cinq canalisations de départ des circuits de refroidissement, en provenance de la nourrice 40a, et cinq canalisations de retour reliées à la canalisation 41. Des vannes d'arrêt sont prévues au niveau de la rangée 42 et dans la panoplie de distribution 13 pour mettre en service sélectivement les circuits de refroidissement selon les besoins. In the test cell 4, the dispensing pan 1 comprises cooling water intake and return lines 40, 41, respectively connected to those 34, 35 of the upper module 2 (FIGS. 3 and 4). The intake duct 40 opens into a nanny 40a located under the floor of the test cell 4, from which the ducts of the network 12 leave. The role of the nanny 40a to balance the pressures of the water delivered to the different circuits. On the rear edge of the marble 6, a row 42 of ten pipes out of the floor of the test cell. These ten lines comprise five cooling system start pipes from the nanny 40a and five return lines connected to the line 41. Stop valves are provided at row 42 and in the dispensing pan. 13 for selectively commissioning the cooling circuits as needed.
Les circuits de refroidissement comportent des tuyaux flexibles 43-46 montés sur les canalisations de départ et de retour au niveau de la rangée 42, au moyen de raccords rapides. Dans l'exemple représenté sur la figure 5, ces tuyaux 43 sont reliés directement à la machine de charge 10 pour le circuit EF, et les tuyaux 44, 45, 46 sont respectivement reliés à des échangeurs thermiques 47, 48, 49 pour les circuits EM, HM et AT, le circuit auxiliaire AX n'étant pas utilisé. The cooling circuits comprise flexible hoses 43-46 mounted on the starting and return lines at the row 42 by means of quick couplings. In the example shown in FIG. 5, these pipes 43 are connected directly to the charging machine 10 for the circuit EF, and the pipes 44, 45, 46 are respectively connected to heat exchangers 47, 48, 49 for the circuits EM, HM and AT, the auxiliary circuit AX not being used.
L'échangeur 47 a un circuit secondaire 51 relié à la pompe à eau 52 du moteur M. L'échangeur 48 a un circuit secondaire contenant l'huile du moteur. Cet échangeur 48 est par exemple situé au niveau du filtre à huile 53 du moteur M. Lorsque le moteur M est turbocompressé, on installe l'échangeur 49 sur le marbre 6 pour refroidir l'air d'entrée du turbocompresseur. The exchanger 47 has a secondary circuit 51 connected to the water pump 52 of the engine M. The exchanger 48 has a secondary circuit containing the engine oil. This exchanger 48 is for example located at the oil filter 53 of the engine M. When the engine M is turbocharged, the exchanger 49 is installed on the plate 6 to cool the inlet air of the turbocharger.
Les circuits EM, HM et AT font l'objet d'une régulation. Les circuits secondaires des échangeurs 47, 48, 49 sont munis de capteurs de température 57, 58, 59, dont les signaux de sortie sont adressés à une unité de régulation 60. Celle-ci comporte trois circuits de régulation classiques 61, 62, 63 (par exemple des régulateurs PID) délivrant trois signaux de commande S1, S3. Ces signaux S1, S2, S3 commandent respectivement des valves de régi de débit situées dans la panoplie 13 et appartenant aux circuits EM, HM A titre d'exemple, les valves de réglage 64-66 sont des valves à trois voi ayant deux entrées reliées aux canalisations de départ et de retour du circuit concerné, et une sortie reliée à la canalisation générale de retour 41 (figures 3 et 4). Le réglage de débit contrôlé par les circuits 61-63 permet d'ajuster chaque paramètre de température à une valeur de consigne définie l'opérateur au pupitre de commande 19. The EM, HM and AT circuits are regulated. The secondary circuits of the exchangers 47, 48, 49 are provided with temperature sensors 57, 58, 59 whose output signals are addressed to a control unit 60. This comprises three conventional control circuits 61, 62, 63 (eg PID controllers) delivering three control signals S1, S3. These signals S1, S2, S3 respectively control flow control valves located in panopie 13 and belonging to the circuits EM, HM For example, the control valves 64-66 are three-way valves having two connected inputs. the departure and return pipes of the circuit concerned, and an output connected to the general return line 41 (Figures 3 and 4). The flow control controlled by the circuits 61-63 makes it possible to adjust each temperature parameter to a set value defined by the operator at the control panel 19.
