Turbocompresseur à Géométrie Variable

Turbocompresseur à
Géométrie Variable
Information
Produit
Régulateur électronique de
Turbocompresseur
à
Géométrie Variable (TGV),
pour moteur de véhicules
blindés légers militaires.
LE BESOIN DU CLIENT
Grâce à leur rapport Puissance/Cylindrée
très élevé, les Moteurs Baudouin‚ équipent
de nombreux Véhicules Blindés Légers
(VBL). Le moteur 6F12-SRY d'une puissance
de 400cv pour une cylindrée de 7 litres a
été choisi pour motoriser le char MARS 15
développé par Creusot Loire Industries.
Afin de maintenir ses performances sur une
plus grande plage d'utilisation, le moteur a
été équipé‚ d'un turbocompresseur à
géométrie variable.
La régulation d'origine du turbo comportait
un verrin pneumatique nécessitant un
circuit fluide. Par ailleurs, le régulateur
d'origine conçu en numérique rendait très
fastidieux la mise au point des paramètres
de régulation (P.I.D.).
LA SOLUTION CRE
La solution CRE a consisté à étudier, et
fournir une régulation tout électrique plus
simple de mise en œuvre et d'associer une
électronique numérique essentielle pour la
cartographie moteur à un régulateur
analogique beaucoup plus souple d'emploi.
La cartographie du moteur a été
développée au banc d'essais à l'aide d'un
micro-ordinateur de type PC, sur lequel
était installé un outil logiciel développé
par CRE. Grâce à ce logiciel très pratique
et convivial, les motoristes du banc d'essai
pouvaient
modifier
à
loisir
les
caractéristiques de régulation, ce qui leur
a permis de définir avec précision la
cartographie du moteur.
LE PRINCIPE
Note :
DSF
Technologies
SA
pense que toutes les
informations
contenues
dans ce document sont
justes et fiables et se
réserve
le
droit
de
modification sans préavis.
L’utilisation
de
ces
informations
ne
peut
engager la responsabilité
de DSF Technologies SA
sauf convention express
Le système corrige en permanence la
position des ailettes du turbocompresseur
pour maintenir une pression constante en
sortie du turbo (P2). La valeur de pression
à
corrigée en continu pour tenir compte de la
vitesse du moteur suivant la cartographie
stockée dans la mémoire du boîtier.
LE REGULATEUR TGV
En dehors du turbocompresseur, CRE a
fournit l'intégralité de la solution. Ainsi,
le système livré par CRE se compose de
l'actionneur qui agit sur la commande de
position des ailettes du turbocompresseur,
du capteur de pression P2, du capteur
magnétique de vitesse, du boîtier
électronique de régulation qui pilote
l'actionneur et du harnais de câblage.
LE BOITIER ELECTRONIQUE
Il est au centre du dispositif de régulation.
Quatre étages de conditionnement de
signaux, mesurent la pression P2, la vitesse
du moteur, plus deux voies en réserve. Un
étage de sortie puissance, type PWM,
pilote l'actionneur.
Le circuit de
régulation PID (Proportionnelle, Intégrale,
Dérivée) est de type analogique.
La
cartographie du moteur ainsi que le
dispositif d'auto-diagnostic du système sont
réalisés à base de micro-contrôleur. Le
boîtier effectue en permanence une
surveillance de tous les éléments et
intègre une logique de fonctionnement
dégradé en cas d'incident sur l'un des
constituants.
En cas d'incident, une
signalisation de défaut est déportée sur le
tableau de bord du véhicule. Le boîtier
comporte 5 leds de contrôle de défauts
(actionneur, capteur P2, capteur vitesse,
alimentation, boîtier). La cartographie qui
gère les points de consigne P2 en fonction
de la vitesse est entièrement configurable
par un micro-ordinateur de type PC.
Turbocompresseur à
Géométrie Variable
L’ACTIONNEUR
Pour l'actionneur, CRE a adapté‚ un
actionneur +1 de la gamme Barber Colman.
L'actionneur
convertit
un
signal
d'alimentation électrique de type PWM en
une variation angulaire de 45° de l'arbre de
sortie. Cette conversion s'effectue par
l'intermédiaire d'un noyau ferromagnétique
plongé‚ dans une bobine électrique et précontraint par un ressort. Le mouvement
linéaire de l'axe est transformé‚ en
rotation par une biellette solidaire de
l'axe. Un potentiomètre à effet Hall sans
contact, placé à l'opposé de l'axe, recopie
avec précision la position de l'actionneur.
Cette information de position est
retournée au boîtier améliorant la vitesse
de contre-réaction du régulateur PID par
anticipation.
LES CAPTEURS
DSF Technologies S.A.
Un capteur 0-2,5 bars d‚livrant un signal 420mA mesure la pression de sortie
turbocompresseur. Un capteur magnétique
installé sur le carter du volant moteur
fournit un signal sinusoïdal de fréquence
proportionnelle à la vitesse du moteur.
! Intégration : Le dispositif devait
s'intégrer dans l'environnement électrique
et le volume existant. CRE a fourni le kit
de montage des éléments sur le moteur et
le harnais de câblage pour s'interfacer avec
le faisceau du char.
! Délai d'étude : L'étude d'une régulation
n'était pas prévue dans le planning de
développement du MARS 15. Seulement 4
mois ont été nécessaires pour fournir les
premiers systèmes devant équiper les
véhicules prototypes. Ce délai comprenait
l'étude de la cartographie du moteur au
banc d'essai moteur.
! Spécifications : Anti-parasitage et
compatibilité électromagnétique selon
GAM EG13-62/63, température ambiante
de -40°C à +80°C, alimentation norme
AIR2021E, humidité‚ relative 95%… 35°C,
brouillard salin 5% de NaCl à 35°C, IP64,
vibrations sinusoïdales et aléatoires sous 3
axes à 5g de 35 à 500 Hz, chocs et
secousses à 40g, résistances aux liquides
"char".
! Interchangeabilité: Elle devait être
totale entre chaque élément du système et
ne nécessiter aucun réglage.
Equipements
Electroniques
& informatiques pour
Principe du régulateur pour turbo à géométrie variable
moteurs thermiques
A l l é e Ch a r l e s
Victor
Naudin
Zone des Templiers
Sophia Antipolis
06410
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FRANCE
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