Combustion optimisée: en augmentant l'efficacité des moteurs Diesels des véhicules

Comme les modes d’entrainements alternatifs tendent à se développer, l'industrie automobile travaille à améliorer et augmenter l'efficacité des moteurs à combustion traditionnels. Cela concerne pour l’essentiel l’injection du carburant pour les moteurs diesels mais également l'efficacité entière du véhicule.

La proportion du parc automobile avec des moteurs diesels est 50% en Allemagne avec un pourcentage similaire en Europe. L'argument principal en faveur de la technologie diesel est de notoriété publique, il s’agit de sa consommation en carburant inférieure à celle des moteurs à essence. Pour réduire encore la consommation et ainsi l’émission de gaz, il est primordial de faire une mesure très précise de la pression.

Dans un moteur diesel, le carburant est vaporisé très finement par un système d’injection à très haute pression. Le fait de faire une pulvérisation plus fine du carburant à des pressions plus élevées améliore considérablement la vitesse du processus de combustion et réduit en même temps la taille des particules contenues dans les émissions de gaz rejeté. Dans la première voiture de série à utiliser l’injection diesel, à savoir la Fiat Croma TD.i.d sortie en 1988, la pression était de 1000 bar. Maintenant les pressions atteignent des plages de 2000 à 2500 bar et la valeur tend toujours à monter.

Les capteurs de pression HBM participent également au développement de l'injection « Common Rail » qui s'appelle également « accumulator fuel injection » puisque la génération de la pression est totalement séparée du processus réel d'injection. Dans cette technologie, une pompe à haute pression garde constamment le carburant à un haut niveau de pression. La durée et le volume de carburant à injecter sont pilotés par calculateur.

Les capteurs de pression de haute précision de la série P3TCP sont utilisés sur les bancs d'essai dans l’industrie automobile pour optimiser l'injection Common Rail.

Les modèles « Top class » travaillent sur des plages de mesure de 0 à 3000 bar avec une précision qui se situe entre 0.1% et 0.2 % (selon la portée nominale). Ils sont exactement dans la plage de fonctionnement des systèmes d’injection et des pompes à haute pression existants aujourd'hui. La précision élevée garantie une reproductibilité fiable des résultats de mesure. Une mesure de la température (PT100) intégrée au capteur assure la compensation en température.

Mais la série P3TCP est également disponible en portées supérieures pour être prête lorsque de prochaines hausses de niveaux de pression seront exigées. Avec les modèles « BlueLine », des pressions maximales entre 5 000 et 15 000 bar peuvent être mesurées avec une classe de précision de 0.25 à 5000 bar.

Les deux modèles « Top class » et « BlueLine » permettent un contrôle précis et donc des réglages optimisés des injections Diesel.

Un des buts actuels et toujours plus important dans l’évolution des motorisations et des entrainements est l’optimisation de l’efficience énergétique de l’ensemble complet du véhicule. Pour cela, il est nécessaire d’estimer et de mesurer la consommation énergétique de chaque composant individuel et des sous-ensembles. En effet, un moteur à explosion moderne ne donne pas seulement sa puissance à l’entrainement, mais aussi par exemple àl’éclairage ou au compresseur de climatisation.

Cette perte de puissance doit être également recensée par la mesure, pour qu’uneoptimisation soit possible. En complément, il faut estimer et optimiser les pertes à l’arbre à cames, à la distribution par chaines ou par courroies. Ceci est réalisé très précisément par la mesure à l’aide de capteurs de couple sur des interfaces mécaniques, par exemple sur le villebrequin ou l’arbre à cames.

HBM propose pour ces mesures des capteurs de couple spécifiquement adaptés aux besoins du client. Ceux-ci sont installés directement entre la courroie ou la chaîne de transmission et l'ensemble monté. Les charges parasites résultantes telles que les moments de flexion, les forces radiales et axiales sont en grande partie compensées par la conception spécialement approprié du corps d’épreuve.

Le capteur, de forme compacte et très plate, est prédestiné à rester en position même lorsque le moteur en entier est installé dans un véhicule ce que permet de l’utiliser à la fois sur les bancs d'essai mais aussi dans les essais sur route. Le domaine d’utilisation en température est également prévu pour des valeurs extrêmes que l’on peut rencontrer dans les essais pratiques sur le terrain (avec des journées chaudes ou froides). Dans le capteur,la transmission des données et l'alimentation en énergie du rotor se font sans contact électrique et mécanique, grâce à un système de télémétrie.

Les données peuvent être directement envoyées à un ordinateur par l'intermédiaire des interfaces numériques ou analogiques disponibles. Le grand choix dans la tension d'alimentation couvre l’ensemble des voitures et des camions actuels.

La classe de précision des capteurs de couple est de 0.2%, pour une portée nominale de 100 Nm. Cela permet des mesures précises de haute résolution, selon les conditions. Les dimensions du capteur, comme les dimensions des éléments de fixation, peuvent être adaptées pour répondre aux exigences du client.