En ce qui concerne la fourniture de l'eau de refroidissement, on note qu'il est avantageux de prévoir la station d'alimentation 30 dans le module supérieur 2, et la panoplie de distribution 13 dans le module inférieur 1. L'association fonctionnelle de ces organes consiste alors essentiellement à raccorder les canalisations d'admission 34, 40 et de retour 35, 41, l'ensemble de la distribution et de la régulation étant assuré à l'étage inférieur. Regarding the supply of cooling water, it is noted that it is advantageous to provide the feed station 30 in the upper module 2, and the dispensing pan 13 in the lower module 1. The functional association these organs then consists essentially of connecting the inlet lines 34, 40 and return 35, 41, the entire distribution and regulation being ensured at the lower level.
La figure 5 montre que les circuits d'eau et d'huile 51, 54 du moteur peuvent être pourvus da jauges de pression 55, 56. De nombreux autres capteurs peuvent être installés sur le moteur M pour mesurer divers paramètres de fonctionnement du moteur, et adresser le signaux de mesure correspondants à l'armoire de contrôle 18. FIG. 5 shows that the water and oil circuits 51, 54 of the engine can be provided with pressure gauges 55, 56. Many other sensors can be installed on the engine M to measure various operating parameters of the engine, and send the corresponding measurement signals to the control cabinet 18.
Les figures 6 et 7 montrent les moyens de ventilation de la cellule d'essai 4. La centrale de soufflage 20 comporte un groupe moto-ventilateur centrifuge 70 ayant par exemple un débit de l'ordre de 30 000 m3/h. Entre ce groupe 70 et le plénum 38 de répartition de l'air prélevé en façade du module supérieur 2, la centrale de chauffage 20 comporte une unité de filtrage 71, un silencieux 72 et une batterie de chauffage 73 mise en service lorsqu'un chauffage de l'air ambiant est requis dans la cellule d'essai 4 (par exemple maintien de conditions hors gel). L'air débité par le ventilateur 70 est diffusé dans la cellule d'essai par un plénum 75 disposé au plafond de la cellule d'essai, de préférence au-dessus du marbre 6. Figures 6 and 7 show the ventilation means of the test cell 4. The blowing unit 20 comprises a centrifugal fan motor unit 70 having for example a flow rate of the order of 30 000 m3 / h. Between this group 70 and the air distribution plenum 38 taken from the front of the upper module 2, the heating unit 20 comprises a filter unit 71, a silencer 72 and a heating battery 73 which is put into service when a heating element ambient air is required in test cell 4 (eg maintenance of frost-free conditions). The air delivered by the fan 70 is diffused in the test cell by a plenum 75 arranged on the ceiling of the test cell, preferably above the marble 6.
Le système d'extraction de l'air ambiant dans la cellule comprend une colonne 76 s'étendant dans le module supérieur 2, entre une ouverture de prise d'air 77 prévue au plafond de la cellule d'essai et la cheminée 26. La colonne 76 contient un silencieux 78 placé au-dessus de la grille située dans l'ouverture 77, et un groupe moto-ventilateur centrifuge 79, dont le débit maximum est par exemple de l'ordre de 25 000 m3/h, qui expulse l'air vers la cheminée 26. Un autre silencieux 80 est placé entre le groupe ventilateur 79 et la cheminée 26, qui est agencée pour éviter l'écoulement d'eau de pluie. The system for extracting ambient air in the cell comprises a column 76 extending in the upper module 2, between an air intake opening 77 provided on the ceiling of the test cell and the chimney 26. column 76 contains a muffler 78 placed above the gate located in the opening 77, and a centrifugal fan motor 79, whose maximum flow rate is for example of the order of 25,000 m 3 / h, which expels the 26. Another silencer 80 is placed between the fan unit 79 and the chimney 26, which is arranged to prevent the flow of rainwater.
