Banc d`essai magnétos

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NOTICE
TECHNIQUE
N° : 50a
Date : 20/08/2012
Révisée le :
CONSTRUCTION D'UN BANC D'ESSAI MAGNETOS
1 )Introduction: Le banc décrit dans la présente notice permet d'effectuer le test des magnétos
(Bendix ou Slick ) à des vitesses variables mais aussi de faire le contrôle de
fonctionnement de tachymètres, d'alternateurs, de pompes à vide.…
Le prix de revient est assez minime, comparé au modèle vendu aux US, et le service est identique.
2 ) Description : Le banc d'essai comprend les éléments suivants ( voir figure n° 1)
- Le bâti
- Le moteur d'entraînement.
- Le support des magnétos.
- Le système d’entrainement
- L'éclateur
- Le tableau de commande.
Tableau de commande
Moteur
Supports magnétos
Bâti
Figure n°1
2-1 ) Le Bâti : Le bâti est réalisé en cornières de 40x 40x 4 mm soudées selon le plan annexe n°1, et
comporte aussi 4 pieds en caoutchouc pour amortir les vibrations. Il ne présente aucune
difficulté dans la réalisation pour qui connaît tant soit peu la soudure à l'arc.
2-2 ) Le Moteur d'entraînement : C'est la pièce maîtresse du banc; il doit être à vitesse variable de 0 à
3000 t/mn. La solution la plus simple ( et la moins onéreuse ) est
d'utiliser un moteur de machine à laver le linge ( j’ai utilisé un moteur de lave-linge Miele ) avec une
vitesse d'essorage variable, car le moteur comporte un collecteur avec des charbons ( moteur universel
ou moteur série).Ce bloc moteur comporte également un moteur asynchrone (démarrage par
condensateur ), mais à vitesse de rotation fixe ( fréquence secteur 50 hz ), et donc inutilisé.
Un variateur à thyristor que l'on peut trouver par exemple chez Conrad ( ref 063507-68 ou 183199-68 )
ou Sélectronic ( ref 11.5536 ).
13/09/12
Banc d'essai magnétos
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Le schéma de câblage du moteur ( figure n° 2) comprend un inverseur permettant d'inverser le sens de
rotation du moteur ( à l'arrêt ) (Conrad ref 064461-68 ). Il est représenté avec le module Triac variateur
de Conrad ref 183199-68 auquel on doit ajouter une résistance en série ( en fait un potentiomètre
multitour de 100kW de Conrad ( ref 429333-68 ) et une résistance fixe à adapter en fonction de la plage
de vitesses à obtenir ). Dans le cas du schéma, nous avons une résistance de150 kW / 5W.
SERIE
Fusible
10 Amp.
Secteur
220V
Noir
Jaune
Inverseur
150k
5W
Induit
Inducteur
Gris
Triac
Figure n°2
Pot.10tours 100k
2-3 )Mesure de la vitesse de rotation : J'ai expérimenté 2 dispositifs de mesure de la vitesse de
rotation du moteur :
Rappelons que les magnétos tournent à la même vitesse de rotation que le vilebrequin.
2-3-1 ) ) Tachymètre électronique : Dans ce cas il faut utiliser un disque solidaire de l'arbre et percé
d'un trou sur le bord qui démasque une cellule photoélectrique à
fourche à chaque tour ( Conrad ref 185377-68).
Les impulsions émises par la cellule sont ensuite amplifiées et transformées en courant continu, dont
la tension est proportionnelle à la vitesse de rotation du disque. Le courant continu obtenu est mesuré
par un microampèremètre 100mA
Compte-tour avion
Figure n° 3
Cellule photo à fourche
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Etant donné la faible vitesse de rotation, il est préférable d’utiliser un indicateur analogique à aiguille
ce qui favorise la lecture. L’aiguille oscille au rythme de la vitesse de rotation, ce qui rend la lecture
digitale délicate car l’affichage varie constamment.