La centrale 21 de fourniture d'air comburant (figures 1 et 6) comprend une prise d'air dans le plénum de répartition 38, un filtre, des organes de réglage de température et d'hygrométrie, et un groupe moto-ventilateur, dont le debit maximum est par exemple de l'ordre de 1 200 m3/h, qui expulse l'air comburant traité vers la gaine calorifugée 16. Celle-ci est munie, dans la cellule d'essai 4, d'un bras articulé permettant d'amener l'embouchure de la gaine 16 niveau de l'admission d'air du moteur, et de l'en écarter lorsque des opérateurs ont besoin d'accéder aisément au moteur. The central 21 for supplying combustion air (FIGS. 1 and 6) comprises an air intake in the distribution plenum 38, a filter, temperature and hygrometry control members, and a motor-fan unit, of which the maximum flow rate is, for example, of the order of 1,200 m3 / h, which expels the treated combustion air towards insulated sheath 16. It is provided, in test cell 4, with an articulated arm allowing to bring the mouth of the duct 16 level of the engine air intake, and to remove it when operators need easy access to the engine.
Le système d'extraction des gaz d'échappement hors de la cellule comprend une colonne 82 s'étendant dans le module supérieur 2 (figures 8 et entre une ouverture 83 prévue au plafond de la cellule d'essai 4 et la cheminée 25. La colonne 82 délimite une chambre 84 contenant un silencieux Le silencieux 85 communique avec les conduits d'échappement 15 situés dans la cellule d'essai 4 par l'intermédiaire d'un raccord 86 situé à l'interface entre les modules 1 et 2. Le silencieux 85 est calorifugé, etant donné qu'il reçoit du gaz d'échappement encore chaud en sortie du conduit 15 (typiquement de l'ordre de 500 C). Pour assurer un refroidissement suffisant, gaz sortant du silencieux 85 sont mélangés dans la chambre 84 à de l'air prélevé dans la cellule à travers l'ouverture 83. La chambre 84 est dépressurisée au moyen d'un ventilateur centrifuge, dont le debit maximum est exemple de l'ordre de 5 000 m3/h, logé dans une tourelle au pied de la cheminée 25. Le mélange est aspiré de bas en haut dans la chambre 84, par exemple à raison d'un volume de gaz d'échappement pour 0 volumes d'air iron. The exhaust gas extraction system out of the cell comprises a column 82 extending into the upper module 2 (FIG. 8 and between an opening 83 provided on the ceiling of the test cell 4 and the chimney 25. Column 82 delimits a chamber 84 containing a muffler. The muffler 85 communicates with the exhaust ducts 15 located in the test cell 4 via a connection 86 located at the interface between the modules 1 and 2. The silencer 85 is insulated, since it receives still hot exhaust gas at the outlet of the duct 15 (typically of the order of 500 C.) In order to ensure sufficient cooling, gas leaving the silencer 85 is mixed in the chamber. 84 to the air taken from the cell through the opening 83. The chamber 84 is depressurized by means of a centrifugal fan, whose maximum flow rate is an example of the order of 5000 m3 / h, housed in a turret at the foot of the fireplace 25. The mixture is sucked upwards into the chamber 84, for example due to a volume of exhaust gas for 0 volumes of air iron.
Les valeurs des débits de soufflage par les centrales 20 et 21 et d'extraction par les colonnes 76 et 82 sont réglées conjointement. On peut notamment prévoir des vitesses élevées de soufflage par la centrale 20 et d'extraction par la colonne 76 lorsque la température ambiante ou celle de l'air expulsé est relativement importante ou lorsque des hydrocarbures sont détectés dans l'air expulsé, et des vitesses plus modérées pour les autres conditions d'essai, avec un régime à basse vitesse lorsqu'il s'agit simplement de maintenir le banc d'essai en conditions hors gel. Comme le montre la figure 10, le module supérieur 2 contient également un compresseur 90 associé à un réservoir d'air comprime 91. Celui- ci alimente en air comprimé des circuits pneumatiques 92, 93 situés dans le module supérieur 2 et le module inférieur 1, un raccord approprié 94 étant placé à un emplacement spécifié à l'interface entre les deux modules. Les circuits pneumatiques 93 situés dans le module inférieur 1 peuvent comprendre des pressostats 95, 96 pour alimenter les vannes de réglage 66 de la panoplie de distribution d'eau de refroidissement 13 et d'autres vannes régulatrices à commande pneumatique éventuellement montées sur la platine 11 pour la distribution du carburant au moteur. Ils peuvent également comprendre des prises d'air comprimé 97 réparties dans la cellule d'essai 4 et/ou la salle de commande 5 pour permettre aux opérateurs d'utiliser de l'air comprimé au moyen de flexibles 98 munis de raccords rapides. De telles prises d'air comprimé 99 peuvent également être prévues dans le module supérieur 2. The values of the flow rates by the central units 20 and 21 and extraction by the columns 76 and 82 are set jointly. In particular, it is possible to provide high blowing speeds through the central unit 20 and extraction via the column 76 when the ambient temperature or that of the expelled air is relatively high or when hydrocarbons are detected in the expelled air, and speeds more moderate for other test conditions, with a low speed regime when it is simply to maintain the test bench in frost-free conditions. As shown in FIG. 10, the upper module 2 also contains a compressor 90 associated with a compressed air reservoir 91. This latter supplies compressed air with pneumatic circuits 92, 93 located in the upper module 2 and the lower module 1 a suitable connector 94 being placed at a specified location at the interface between the two modules. The pneumatic circuits 93 located in the lower module 1 may comprise pressure switches 95, 96 for supplying the control valves 66 of the cooling water distribution set 13 and other pneumatically controlled regulating valves possibly mounted on the plate 11 for the distribution of fuel to the engine. They may also comprise compressed air intakes 97 distributed in the test cell 4 and / or the control room 5 to allow the operators to use compressed air by means of hoses 98 provided with quick couplings. Such compressed air intakes 99 may also be provided in the upper module 2.
Les moyens de sécurité incendie représentés sur la figure 11 comprennent un boîtier 100 situé dans la zone de commande 5, relié à des moyens de détection répartis dans le module supérieur 2, la cellule d'essai 4, la zone de commande 5 et éventuellement l'extérieur de l'ensemble. Dans l'exemple représenté, les moyens de détection comprennent un détecteur optique de flamme 101 situé dans la cellule d'essai 4, un détecteur optique de fumée 102 situé dans la cellule d'essai 4, un bouton 103 actionnable par l'opérateur dans la zone de commande 5 après rupture d'un bris de glace, et des détecteurs ioniques de fumée 104 distribués dans l'installation. Lorsque des conditions d'incendie sont détectées, le boîtier 100 peut par exemple déclencher les opérations suivantes - coupure de l'arrivée du carburant ; - arrêt de la ventilation ; - arrêt du banc moteur ; - mise en marche d'une sirène et d'une signalisation lumineuse ; - envoi d'un signal d'alerte à l'extérieur ; - ouverture d'une vanne 105 pour déverser dans la cellule d'essai 4 et éventuellement dans le module supérieur 2 et la zone de commande 5 du C02 stocké dans les bouteilles 24, par l'intermédiaire d'un réseau de canalisations 106 allant de la cabine contenant les bouteilles 24 jusqu'à des buses réparties dans les zones à protéger. Les moyens de sécurité de l'installation comprennent également un détecteur 108 d'hydrocarbures dans l'air ambiant de la cellule d'essai 4 et un détecteur de monoxyde de carbone 109. Ces deux détecteurs sont reliés à un boîtier 110 qui déclenche une alarme en cas de détection, et commande le ventilateur 79 de la colonne d'extraction 76 pour qu'il fonctionne à la vitesse maximum. Si des hydrocarbures sont détectés, l'arrivée du carburant est, en outre, coupée. The fire safety means shown in FIG. 11 comprise a housing 100 situated in the control zone 5, connected to detection means distributed in the upper module 2, the test cell 4, the control zone 5 and, where appropriate, the control zone 5. outside the set. In the example shown, the detection means comprise an optical flame detector 101 located in the test cell 4, an optical smoke detector 102 located in the test cell 4, a button 103 operable by the operator in the control zone 5 after breakage of an ice break, and ionic smoke detectors 104 distributed in the installation. When fire conditions are detected, the housing 100 may for example trigger the following operations - cut off the arrival of the fuel; - stop ventilation; - engine bench stop; - activation of a siren and a light signaling; - sending an alert signal to the outside; opening of a valve 105 to discharge into the test cell 4 and possibly into the upper module 2 and the control zone 5 of the CO2 stored in the bottles 24, via a network of pipes 106 ranging from the cabin containing the bottles 24 up to nozzles distributed in the areas to be protected. The security means of the installation also comprise a detector 108 of hydrocarbons in the ambient air of the test cell 4 and a carbon monoxide detector 109. These two detectors are connected to a housing 110 which triggers an alarm. in case of detection, and controls the fan 79 of the extraction column 76 to operate at the maximum speed. If hydrocarbons are detected, the arrival of the fuel is, in addition, cut off.