Un schéma est donné ci-dessous ( figure n°4 ) avec le plan du circuit imprimé correspondant (attention
à l’échelle )
50 hz N = 3000 t/mn
Régulateur
D1
E
BAT 49
78L05
S
M
1 F
3,9 k
1 F
C7
S1 a
10 k
C8
R3
H
R4
10 k
BNC
R6
12 k
9 V.
8 mA
15 pF C1
Sortie
R9
1,5 k
1k
470nF
C3
R1
Rouge
Noir
100 A
470nF
C4
22 k
BC547B
470nF
C2
R8
1000 F
470nF
C5
C9
D
Barrière IR Conrad CNY 37
T2
T1
T3
220
BC547B
BC547B
Disque à Trou
R5
R2
D2 1N4148
4,7k
R7
4,7k
R8
10k
1k
R9
Jaune
A 270
M
Figure n°4
rouge
Vue côté CI
C3
15pf
+
BC547B
B
T3
BC547B
T2
R7
+
E
470nf
100 V.
E
R8 1k Ω
E
R5 4.7k Ω
1N4148
R2 4.7k Ω
R9 270 Ω
R8 220 Ω
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B
BC547B
T2
C
Ajust. 10 k
B
C
V.
Vers N noir
20
H=
C5
al
adi
R1 22k Ω
jaune
C
R f 25
0
100
Vers A
R6 1,5k Ω
C2
470nf
100 V.
Ajust. 1 k
C4
470nf
100 V.
470nf
100 V.
Vers D
R9 1k Ω
1 f 50 V.
R9 1k Ω
1 f 50 V.
R3 10k Ω
65
+
+
BAT 49
78 L 05
M S
E
R4 12k Ω
Vers R
Vers + 9V
Multitours
R11
R10
5 V régulé
40
Vers 100 A
2-3-2 ) Tachymètre mécanique :J'ai utilisé un compte- tour mécanique d'avion auquel j'ai ajouté une
poulie d'un diamètre égal à 3 fois le diamètre de la poulie moteur. En
effet sur l'avion la prise de mouvement du compte-tour tourne 3 fois moins vite que le vilebrequin du
moteur. Un joint torique sert de courroie de transmission. Attention : le compte-tour ne fonctionne que
dans un sens de rotation, en fonctionnement inverse il faut enlever la courroie ( ou éventuellement la
croiser ). On peut aussi retourner le compte-tour sur son support vers l’arrière.( Figures n° 3 et 5 )
Figure n° 5
2-4 ) Le support de magnétos : En fait le support de magnétos comporte 2 équerres réalisées en
cornières de 40 soudées ( figure n°6 ) et fixées par boulon H 8 sur le
bâti à une distance variable selon le moteur utilisé.
Trou M8 à percer au montage
44
de la magnéto Bendix
Figure n°6
EQUERRES de
MONTAGE des
MAGNETOS
Cornière 40 x 40x 4
80
2 Equerres Symétriques
150
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35
16
150
X
Ø
8
Vis de fixation des magnétos
Bendix, ou de la plaque support
Slick
Figure n°7
Les magnétos Bendix sont fixées directement par 2 vis H8 dans les 2 trous ovalisés sur les faces
verticales. Ces vis servent également à fixer la plaque support de magnétos Slick ( Figure n°7 et n°8 )
Plaque Fixation Magnétos SLICK
2 trous M8 fixation des noix
2 trous 8 fixation de la
plaque sur les équerres
150
Ø8
Figure n°8
54
58
6
Ø7
130
Plaque Dural ep.6
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Plaque de fixation
Noix de fixation
Figure n°9
La figure n° 9 montre le montage d’une magnéto Slick sur la plaque de la figure n°8, au moyen des
deux noix de fixation de la magnéto sur le moteur.
2-5 ) Le système d’entrainement : Il est prévu d’entrainer la magnéto par son pignon d’entrainement.
3 pions en laiton se glissent entre les dents du pignon ( figure n° 10 ).
Compte tenu du nombre de dents du pignon ( 13 ), les 3 pions sont disposés inégalement sur la
circonférence de diamètre 40 mm ( voir figure n° 10 ).
1°
11
Pignon
Magnéto
2
4,4
°
11 0
Figure n° 10
Ø
85
46
5,
R20
Pion d'entrainement
Ø27
,1
40
Le plateau d'entraînement est représenté sur la figure n° 11 ci-dessous :
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Tige filetée laiton D 5
10
18
R2
1
Plateau d'entrainement Pignon Magnéto
Ø
11
1°
2 vis Hc5 à 90°
60
32
110°
3,8
11
5
Ø1
32
Figure n° 11
Ce plateau peut être réalisé en dural., il vient lui-même se fixer sur l'adaptateur.
L'adaptateur figure n° 12 permet le montage sur la poulie livrée avec le moteur. Cette poulie étant
emmanchée à force sur l'axe du moteur, il a fallu ajouter cette pièce intermédiaire pour fixer le plateau
d'entraînement.
Cette pièce est à adapter en fonction du moteur utilisé.
3 Vis CHC5/ 15 à 120°
60
Gorge pour courroie
Ø
Tachymètre
10
15
38
30
3
30
4
1
Figure n°12
15
28
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ADAPTATEUR
2-6 ) L'éclateur : La vérification du bon fonctionnement des magnétos, exige le branchement d'un
dispositif de production de l'étincelle. On peut utiliser soit une chambre à bougies qui
consiste en un tube en plexiglass étanche sur lequel on percera 4 trous taraudés pour fixer les bougies,
et un trou supplémentaire pour fixer un manomètre de contrôle de la pression, ainsi qu'un embout qui
peut-être une valve de chambre à air d'auto qui nous permettra de mettre le tube plexi sous air
comprimé à environ 110 psi ( 7,7 bars ) ( voir figure n° 13 )
Valve auto
Figure n°13
Tube plexi
Le tube plexi permet de visualiser les étincelles de chaque bougie et de valider en même temps le
fonctionnement de la magnéto, des fils de bougies ( harness ) et des bougies. La pression d'air favorise
l'étincelle; sur le banc de test CHAMPION la pression d'air est réglée à 110 psi ( 7,7 bars )
Un dispositif plus simple à réaliser consiste en un éclateur dont la distance d'éclatement est réglable.
On utilise pour cela une bougie décolletée au tour, pour être ensuite fixée sur un support en face d'une
tige filetée en laiton ( voir figures n° 14 et 15 )
ECLATEUR
8
27
0
15
3
X
56
5
Ø2
100
Figure n° 14
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Bougie modifiée
On règle la distance X à 5 mm,( voir protocole de test, ci-après) ce qui permet d'avoir une idée par
comparaison de la qualité de l'ensemble magnéto / fil de bougie / bougies . Malheureusement, on ne
peut tester qu'une sortie de magnéto à la fois.
Figure n° 15
Un éclateur à 5 bougies a été également réalisé ( figure n° 16 ) à partir de tube alu de section 60x40
mm (épaisseur 2 mm )
Eclateur 4 bougies
144
40
Plexiglas
10
10
60
60
2
Arrivée air comprimé
Fenêtre
Manomètre
Plaque alu renfort
Figure n° 16
Deux plaques latérales en alu de 10 mm, rendent le boitier étanche. Il faut ajouter une plaque alu
de renfort de 6 mm pour permettre un taraudage correct des trous de bougies. Une fenêtre est découpée dans le
tube alu pour visionner les étincelles, une plaque de plexiglas de 8 mm ( compte tenu de la pression interne
d’environ 10 bars ) vient obstruer la fenêtre.
On fixera 4 vis laiton de 4 mm avec les bouts effilés en face des électrodes centrales des bougies.(
écartement de 5 mm minimum sous pression atmosphérique )
Les bougies représentées sur les figures n°16 et 17, ont été décolletées à l’extrémité pour supprimer les
électrodes de masse ( Champion REM 40 E ).
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Cet éclateur permet de tester simultanément et sous pression:
- La magnéto.
- Le harness( les fil de bougies )
- Les bougies : on remplace les bougies modifiées par les bougies utilisées.
Figure n° 17
2-7 ) Le tableau de commande : Celui-ci ne présente pas de difficulté. On pourra utiliser des coffrets
plastique tout prêts de chez Sélectronic ( série 360 "Pupitre" ) ou Conrad Coffret pupitre plastique
215x130x65 ( ref : 52 39 76-68 ).( Figure n° 18 )
On fixe sur la plaque avant : Le potentiomètre multi-tours, l’interrupteur, l’inverseur de sens de
rotation, le fusible 10 A., le voyant de mise sous tension, et l’indicateur de vitesse de rotation ( ici
digital)
Figure n°18
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3 ) Protocole de test magnéto : Le protocole suivant est tiré d’une parution L-1363 de Champion
( révision 01/03/09)
3-1 ) Préparation du test : La magnéto sera montée dans la position qu’elle occupe sur l’avion
(orientation ). Installer les fils de bougies et raccorder les embouts sur les bougies de test
( bougies décolletées ) avec un écartement des pointes de 5 mm.
Attention : Ne pas faire tourner les magnétos tant que le branchement complet et l’écartement
correct, n’ont pas été effectués.
Bien vérifier le sens de rotation de la magnéto testée (droite ou gauche ).
3-2 ) Magnéto à déclic : Compte tenu de l’effort important nécessaire pour dégager le déclic, il est
important, sur le banc décrit, de ramener l’axe de la magnéto à déclic, en
arrière d’un tour, sans passer le déclic, pour permettre de laisser au moteur le temps de prendre
de l’inertie. Il peut être aussi nécessaire de positionner le potentiomètre multi-tours à vitesse
max.
Le déclic s’enclenche pour une vitesse de rotation de la magnéto d’environ 150 t/mn. Si tel n’est
pas le cas c’est qu’il y a un défaut dans le système à déclic.
Le déclic doit aussi se déclencher à une vitesse d’environ 475 t/mn.par la force centrifuge sur les
masselottes. On peut tester le bon fonctionnement en réduisant la vitesse à l’aide du
potentiomètre jusqu’à ce que le déclic s’enclenche , on notera la vitesse correspondante.
3-3 ) Test d’écartement : On déterminera, quelle est la vitesse minimum d’allumage de l’éclateur
réglé avec un écartement de 5 mm, sous pression atmosphérique.
- L’allumage régulier doit se produire au maximum à 255 t/mn pour les magnétos sans déclic.
- L’allumage régulier doit se produire au maximum à 150 t/mn avec déclic enclenché et 475
t/mn avec le déclic déclenché pour les magnétos à déclic.
3-4 ) Test en vitesse : Le test se déroulera pendant 5 minutes à chacune des vitesses de 1000, 2000,
3000 t/mn .Observer la régularité de l’étincelle, à chacune des vitesses.
3-5 ) Test de durée : Ce test est optionnel ; Il consiste à faire tourner la magnéto pendant 3 heures.
D’abord à1750 t/mn pendant les 2 premières heures et à 3000 t/mn pendant la
dernière heure. Contrôler la température extérieure du boitier de la magnéto, qui ne devra pas
dépasser 80°C.
Il arrive parfois que les magnétos cessent de fonctionner par suite de leur échauffement.
4 ) Divers :
4-1) Test des Alternateurs : Un support en cornière sera fixé sur l’arrière du bâti ( voir
Figures n°5 et 19 ). Une poulie de grand diamètre sera usinée
( environ 200 mm ), pour respecter autant que possible la vitesse de rotation de l’alternateur.
On alimentera l’inducteur de l’alternateur ( rotor ) par du 12 V continu ( moins d’un ampère ) sur les
bornes F1 et F2 ( voir la Notice Technique 003a sur l’alternateur ). On créera une charge en sortie de
l’alternateur par une ampoule de phare d’atterrissage ( 12V. / 100 w ). Compte tenu de la charge
importante, il est prudent de lancer d’abord le moteur avant de mettre la lampe en circuit.(Voir Figure
n°20 )
Ce test permet de vérifier le fonctionnement de l’alternateur en charge.
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Alternateur
Figure n° 19
Cornière support
Poulie
Montage pour Essai d’alternateur
Circuit de charge
(courants forts )
Figure n° 20
Circuit d'excitation
(courants faibles )
B+
F2
Alternateur
F1
Alim
12V / 1 A.
+
Phare
Montage pour Test Alternateur
4-2 ) Test des pompes à vide :On pourra également à l’aide d’un support approprié faire l’essai
d’une pompe à vide, en faisant attention au sens de rotation.
[email protected]
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BATI BANC D'ESSAI
118
Cornière 40 x 40
600
Plots caoutchouc
170
Fer plat 40 x 5
Annexe 1
Suivant cotes moteur
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Banc d`essai magnétos

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