L'installation qui vient d'être décrite présente une grande autonomie vis-à-vis de son environnement. En particulier, elle n'a pas besoin d'être associée à une infrastructure de bâtiment ou à des appareils de traitement extérieurs tels que des tours de refroidissement. The installation that has just been described has a great autonomy vis-à-vis its environment. In particular, it does not need to be associated with building infrastructure or outdoor treatment devices such as cooling towers.
En ce qui concerne l'alimentation en fluides, il suffit de prévoir un raccordement extérieur à un réservoir de carburant, un simple appoint d'eau (les moyens de refroidissement fonctionnant essentiellement en circuit fermé) et une évacuation des eaux égouttées. En ce qui concerne l'électricité, il suffit d'un raccordement au secteur, les armoires 22 situées dans module supérieur assurant l'alimentation et la distribution de courant différents appareillages du banc d'essai. Regarding the supply of fluids, it is sufficient to provide an external connection to a fuel tank, a simple makeup of water (the cooling means operating essentially in a closed circuit) and an evacuation of the drained water. Regarding the electricity, it is enough to a connection to the sector, the cabinets 22 located in upper module ensuring the power supply and the current distribution of different apparatus of the test bench.
En ce qui concerne le traitement des mesures, l'installation peut être livrée équipée d'un certain nombre de voies de traitement et des logiciels de contrôle du banc. II est également possible d'utiliser les circuits et logiciels souhaités par chaque industriel. Regarding the processing of measurements, the installation can be delivered equipped with a number of treatment channels and bench control software. It is also possible to use the circuits and software desired by each manufacturer.
Des ensembles 1, 2 tels que celui représenté sur les figures 1 à 11 peuvent être placés côte à côte pour former des installations à plusieurs cellules d'essai, étant donné que leurs deux faces latérales sont planes et dégagées. Assemblies 1, 2 such as that shown in Figures 1 to 11 may be placed side by side to form multi-cell test facilities, since their two side faces are flat and unobstructed.
La figure 12 montre ainsi une installation d'essais comportant une rangée de trois ensembles 1, 2 juxtaposés suivant leurs faces latérales. Les cloisons des faces latérales étant amovibles, on peut les enlever au niveau des zones de commande juxtaposées 5, pour former une salle de commande unique pour les trois cellules d'essai 4. FIG. 12 thus shows a test installation comprising a row of three sets 1, 2 juxtaposed along their lateral faces. The partitions of the lateral faces being removable, they can be removed at the juxtaposed control zones 5, to form a single control room for the three test cells 4.
La figure 12 montre en outre que les ensembles 1, 2 peuvent être associés à d'autres éléments de construction modulaire 120, de plain pied avec les modules inférieurs 1, fournissant des locaux pour les personnes travaillant sur le banc d'essai. Figure 12 further shows that the assemblies 1, 2 can be associated with other modular building elements 120, level with the lower modules 1, providing premises for people working on the test bench.
Dans l'agencement bidimensionnel de six ensembles modulaires représenté sur la figure 13, les faces arrière des ensembles 1, 2 sont également dégagées, ce qui permet juxtaposer deux rangées de plusieurs ensembles suivant ces faces arrière. In the two-dimensional arrangement of six modular assemblies shown in FIG. 13, the rear faces of the assemblies 1, 2 are also disengaged, which makes it possible to juxtapose two rows of several sets along these rear faces.
Les zones de commande 5 étant situées vers l'arrière des modules inférieurs 1, il est également possible de les regrouper dos à dos pour agrandir la salle de commande et la partager entre plusieurs cellules d'essai. De même, les passerelles 29 situées au-dessus des zones de commande 5 peuvent être regroupées en une passerelle plus large.The control zones 5 being located towards the rear of the lower modules 1, it is also possible to group them back to back to enlarge the control room and share it between several test cells. Similarly, the gateways 29 located above the control areas 5 can be grouped into a wider gateway.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |