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MODULE DES SCIENCES APPLIQUÉES

1. 2500 JL 1720 mbar DPG409 2 5G_ 745 WIRELESS RECEIVERS R WIRELESS TRANSMITTER OPTION US PRICE DESCRIPTION _UWTCRECI 225 45 channel wireless receiver USB powered LUWTC REC24 235 48 channel wireless receiver with analog oup UWTC REC2 D 265 48 channel wireless receiver with analog output and display NN CUWTERECS 235 22 channal wireless ethemet web based receiver Comes complete with operator s manual set up Software USB cable 2 7 m 9 analog output cable with tomite core and 5 point NIST traceable calibration To order with wireless transmitter option add W to model number and 100 to price Ordering Examples DPG409 100G high accuracy digital gauge with analog ouput and a pressure range of 0 to 100 psig 695 DPG409 1KG W high accuracy digital gauge with analog output wireless transmitter option and a pressure range of 0 to 1000 psig and UWTC REC1 wireless USB recaiver 695 100 225 we 2 To Order Call 488 SAS o or Shop Online at omega com 2011 OMEGA ENGINEERING INC ALL RIGHTS RESERVED Vincent W Leli vre Hiver 2011 80 s A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS ANNEXE F D termination du centre de gravit Position du SRP ou H point sur un mannequin standardis 6 D termination du Centre de Gravit La d termination du centre de gravit d un si ge s effectue sous les conditions suivantes 1 Si le si ge est muni d
2. Et sans contr le des d bits volum triques l asservissement du syst me est irr alisable Mais puisque le client tient ce que la somme n cessaire pour r aliser le projet soit la moins lev e possible le changement des distributeurs actuels n a pas t une option qui a t envisag e De plus il a t convenu qu emp cher un d passement de forces exerc es par les v rins n est pas primordial puisqu au final le si ge d velopp en cons quence n en sera que plus s curitaire Enfin il a t suppos que le temps de r ponse temps n cessaire pour atteindre la force d sir e demeurera acceptable moins de 29 secondes apr s avoir effectu un r glage ad quat des valves de d bits Vincent W Leli vre Hiver 2011 52 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS Dans le cas o le d passement le temps de r ponse la stabilit et l erreur en r gime permanent seraient compl tement insatisfaisants une fois la solution implant e sur le banc d essai on doit se r f rer au chapitre 7 du livre Hydraulic Control Systems de Noah D Manring Ce chapitre traite de l asservissement de syst mes hydrauliques partir de distributeurs 3 ou 4 orifices dont la configuration est centre ouvert Enfin le client devra s assurer que l automate qui sera choisie dispose d une fonction interne PI proportionnel int gral car ce ne sont pas tous les automates programma
3. I mA Figure 33 Courbe de la pression en fonction du courant fournie au sol noide d bit en entr e Q 0 5 I mn Tableau 18 Sp cifications du limiteur de pression 4 commande lectrique choisie Marque Num ro de Diam tre Tension D bit Plage de r glage mod le du port V admissible pression pouce L mn BAR DUPLOMATIC CRE 1 4 24 1 5 0 250 HYDRAULIQUE 250 20N D24K1 Tableau 19 Amplificateur num rique pour valve proportionnelle EDM M3112 Marque Num ro de Montage Nombre de IMin Imax PWM mod le canaux mA mA Hz ind pendants DUPLOMATIC EDM M112 Montage sur 1 HYDRAULIQUE ENNE rail S 200 860 200 DIN EN 50022 Vincent W Leli vre Hiver 2011 48 AMOB PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 3 4 2 2 Manom tre digital Figure 34 Photo du manom tre digital choisie Voici le mod le du manom tre digital qui a t choisi et qui remplacera tous les manom tres aiguille Il dispose d une sortie analogique qui sera reli e a l automate programmable qui va devoir lire les valeurs des pressions en temps r el Tableau 20 Sp cification du manom tre digital Marque Num ro de s rie Sortie Connexion chelle du analogique cadran PSI configurable OMEGA DPG409 5 0KG 0 5V Ya NPT 0 5000 DYNE O 10V 4 20 mA Vincent W Leli vre Hiver 2011 49
4. apr s l op rateur du banc d essai Il s agit de distributeurs tiroir de type coulissant quatre orifices et trois positions action pilot e commande lectrique par sol no des et centrage par ressort de rappel En alimentant l un des deux sol no des avec un courant lectrique le tiroir du distributeur se d place et l huile circule par des canaux internes de la valve vers l une des extr mit s du tiroir principal pendant que l autre extr mit de ce tiroir est raccord e au r servoir du syst me par l action du distributeur pilote La pression qui s exerce sur la face du tiroir principal engendre une force qui pousse ce dernier et le maintien en position voies parall les ou en position voies crois es En alternant entre la position voies parall les et la position voies crois es le sens de l coulement du fluide dans le v rin change et donc le sens de l application de la force Par ailleurs lorsque les deux sol no des du distributeur ne sont plus aliment s par un courant lectrique le tiroir principal revient sa position de repos gr ce la pouss e du ressort de rappel Puisqu il s agit de distributeurs centre ferm l huile ne peut alors plus circuler dans les distributeurs et tre achemin e dans les v rins A B che Position Position voies parall les Position neutre voies crois es Figure 18 Les trois positions des distributeurs
5. commande lectrique proportionnelle Figure 32 Limiteur de pression commande lectrique proportionnelle de type cartouche Le fonctionnement d un limiteur pression commande lectrique proportionnelle repose sur le m me principe g n ral qu un limiteur de pression ordinaire La pression est command e par un sol no de proportionnel au lieu d tre command e par une vis de r glage et la force de rappel du ressort est remplac e par une force lectromagn tique La pression de sortie est D D Fr oe H a 2 proportionnelle au courant circulant dans le sol no de C est l automate programmable via un ros 12 r SS S S amplificateur num rique qui fournira ce courant variable au sol no de Par ailleurs puisqu il 1 Les amplificateurs num riques qui ont t s lectionn es peuvent fournir des signaux en courant de 200 mA a 860 mA partir de signaux de consigne de 4 20 mA provenant de l API Pour alimenter les 5 limiteurs de pressions requis on a recours 2 cartes EDM M3112 et 1 carte EDM M112 Vincent W Leli vre Hiver 2011 47 AMOB PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS s agit d une valve de type cartouche et non d une valve de type modulaire on doit pr voir l ajout d une plaque for e pour proc der l installation des 4 limiteurs de pressions qui sont requis p bar 280 210 140 0 100 200 300 400 500 600 700 800 850
6. un appui t te ajustable celui ci devra tre dans sa position la plus haute 2 Si le si ge est muni d appuis bras les positionner l horizontale 3 Si le si ge est ajustable dans le plan longitudinal positionner le si ge mi course Noter cette position par rapport au nombre de positions d ajustement possible par exemple 7 de 15 4 Si la surface de montage du v hicule est horizontale balancer le si ge sur son dossier tel qu illustr jusqu ce que la base soit parfaitement verticale et que le si ge se tienne en quilibre 5 Mesurer et noter la distance entre le point d quilibre et la base du si ge 6 Si la surface de montage du v hicule n est pas horizontale installer le si ge dans le v hicule et tracer une ligne horizontale sur le c t du si ge Balancer le si ge sur son dossier tel qu illustr jusqu ce que la ligne ainsi trac e soit parfaitement verticale et que le si ge se tienne en quilibre Mesurer la distance entre le point d quilibre et la base du si ge trou d assemblage arri re de la base Vincent W Leli vre Hiver 2011 81
7. 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 3 4 3 Conception du circuit hydraulique de la solution finale Dans le domaine de l automatisation il est impossible de d buter la programmation de l automate en grafcet ou en ladder sans avoir une id e claire de comment est configur le circuit hydraulique La conception de ce circuit a pu tre r alis e partir des tudes pr c dentes et des exemples de circuits hydrauliques que l on retrouve dans des catalogues et des livres de r f rence Tableau 21 L gende du circuit hydraulique Sigle Description A Manom tre digital Valve de mise vide Soupape de s curit Cr pine Moteur lectrique Pompe R servoir principal m QO m wl Di al D V rin Limiteur de d bit Limiteur de pression commande lectrique Distributeur 4 3 FR Limiteur de pression principal Vincent W Leli vre Hiver 2011 50 PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS J Server 43 K D og a renne GER Te G G c OA A KEE F l Je G series az K og Ce DT MERE Te A G af AO IT L G B ee co mae wa SIT e G Eff CC i Dos i om amp D G aor i Figure 35 Circuit hydraulique de la solution finale Vincent W Leli vre Hiver 2011 51 e s A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 3 4 4 Asserviss
8. Action Kia Acces Toyota Hino Nord Ouest Location Dion Au Carrossier et de produits r cr atifs quipement TNO Marine Lamy et Amobi Amobi est un manufacturier de si ges pneumatiques ergonomiques haut de gamme pour camions autobus et quipements industriels Amobi fabrique galement des toiles protectrices multiusages pour bateaux pontons motos tracteurs et motoneiges Dans ce travail et dans ceux qui suivront nous ne traiterons toutefois pas davantage de ces derniers puisque notre projet rel ve plut t du d partement qui s occupe de la fabrication des si ges Amobi dessert le march canadien mais exporte aussi ces si ges des agents manufacturiers et des distributeurs dispers s dans diff rentes r gions des tats Unis La figure 2 pr sente la gamme de si ges fabriqu e par Amobi RAMAN AMOB LEUR AM TEC 2000 3000 CRESY F RES H E FAE 750 900 500 200 FOAKAIX d Figure 1 Mod les de si ges fabriqu s par Amobi Vincent W Leli vre Hiver 2011 12 s A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 1 2 Description du produit Les si ges fabriqu s par Amobi sont constitu s de plusieurs ballons ind pendants qui se gonflent pour s adapter la masse et la taille du conducteur Ces ballons apportent un support dorsal et lat ral qui combin la base pneumatique amortisseurs permet de diminuer l impact des chocs et des vibrations cr s par la route sur le
9. La seconde fait partie de l ensemble pompe moteur r servoir et prot ge le circuit en aval de la pompe Les sp cifications de cette valve sont par contre inconnues On diff rencie les valves de s curit des limiteurs de pression par le fait qu elles ne sont actives que pendant les situations d urgence contrairement aux limiteurs de pressions qui demeurent actifs pendant la totalit du cycle de travail du banc d essai Normalement les pressions d ouverture des valves de s curit sont ajust es pour tre 25 sup rieures aux pressions d op ration Figure 28 Photo de la valve en cartouche install e sur le bloc manifold Tableau 16 Sp cifications de la valve en cartouche install e sur le bloc manifold limiteur de pression Marque Num ro de s rie Description Plage de pression PSI HY SPEC HYSRP10A 20AL Type D03 100 3000 Vincent W Leli vre Hiver 2011 43 e s A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 3 4 1 9 Valve de mise vide Puisque le banc d essai utilise une puissance hydraulique consid rable pendant son op ration le circuit hydraulique doit tre con u de fa on ce que la pompe ne puisse op rer lorsque les 2 v rins sont au repos Autrement si la pompe est autoris e d charger par le limiteur de pression l nergie fluide qui n est plus utilis e cela repr sente une perte d nergie inadmissible qui se transforme en chaleur et
10. de contr le du banc d essai CMVSS Tableau 10 Sp cifications des 2 v rins Marque Num ro de s rie Type d orifices Poids Pression livres maximale pouce HY SPEC HYS 25FEM24 NW SAE 8 40 3000 PSI 3 4 1 4 Manom tre Actuellement les pressions exerc es dans le bloc manifold et dans chaque chambre des v rins sont mesur es l aide de manom tre a glycerine Tableau 11 Sp cifications des manom tres glyc rine Marque Num ro de s rie Localisation Diam tre Connexion chelle du pouce cadran PSI HY HYSG22LXB3000PSI Bloc 0 3000 SPEC 1 4NPT manifold 2 5 Y NPT HY HYSG22LXBSO00PSI 2 par v rin 0 5000 SPEC 1 4NPT ga E A lt m Figure 17 Photos des manom tres raccord s aux v rins et au bloc manifold Vincent W Leli vre Hiver 2011 36 s A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 3 4 1 5 Les distributeurs Dans le syst me hydraulique les distributeurs valves de distribution sont les composantes actives modulateurs qui permettent la distribution du flux d nergie vers les 2 v rins r cepteurs pour les lib rer les arr ter ou les r tracter Sur les trois distributeurs install s sur le banc d essai seuls 2 d entre eux sont utilis s Le troisi me distributeur a t install au cas o un troisi me v rin serait n cessaire pour r aliser des tests futurs d
11. m me La valeur de tension de consigne d pend de la version de la carte comme cela est repr sent dans s diagrammes c t Pour les connexions lectriques relatives aux diff rentes versions de la carte voir point 11 4 VOYANTS LUMINEUX 4 1 POWER ON Alimentation Le deux afficheurs rouges montent la condition d alimentaton de ka carte ALLUMEE alimentation normale ETEINTE absence d alimentation ou bobine pas connect e CLIGNOT ANT voir tableau amp page 8 4 2 SORTIE CARTE OK On peut monitorer l tat de la carte en utilisant la sortie OUTPUT care OK qui se trouve sur le pin 9 r f r au z ro de l alimentation pin 15 avec r sistance de charge de 220 KO et courant maximum 100 mA Sur ce pin l y a une tension gale la valeur de la tension d alimentation carte quand la m me fonctionne r guli rement tandis que la sortie atteint le z ro en cas d anomalle Les anomdies pourraient tre tension d alimentation top basse inf rieure 10V court Grouit bobine d connect e Si La sorte pin 9 est basse la logique de contr le interdit les sortes de puissance aux sol nokies La remise z ro de la carte se v sfie automatiquement apr s avoir limin l anomale 89 250 208 FD PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS EDM M SERIE 20 VERSION EDM M1 COURANT CANAL 1 Sign Cons 0 10 V 4 20 mA VERSION EDM M2 COURANT CANAL 1 Sign Cons 10M 0 00 Mil 12
12. mesure que le fluide se d t riore La composition chimique du fluide en est ainsi modifi e L oxydation produit des l ments solubles en g n ral des acides qui peuvent attaquer les pi ces m talliques et les joints d tanch it L oxydation est en outre accompagn e de formation de boues et de vernis qui font gripper les valves bloquent les canalisations et les filtres et r duisent l efficacit des changeurs thermiques Les temp ratures de fonctionnement lev es et l entra nement d air dans le fluide activent la r action du fluide avec l oxyg ne de m me plusieurs m taux notamment le cuivre l eau et certains polluants solides pr sents dans le fluide acc l rent son oxydation 6 Pouvoir antirouille et pouvoir anticorrosion La rouille est le produit de la r action chimique du fer avec l oxyg ne de l air elle entra ne le d p t de plaques d hydroxyde de fer qui augmentent les dimensions des pi ces La corrosion quant elle est due la r action chimique d un m tal avec un acide elle ronge le m tal et d truit ainsi la pr cision des pi ces Ces deux ph nom nes extr mement n fastes pour les composantes hydrauliques sont dus l action conjointe de l humidit pr sente dans le fluide et de l oxydation de celui ci 7 Point d coulement Le point d coulement correspond la plus basse temp rature laquelle un fluide peut couler lorsqu on le refroidit
13. sans agitation dans des conditions normalis es Cette caract ristique est tr s importante lorsque le syst me hydraulique doit d marrer de tr s basses temp ratures ambiantes car le fluide doit alors tre suffisamment liquide pour circuler dans les canalisations et surtout pour tre aspir par la pompe Le point d coulement doit par cons quent tre inf rieur la plus basse temp rature envisag e Pour les fluides d origine p troli re ce sont des additifs inhibiteurs de la cristallisation de la paraffine qui permettent d abaisser le point d coulement Vincent W Leli vre Hiver 2011 64 s AMO BSI vo Unit de contr le du banc d essai CMVSS Co R sistance a inflammation La r sistance l inflammation est d une importance capitale dans les installations hydrauliques situ es proximit de sources de chaleur intense de flammes nues ou de m taux en fusion p ex dans les fonderies les usines sid rurgiques les ateliers de soudage l arc les usines de traitement thermique les mines etc L utilisation de fluides difficilement inflammables minimise les risques d apparition de foyer d incendie qui peuvent provoquer des blessures et se propager 9 Comptabilit avec les mat riaux Le fluide hydraulique et les joints d tanch it statiques et dynamiques des composantes hydrauliques doivent tre compatibles En effet puisque le caoutchouc naturel par exemple gonfle et
14. tre fournie par la pompe sont des informations qui ont t fournies par l op rateur du banc d essai mais qui ne sont pas v rifiables Vincent W Leli vre Hiver 2011 31 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CM VSS Tableau 8 Sp cifications du r servoir Marque Code de Num ro de s rie Volume r f rence L HY SPEC V120 HYSW880117 12 Figure 13 Photo de l ensemble pompe moteur r servoir Vincent W Leli vre Hiver 2011 AMOBI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 3 4 1 2 Bloc Manifold bloc for Un bloc manifold est un bloc de m tal avec plusieurs canaux int gr con u pour la conduite de fluide dans des espaces confin s On retrouve sur le bloc des cavit s dans lesquelles on peut installer diff rentes composantes hydrauliques valves manom tres tuyau etc Tableau 9 Sp cifications du bloc manifold Marque Num ro de Description Nombre Ports Orifice Pression s rie de de d op ration sections s curit maximale PSI HY HYSDD03 Type D03 3 P amp T SAE10 T 10A 5000 SPEC P 03 2SS Circuit A amp B SAE 8 parall le GA SAE 6 EN Hoi e me A I Bloc manifold L E Vincent W Leli vre Figure 14 Photo du bloc manifold Hiver 2011 33 s A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 3 4 1 3 V rins Les 2 v
15. 31 Sp cifications de la pompe supposition 31 Sp cifications du r servoit sisi 32 Sp cifications du bloc manifold oun ee eeccecececeeeeceeeeeeeeeeeeeeeeeeeecaaecaeceaeceaeeeeseaeeeaeesaeesaeesaees 33 Sp cifications des 2 V RINS vsccesscadececkveassvseassacvasteesscnshsstas initie darts 36 Sp cifications des manom tres glyc rine 36 Sp cifications du distributeur trois positions 4 orifices et centre ferm 38 Sp cifications des manettes de contr le 0 eeeeeeeceeeceeeeeeeeeaeeeaeecaeecaaeeaeeeeeeeeeeeneseneteaeeaaees 39 Sp cification des trangleurs pointeau avec clapet de retenue avec ressort 40 Sp cifications du limiteur de pression de type modulaire 42 Sp cifications de la valve en cartouche install e sur le bloc manifold limiteur de pression E EA E E E E E Oe EENG 43 Sp cification de la valve de mise vide deux orifices normalement ouverts avec ee Eed EEN Eed E E nee E T 46 Sp cifications du limiteur de pression commande lectrique chotsie ceeeeeeeeeeeee 48 Amplificateur num rique pour valve proportionnelle EDM M3112 48 Sp cification du manom tre digital 49 L gende du circuit hydraulique cceecesseceeceesesececeeeeecssecseaeeeeeceseeseasaeeesecssessaaeaeeeeseesees 50 vii LISTE DES FIGURES Figure 1 Mod les de si ges fabriq
16. 6 Formulation du mandat sise 16 LZ Norme s applicables rair Reno enr ach natant en Tai 17 Test No 1 Application de la force produisant un couple NSVAC 207 1 b ii A 0 eee 17 Test No 2 Application de la charge vers l arri re NSVAC 207 Ian 18 Test No 3 Application simultan e des forces NSVAC 207 Liam 19 2 CADRE THEORIQUE ET ELABORATION DES HYPOTHESES sen 20 2 1 1 Composantes actives iia anni alae EENS edt niet ined 20 21 beh GEMS TALCUNS EE 20 2 1 1 2 Mogtoloateuge steen ege via dun ie ae aa aa T nest 22 KR GE EE 22 2 1 2 Composantes de aison isei aieas ketara nanea a EE aai deia deed cence ANE 23 2 1 3 COMPOSANT S EEN 23 2 2 laboration des hypoth ses 24 3 MISE EN UVRE D MANDAT net terrain tens nina need nr 3 1 Larr ch rche de solutions se then mem nie ten ten ne nt Eegen dies 3 1 1 Solution No 1 Automate programmable 3 1 2 Solution No 2 Microcontr leur ee eceeccesessceseeeeeesececeeeeeeecaeeaeeaeeeeceaecaeeeeeeaeeaeeaeeaeeeees 3 1 3 Solution Ne e Relais ist nn tn EE EE 3 2 Elaboration du EE 3 3 M trice d d CISION zeegt un rate ee Pr ntti ne D eg 3 4 La conception de la solution recommand e 1 3 4 1 tude du syst me hydraulique existant ccccccscssessssssssessseseeseesseseesscsesseeseeseeseeseeseeseesees 3 4 2 Cho d s composant s rt en net een en tn ate nds re tte Ant 3 4 3 Conception du circuit hydraulique de la solut
17. contr le du banc d essai CMVSS CRE SERIE 20 3 FLUIDES HYDRAULIQUES Utiliser des fluides hydrauliques base d huile min rale type HL ou HM selon ISO 6743 4 Pour ces types de fluides utiliser des joints en NBR code N Pour fuides type HFDR esters phosphoriques il faututliser des joints en FPM code V Pour l emploi d autres types de fluides comme par exemple HFA HFB HFC i faut consulter notre Bureau Technique Le fonctonne ment 4 des temp ratures sup neures 80 C entra ne une d gradation rapide de la qualit du fluide et des joints d tanch it Les propri t s physiques et chimiques du fluide doivent rester intactes 4 CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES Sol no de proportionnel Le sol noide proportonnel est constitu de 2 parties distinctes le tube et la bobine Le tube wss dans le corps de la valve content le noyau mobile bain d huile dont la conception particuli re minimise les fottements en r duisant ainsi l myst ress La bobine enfich e sur le tube et bloqu e par un crou molet est onentable sur 360 INDICE DE PROTECTION 5 TEMPS DE REPONSE ec Tute mn ie d une viscost de 36 cSt SC tubes EK socle miaives wit s Gectonques de commanda Le temps de r ponse repr sente le retard avec lequel la valve atteint 90 de la valeur de consigne de pression suite une vanaton par palers du signal de commande Le tableau donne les temps de r ponse typiques relev s pour un
18. de leurs caract ristiques principales et de leurs modes de fonctionnements On y pr sente galement les symboles graphiques de ces composantes Cette tude est une tape primordiale pour pouvoir bien choisir les nouveaux quipements et concevoir le circuit hydraulique de la solution finale 3 4 1 1 Ensemble pompe moteur r servoir Comme dans les tous syst mes hydrauliques le banc d essai dispose d un ensemble pompe moteur r servoir La pompe transforme l nergie m canique fournie par le moteur lectrique rotatif en nergie fluide La pompe d marre d s qu on branche le moteur lectrique la prise de courant Vous retrouverez ci dessous les sp cifications de ces composantes et une photo prise sur place de l ensemble Moteur lectrique AC Figure 11 Repr sentation sch matique du moteur lectrique AC Vincent W Leli vre Hiver 2011 30 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS Tableau 6 Sp cifications du moteur lectrique Marque Code de Num ro de s rie Puissance Voltage Vitesse r f rence HP V RPM HY SPEC MFG03 HYSW850203 1G 1 110 220 1800 Pompe Tableau 7 Sp cifications de la pompe supposition Marque D bit max Pression max Cylindr e GPM PSI cm tr Inconnu 1 8 3200 PSI 4 R servoir Figure 12 Repr sentation sch matique du r servoir gt Le d bit et la pression pouvant
19. distributeurs 37 Figure 19 Ecoulement du fluide dans un v rin selon la position du tiroir du distributeur 38 Figure 20 Photos des 3 distributeurs si iss sscvceseceatcascessiactes cece cacces castes DEES ans depsdaedssidataviede eeh 38 Figure 21 Photos des 2 manettes de contr le 39 Figure 22 Bo te de conversion entre la manette et le distributeur 39 Figure 23 Photo des limiteurs de d bit 40 Figure 24 Repr sentation sch matique du limiteur de d bit 40 Figure 25 Vue en coupe du limiteur de pression piston t te tronconique 41 Figure 26 Photo des limiteurs de pression ss 42 Figure 27 Repr sentation sch matique du limiteur de pression avec un port de contr le P n se 42 Figure 28 Photo de la valve en cartouche install e sur le bloc manifold 43 Figure 29 Figure 30 Figure 31 Figure 32 Figure 33 Figure 34 Figure 35 Figure 36 Figure 37 Figure 38 Montage d une valve de mise vide simplifi AA 45 Montage d une valve de mise vide pilot e ss 45 Repr sentation sch matique de la valve de mise vide oo ee eeeeseeseeneeeeeeseceeeeeeaeeaenaeeaees 46 Limiteur de pression commande lectrique proportionnelle de type cartouche 47 Courbe de la pression en fonction du courant fournie au sol no de d bit en entr e Q 0 5 GENEE AER AER AEN er eee nes n
20. et facilit d utilisation D autre part l une des contraintes de ce projet est l adaptation de la solution recommand e sur le banc d essai existant Il y a galement une contrainte mon taire puisque l investissement total de l ensemble de la solution ne doit pas d passer 8000 Le client est la recherche d une solution la plus abordable possible puisque le banc d essai n est utilis que quelques fois par ann e 1 6 Formulation du mandat Les t ches du mandat de ce projet sont les suivantes 1 Analyser l unit actuelle 2 Concevoir une unit de contr le incluant gt La s lection des composantes hydrauliques et lectroniques gt Le plan du circuit hydraulique de la solution finale gt Le programme de l unit de contr le 3 Concevoir une interface homme machine conviviale 4 R diger un mode d emploi pour l utilisation du banc d essai 5 valuer le budget n cessaire pour fabriquer la nouvelle unit Vincent W Leli vre Hiver 2011 16 s AMO BSI vo Unit de contr le du banc d essai CMVSS 1 7 Normes applicables La compagnie SRD Bolduc Inc a pr par en 2005 pour Amobi un document d crivant les proc dures suivre les informations rapporter et le format des rapports d essais requis pour d montrer la conformit de si ges de v hicules aux normes de s curit des v hicules automobiles du Canada NSVAC CMVSS no 207 ancrage des si ges et 210 ancrage de
21. fadeur d chelle 140 bar et d bit d entr e Q 0 5 lmn 6 INSTALLATION On conseille d installer la valve CRE en position horizontale ou en position verticale avec le sol noide onent vers le bas Si la valve est install e la vertcale et avec le sol no de onent vers le haut on doit consid rer des possibles variations de pression minimum r gl e par rapport ce qu on a indiqu au point 2 V rifier que le circuit hydraulique soit exempt d air Dans des a pplicatons particuli res d peut tre n cessaire de purger l air dans le tube tanche en utilisant la vis de purge qu il y a dans le tube voir point 7 Ensuite i faut s assurer que le tube tanche soit toujours plein d huile A la fin de l op ration on doit s assurer qu on a vss la vis de purge correctement La ligne T de ls valve doit tre raccord e directement au r servoir Toute contrepression pr sente sur la ligne T s ajoute 4 la pression de tarage La conte pression maximum admise sur la ligne T est de 2 bar en dynamique 81 100107 FD 3 4 Vincent W Leli vre Hiver 2011 5 A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS CRE SERIE 20 7 ENCOMBREMENTS 1 Joint torique type 2025 6 07x1 78 2 PARBAK type 8 017 18 01x1 14x1 35 3 Joint torique type 2068 17 17x1 78 NOTE D Hexagone d 36 couple de serrage 45 50 Nm Ala premi re mise en marche ou apr s une longue p riode sl Connecteur lectrique DIN 4
22. in the standards and force the operator to apply forces alternately Also during the period when the second hydraulic cylinder is moved to the desired pressure the seat moves slightly and it ensures that the actual force applied by the first cylinder does not remain constant Finally the operator must continuously monitor several gauges and adjust the pressure in the cylinder to correct the effects of disturbances The research phase has allowed finding some solutions and it s the PLC that has been selected as a control unit The study of the actual test bench has allowed the design of the hydraulic system of the final solution and to choose the hydraulic and electronic components that are appropriate for automating the test bench TABLE DES MATI RES REMERCIEMENTS ee ee ee e wine aes ee ee Gees ii RESUME a Sincere a ii ABSIRAC Tieci nn ne ne nn nn er annee iv LISTE DES TABLEAUX nd tenue nine anis vii LISTE DES FIGURES EE viii LISTE DES ABR VIATIONS normandie x RO DO DO a eae eee ey ere 11 1 TUDE DES BESOINS ET MANDAT nd aan don 12 1 1 Pr sentation de l entr prise sists snieni aneii en daie i 12 1 2 Description du produit s ssishenrnedinmenennitindritennhrninentdrtineedn 13 1 3 Description du Proc d 2255 dse resien EES iaaa EE Ea a AATAS 14 1 4 Mise en contexte de la probl matique oe eeeseseneeeeeeeceeeeeeeeceaeeaecaeeeeseaecaeeeeseaeeaesaeeaeeeeen 15 1 5 Objectifs contraintes et SIONS EES tediees Anes ELE ENEE EEN 16 1
23. le temps requis pour effectuer les trois tests des normes CMVSS 207 210 Par cons quent cela engendra une baisse de la consommation lectrique puisque la pompe sera moins longtemps en utilisation La consommation lectrique de l automate programmable qui s ajoutera est consid r e comme tant n gligeable par rapport l conomie d nergie qui sera r alis e Par ailleurs il reste une possibilit d am liorer le bilan nerg tique du banc d essai en modifiant le circuit hydraulique qui a t con ue au cours de ce projet Comme il a t vu pr c demment lorsque les deux v rins sont inutilis s l nergie fluide d livr e par la pompe est en quelque sorte gaspill e puisqu elle retourne directement au r servoir via la valve de mise a vide sans avoir servi L insertion d accumulateurs dans le circuit permettrait d emmagasiner cette nergie fluide et de la restituer aux v rins lorsqu ils seraient de nouveau utilis s Le fluide de l accumulateur s ajouterait au fluide de la pompe et cela compenserait les pertes volum triques et les variations de volume du fluide dues aux effets thermiques Par contre cette modification peut complexifier davantage le circuit hydraulique puisqu on doit choisir et dimensionner de nouvelles composantes en tenant compte du nouveau mode de fonctionnement du banc d essai Enfin le client devra v rifier si la somme n cessaire pour acheter les nouvelles composantes requ
24. liko Vincent W Leli vre Hiver 2011 44 s A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS Configuration No 1 Valve de mise vide Limiteur de pression Figure 29 Montage d une valve de mise vide simplifi Le moyen le plus simple pour d charger la pompe est de court circuiter le circuit en acheminant l huile directement dans le r servoir gr ce l ouverture d une valve de mise vide 2 orifices normalement ouverts Pour viter que l op rateur oublie de d charger la pompe lorsque la pression fournie par celle ci n est plus n cessaire on a recours une valve de mise vide dot e d un sol no de qui est actionn automatiquement par les valves de distribution En utilisant un automate programmable ou un relais on peut faire en sorte que lorsque les deux distributeurs sont la position neutre que le sol no de de la valve de mise vide soit aliment en courant Configuration No 2 Limiteur de pression Valve de mise vide Figure 30 Montage d une valve de mise vide pilot e Une autre solution possible pour d charger la pompe est d utiliser une valve de mise vide pilot e par un limiteur de pression Cette configuration permet de pouvoir effectuer un Vincent W Leli vre Hiver 2011 45 s A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS d chargement d une plus grande quantit d huile vers le r servo
25. qui affecte de nombreuses propri t s du fluide dont la viscosit La surchauffe de l huile peut galement d grader chimiquement l huile et la rendre inutilisable de fa on permanente Une huile inutilisable augmente entre autres le taux de l usure de nombreuses composantes du syst me L op rateur du banc d essai suppose que le d chargement de la pompe se fait actuellement directement dans le limiteur de pression Par contre selon une facture qui m a t remise par le repr sentant industriel une valve de mise vide aurait t install e sur le banc d essai par G liko Inc en 2009 Bien que je n aie pas pu retrouver cette valve dans le circuit hydraulique du banc d essai j ai suppos qu elle a t install e l int rieur du r servoir de la pompe Vous retrouverez ci dessous deux configurations possibles qui illustrent comment la pompe hydraulique peut tre d charg e avec une valve de mise vide Pour bien comprendre l tude de ces configurations il est bon de rappeler que la puissance circulant dans les canalisations du circuit hydrauliques est fonction de deux variables la pression et le d bit On peut donc d charger la pompe en r duisant la pression z ro ou en conservant la pression sa pleine valeur mais en r duisant le d bit z ro 1 Voir l annexe pour consulter la th orie sur les propri t s recherch es du fluide ll Voir l annexe pour consulter la facture de G
26. rins hydrauliques utilis s dans le banc d essai sont des v rins mouvement lin aire et double effet deux directions de travail qui convertissent l nergie fluide en nergie m canique Chaque v rin est compos d un tube cylindrique le cylindre dans lequel est ins r e une pi ce mobile le corps du piston qui assure l tanch it entre deux chambres La tige rigide qui est reli e au corps du piston sert transmettre l effort et le d placement Les v rins comportent deux orifices alimentation et refoulement et la pression peut tre appliqu e de chaque c t du piston pour entra ner son d placement dans un sens ou dans l autre Ce sont les distributeurs qui permettent d intervertir les r les des deux orifices pour contr ler la direction de la tige Par ailleurs il peut y avoir des fuites volum triques internes et externes dans les v rins et qui sont ind sirables car elles r duisent la dur e de vie et le rendement des v rins La fuite interne est en fait un coulement de l huile de la chambre haute pression vers la chambre basse pression qui est due au jeu entre le corps du piston et la paroi interne du cylindre Il peut galement y avoir une fuite externe due au jeu entre la tige du piston et la t te du cylindre Pour r duire ces fuites on installe des joints d tanch it s sur le corps du piston et sur la t te du cylindre Figure 15 Photo des 2 v rins non install es
27. tape 2 Maintenir la charge pendant au moins 10 secondes tape 3 Rel cher la charge Vincent W Leli vre Hiver 2011 18 s A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS Test No 3 Application simultan e des forces NSVAC 207 1 a ii Figure 6 Points d application des charges Etape 1 Appliquer 2 charges simultan ment sur un intervalle de temps de 29 secondes La premi re charge en livres est gale 20 fois le poids du si ge et est appliqu e au centre de gravit du si ge vers l avant un angle de 0 degr La valeur de la seconde charge d pend du type de ceinture install e sur le si ge S il s agit d une ceinture de type I la charge appliquer est de 5000 livres Si la ceinture est de type Il la charge appliquer est de 3000 livres Cette charge doit tre appliqu e par le biais d une forme de corps retenue par la ceinture de s curit du v hicule un angle compris entre 5 et 10 degr s de l horizontale tape 2 Maintenir les charges pendant au moins 10 secondes tape 3 Rel cher les charges 3 m EE A i r Aye Ceinture de s curit 2 points d ancrage o une seule sangle est raccord e de chaque c t du bassin dx ir Si Ceinture de s curit 3 points d ancrage o la sangle deux points remonte en travers la poitrine du passager Vincent W Leli vre Hiver 2011 19 s A M O Bl PEI Unit de contr le d
28. te dee ane 48 Photo du manom tre digital choisie ees eecesecsceneeeeeeeceeeeeeeceaeeaesaeeeeseaecaeeeeeeaeeaeenaeeateetes 49 Circuit hydraulique de la solution finale AAA 51 Proc dure d arret d urgence mu tite nl Anna lle vied 55 Exemple de circuit dans lequel l accumulateur est utilis comme source d nergie auxiliaire Abaque viscosit temp rature d apr s ASTM D 341 montrant la relation de la viscosit en fonction de la temp rature pour 4 fluides d indices de viscosit diff rents 22 32 46 68 62 LISTE DES ABR VIATIONS API PLC CPU E S GRAFCET PID GEMMA CA CC Automate programmable industriel Programmable Logic Controller quivalent anglais de API Central Processing Unit quivalent anglais de processeur Entr e Sortie Graphe fonctionnel de commande d tape transition Proportionnel int gral d riv Guide d tude des modes de marches et arr ts Courant alternatif Courant continu 5 A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS INTRODUCTION Le pr sent document est le fruit du travail effectu dans le cadre du projet d tude en ing nierie Le projet en question est r alis pour Amobi un manufacturier de si ges pneumatiques ergonomiques haut de gamme pour camions autobus et quipements industriels Les clients d Amobi d sirent que les si ges install s dans leurs v hicules soient conformes aux normes de s curit
29. volontaire des CMVSS no 207 et 210 de Transport Canada L objectif principal de ce projet est de concevoir une unit de contr le pour r soudre les restrictions majeures que rencontre le banc d essai pr sentement Le banc d essai actuel ne permet pas de respecter la proc dure des tests et il est difficile op rer Pour atteindre cet objectif la s lection des composantes hydrauliques et lectroniques la conception du circuit hydraulique de la solution finale l criture du programme de l unit de contr le et la conception d une interface homme machine doivent tre effectu es Une norme volontaire n a pas tre obligatoirement respect e comparativement aux lois et r glements dict s par les gouvernements provinciaux et f d raux La plupart du temps l entreprise consent adh rer ces normes autor glementaires puisque cela pr sente plus d avantages que d inconv nients Vincent W Leli vre Hiver 2011 11 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 1 ETUDE DES BESOINS ET MANDAT Cette section documente tous les renseignements obtenus lors de la collecte de donn es 1 1 Pr sentation de l entreprise L entreprise pour laquelle le projet est r alis est Amobi Cette compagnie fait partie du Groupe Dion qui poss de plusieurs divisions soit industrielles Pro AB quipement TNO Dion Peinture Industrielle Amobi Acces Industriel Access Mining Services automobiles
30. 20 mA ce VERSION EDM M3 COURANT CANAL 1 et CANAL 2 Sign Cors 0 oM 4 20 mA 5 REGLAGES ya deux modalit s visualisaton des variables et modificaton des pamm tes La premi re permet de contr ler le cours en temps r el des valeurs du contrdie du courant demand et du courant bu pour chacun des deux canaux La deuxi me modalit permet la Visualisaton a modificaton des param tres de fonctonnement 5 1 Visualisation des variables Afallumage la carte se met en modalit de visualisation variables et ele affiche la valeur de la premi re vasable c est dire le signal de consigne au canal 1 Appuyez sur les touches et pour s lectonner la visualisaton des diff rentes variables Chaque fois qu on change la variable afficher on indique le nom abr g pendant environ une seconde Appuyez sur la touche E pour afficher le nom de la variable actuellement affich e pendant environ une seconde Les variables affich es sont mentionn es dans lorde c dessous Ut Signal de consigne au canal 1 0 99V 4 20mA pour mono sol nokde 29 0 99V 4 12 20mA pour double sol noide Hiver 2011 73 ct courant demand pour le canal 1 selon le signal de consigne appliqu exprim en amp re compris entre Oat3 0A Et courant effectivement distribu par le canal 1 exprim en amp re compris entre 0 et 3 0 A uz Signal de consigne au canal 2 EE mono sol nokie 4 20mA pour 9
31. 3650 d arr t il faut purger l air en utilisant la purge 7 pr sente re a 5 d gegebegbedetde iege Espace de d gagement pour enlever le connecteur Purge d air cl m le hexagonale 4 EE Lai an agen por eme ne augmentant les cotes axiales du si ge unifi D 10A DH be e de 4mm D Si ge pour ventuel r ducteur calibr 8 UNITES ELECTRONIQUES DE COMMANDE eebe SS EDM M112 sol noides 24 Vcc ontage DINEN one eee EDM M14 sol noides 12 Voc enn wri za vee Dal DUPLOMATIC OLEODINAMICA SpA DUPLOMATIC 20025 LEGNANO MI Ple Bazzi 1 Via Edison HYDRAULIQUE Tel 0331 4721 11 472236 Fax 0331 548328 81 100 107 FD REPRODUCTION INTERDITE LA SOCIETE SE RESERVE LE DAROT D AFPORTER TOUTE MODIFICATION 4 4 Vincent W Leli vre Hiver 2011 70 5 A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS ANNEXE D Amplificateur num rique pour valves proportionnelles 89 250 208 FD DUPLOMATIC HYDRAULIQUE EDM M AMPLIFICATEUR NUMERIQUE POUR VALVES PROPORTIONNELLES EN BOUCLE OUVERTE EDM M1 mono sol noide SERIE 20 EDM M2 double sol no de EDM M3 2 canaux ind pendants mono sol no de MONTAGE SUR GUIDES TYPE DIN EN 50022 PRINCIPLE DE FONCTIONNEMENT La carte EOM W est un amplificateur num rique pour la commande en boucle ouverte de valves proportionnelles r alis e pour le montage sur guides type DIN EN 50022 E d livre une courant proportonnel au signal de consigne
32. 9 0 9 9V 41 12 20mA pour double sol naide cz courant demand pour le canal 2 selon le signal de consigne appliqu exprim en amp re compris entre 0et3 0A E2 courant effectivement distribu par le canal 2 exprim en amp re compris ente 0 et 30 A Si la configuration de la carte est fix e pour une valve manoedi naide on affiche seulement les variables du canal 1 U1 C1 et Et On peut afficher tous les param tres d crits sur l cran deux chiftres qui se trouve sur le panneau ant seur de la carte On peut lire la variable s lectonn e comme sult exemple pour EDM M15 20 5 2 Modification des param tres Appuyez sur la touche pendant plus que 1 5 secondes pour passer de la modalit de visualisation des variables 4 celle de modification des param tres et vice versa En modalit de modification des param tres appuyez bri vement sur les touches et pour passer d un param tre l aute comme pour le cas pr c dent Chaque fois qu on change le param tre afficher on signale le nom raccourci pendant environ une seconde Appuyez bri vement sur la touche E pour afficher le nom du param tre actuellement affich pendant environ une seconde Si on appuie sur la touche E pendant plus que 1 5 secondes le nom du param tre clignote pendant environ une seconde et on a acc s la modalit modification Appuyez sur les touches et pour modifier la valeur du param tre Ch
33. Universit du Qu bec ll en Abitibi T miscamingue MODULE DES SCIENCES APPLIQU ES UNIT DE CONTR LE DU BANC D ESSAI CMVSS PROJET D ETUDES EN INGENIERIE DANS LE CADRE DU PROGRAMME DE BACCALAUREAT EN GENIE ELECTROMECANIQUE Pr sent par Vincent W Leli vre Superviseur Jean Paul Langlois ing UQAT Repr sentant industriel M Alain Beaus jour Amobi DATE DU D P T 29 avril 2011 REMERCIEMENTS Tout d abord je tiens remercier tous ceux qui m ont aid l laboration de ce projet Premi rement Mario Ross et En Marin professeurs l UQAT pour leurs judicieux conseils et l aide apport e tout au long de la phase de conception du circuit hydraulique Monsieur Mohamad Saad professeur l UQAT pour le partage de ses connaissances en automatisation industrielle Monsieur Robert Lefloic op rateur du banc d essai chez Amobi pour sa patience et sa disponibilit pour avoir r pondu mes nombreuses questions Pour conclure je tiens remercier mon professeur superviseur monsieur Jean Paul Langlois pour m avoir transmis de nombreux conseils au niveau de la gestion de mon projet R SUM Le projet est r alis pour Amobi un manufacturier de si ges pneumatiques qui doit effectuer quelques fois par ann e des tests sur des si ges qui doivent tre conformes aux normes de Transport Canada CMVSS 207 210 Ces tests qui consistent appliquer des forces sur le si ge se font l aide d un
34. Vincent W Leli vre Hiver 2011 34 s A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS L gende 1 Cylindre 5 Chambre de refoulement 2 Piston A Orifice d admission 3 Tige R Orifice de refoulement 4 Chambre d admission Figure 16 Repr sentation sch matique d un v rin La principale caract ristique des v rins est laire effective sur laquelle le fluide exerce une pression Les aires effectives du corps du piston c t fond du v rin et c t t te du v rin sont diff rentes cause de la pr sence de la tige sur une seule face du corps du piston Par cons quent pour des m mes pressions d admission la force de contraction est plus faible que la force d extension Les quations ci dessous servent convertir les forces Ib en pression psi selon le sens d application du v rin Calcul pour la conversion force pression Diam tre du piston 2 5 po Diam tre de la tige 1 5 po mx diam tre piston _ 1 2 5 po _ 2 D 4 9087 po Sur face piston mx diam tre tige rs 1 5 po 1 7671 po 4 4 po Surface tige Force contraction Pression d admission c t t te du v rin surface piston surface tige Forceextension Pression d admission c t fond du v rin _ surface piston Bore est le terme quivalent du corps du piston Vincent W Leli vre Hiver 2011 35 AMOBI PEI Unit
35. Vincent W Leli vre Hiver 2011 37 s A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS L gende e 4 AE T Orifice du r servoir CT GA LA S P Orifice de la pompe amp B Admission et refoulement g WAAR D N N 1 Tiroir ard N GE Cylindre Cylindre 2 Corps de valve A B 3 Ressort de rappel Figure 19 coulement du fluide dans un v rin selon la position du tiroir du distributeur Tableau 12 Sp cifications du distributeur trois positions 4 orifices et centre ferm Marque Num ro de s rie Tension D bit Pression admissible V max PSI GPM HY HYSFW 02 3C2 24 DC 9 4750 2320 SPEC B110 ZSL 50 Orifice A B P Orifice T ol noide Figure 20 Photos des 3 distributeurs Vincent W Leli vre Hiver 2011 38 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS La commande des distributeurs Actuellement l alimentation des sol noides en courant se fait via deux manettes de contr le On retrouve sur ces manettes au total 6 boutons qui permettent l activation de chacun des sol noides Le sol no de demeure aliment tant que l op rateur exerce une pression sur le bouton Evidemment ces manettes deviendront inutiles lorsque les sol noides seront aliment s par l automate programmable dans la solution finale Tableau 13 Sp cifications des manettes de contr le Marque Num ro de
36. a quantit d air qui peut tre dissoute dans un fluide augmente en fonction de la pression et de la temp rature l air dissous n exerce aucune influence sur la compressibilit du fluide et sur le fonctionnement des r cepteurs Toutefois si a cause d une baisse de pression la capacit d absorption de l air par le fluide est d pass e il y a d gagement de bulles d air qui sont entrain es vers le r servoir Une certaine quantit de ces bulles peut s accumuler aux endroits les plus lev s du circuit ainsi que dans les cavit s les coudes et les trous borgnes des canalisations Les poches Vincent W Leli vre Hiver 2011 63 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS d air ainsi form es provoquent une baisse notable de la valeur du module de compressibilit quivalente du fluide et entra nent par cons quent un fonctionnement irr gulier des r cepteurs Par ailleurs le brassage du fluide et des bulles d air produit de la mousse qui est responsable de d bordements du fluide du r servoir de cavitation la pompe et d une baisse importante des qualit s lubrifiantes du fluide 5 R sistance Poxydation La long vit d un fluide autrement dit sa r sistance au vieillissement d pend de sa r sistance l oxydation L oxydation est une r action du fluide avec l oxyg ne de l air r action qui progresse d abord lentement puis de plus en plus rapidement au fur et
37. amas Merci de choisir G LIKO Partenaire de votre r ussite conditions Mei 30 Echu 28 evr 2009 Vincent W Leli vre Hiver 2011 s AMO BI ve unite de contr le du bane d essai CMVSS ooo o o ANNEXE C Limiteur de pression commande lectrique proportionnelle 81 100 107 FD DUPLOMATI HYDRAULIOU CRE LIMITEUR DE PRESSION A ACTION DIRECTE A COMMANDE ELECTRIQUE PROPORTIONNELLE SERIE 20 VERSION CARTOUCHE p max 350 bar Q max 1 5 I mn DIMENSIONS LOGEMENT D 10A PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT La valve CRE est un limiteur de pression acon directe command par un sol noide proportionel en version cartouche utilisable en blocs ou panneaux avec logement type D 10A ki ale comme tage pilote pour la commande distance de r gulateurs et limteurs de pressions 2 tages La pression de tarage est modul e en continu proportionnellement au courant envoy au sol no de Peut tre command directement par une alimentaton courant modul ou par des unit s lectroniques de commande qui permettent d utiliser pleinement les caract ristiques de la valve voir point 8 La valve est livrable avec 3 plages de CARACTERISTIQUES ruile min mie de viscosit 35 cSt 50 C et scl noide aiment par les relatves unit s lectroniques de commande Pression mini r gu e D bit nominal s maximum Te
38. aque fois qu on appuie sur une de ces touches on augmente ou r duit la valeur d une unit En maintenant la touche appuy e on augmente la valeur continuellement une vilesse croissante Apr s avoir fix la valeur d sir e appuyez sur la touche E pour quitter la modification et m moriser la valeur dans les EEPROM Les touches et reprennent leur fonction de roulement ente les diff rents param tres Apr s termin le cyde de chargement des param tres appuyez sur la touche pour plus que deux seconds jusqu ce que l afficheur clignote pour sauver en EEPROM et retoumer la visualisaton PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS EDM M SERIE 20 On afiche les param tres dans l ordre suivant G1 courant de Max exprim en millamp se U tablit le courant maximum au sol noide du canal 1 quand le signal de consigne a atteint la valeur maximum de 10 V ou 20 mA On l utilise pour limiter la valeur maximum de la gandeur hydraulique contr l e par la valve Valeur par d faut voir point 2 Rage 50 100 di max 01 Courant de I Min exprim en millamp s i tab tla valeur de courant de offset au sol no de du canal 1 quand le signal de consigne d passe la seull de 0 1 V ou 0 1 mA On l utilise pour annuler la zone d insensiblit de La valve bande morte Valeur par d faut voir point 2 Rage 0 50 di max ri Temps de rampe Max Ramp exprim en secondes
39. atability Ranges 10 inH2O through 5000 psi Storage Temp 40 to 82 C 40 to 180 F Operating Temp 18 to 66 C 0 to 150 F Temp Corrected Yes Overpressure Gauge Pressure e deg nes 10x span 25psi o to 350 3500 SES 4x EE se es Pressure 5 6x span 2 5 psi to 1000 psi 4x span Leg to 5 psi To 1000 psi 1800 1o Sod par eTo 8 00 psi Hiver 2011 OMEGADYNE PEI Unit de contr le du banc d essai CM VSS 3HnSS3d Ca sany we pressure sensor Absol 5to ry To 6000 psi Display L vaih soleco backlight 4 digits 9999 counts 25 mm 1 character height Computer Interface USB programming cable included Sample Display Rate User nr no from 0 25 to 10 sec praset to 1 sec Power Two 3 6V lithium 8 4 Ah capacity C cell included Battery Life Typical Up to 4 years Output User Selectable Oto 5V Oto 10V 410 20 mA extemal power supply required CE Test EN16326 1 2006 with analog output cable lt 3 m 9 8 and supplied ferrite core Enclosure 316 SS housing ABS center gasket Enclosure Finish Electropolished Enclosure Rating Weatherproof NEMA 4 IP65 Wetted Parts 316 SS Pressure Port Size 14 18 NPT male Connection Lower 79 Dimensions 1143 W x 88 9 H x 73 6 mm D 4 5 x 3 5 x 2 9 ure 72 to 88 9 mm 2 84 to 3 5 below display Wireless Option Specifications Transmit Sample Rate User programmable from 2 sec to 2 min Radio Radio Frequency RF Transceiver RF Outpu
40. banc d essai constitu de deux v rins hydrauliques Actuellement les v rins ne permettent pas d appliquer deux forces simultan ment sur le si ge l essai comme exig dans les normes et contraignent l op rateur appliquer les forces en alternance Aussi pendant la p riode o le deuxi me cylindre hydraulique est amen la pression voulue le si ge se d place l g rement et cela fait en sorte que la force r elle appliqu e par le premier cylindre ne demeure pas constante Finalement l op rateur doit continuellement surveiller plusieurs cadrans et ajuster la pression dans les cylindres pour corriger les effets des perturbations La phase de recherche de solution a permis de ressortir quelques solutions et c est l automate programmable qui a t choisi comme unit de contr le L tude du syst me hydraulique actuel a permis de concevoir le plan du circuit hydraulique de la solution finale et de choisir les composantes hydrauliques et lectroniques appropri es pour proc der l automatisation du banc d essai ABSTRACT The project is realized for Amobi a manufacturer of lift seats that must perform a few times a year some tests on the seats to be conforming to standard of Transport Canada CMVSS 207 210 These tests consist in applying forces on the seat with a test bench make with two cylinders Presently the actuators can t apply two forces simultaneously on the seat during the test as required
41. bles qui disposent de cette fonction Vincent W Leli vre Hiver 2011 53 AMOBI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 4 ESTIMATION DES CO TS Le tableau ci dessous pr sente les prix des diff rentes composantes qui devront tre achet s pour r aliser la solution finale Le co t total brut n inclut pas les taxes et les frais de transports d installation et de formation D autre part bien que l automate et les composantes qui lui sont associ es n aient pas t s lectionn s au cours de ce projet il a t jug utile de les inclure dans l estimation des co ts puisqu ils devront tre achet s pour pouvoir automatiser le banc d essai Enfin tous les prix affich s proviennent des sites internet officiels des fabricants Description Num ro de Quantit Prix unit Prix total r f rence Limiteur de pression commande CRE 250 20N 5 180 900 lectrique DUPLOMATIC D24K1 Manom tre digital OMEGA DYNE DPG409 5 0KG 5 695 3475 Modules de API Carte processeur N A 1 600 600 Module de m moire N A 1 50 50 Rack c bles N A 1 50 50 Logiciel de programmation N A 1 400 400 Carte d entr e sortie discr te N A d 60 60 Carte entr e sortie analogique N A 1 120 120 Interface homme machine N A 1 500 500 e Total brut 6155 On constate que la somme totale investir po
42. ceinture de s curit Vous retrouvez ci dessous la description des trois tests normatifs qui doivent tre effectu s sur les si ges que l on d sire tester Test No 1 Application de la force produisant un couple NSVAC 207 1 b ii A L rop MEMBER HORIZONTAL FORCE P TO N SEAT BACK AT UPPER gt gt gt D TA CROSSMEMBER TV MOMENT IP x D COMPUTED ABOUT THE SEATING REFERENCE POINT Figure 4 Point d application de la force Etape 1 Appliquer une charge en livres gale a 3300 divis e par la distance D La distance D tant la distance en pouces entre le point de r f rence assise et la pi ce transversale la plus lev e du dossier ou de la partie sup rieure du dossier La charge doit tre appliqu e sur la partie transversale la plus lev e du dossier et vers l arri re un angle de 0 degr tape 2 Rel cher la charge La m thode pour d terminer le point de r f rence assise est expliqu e en annexe Vincent W Leli vre Hiver 2011 17 s A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS Test No 2 Application de la charge vers l arri re NSVAC 207 1 a i B Figure 5 Point d application de la force Etape 1 Appliquer une charge en livres gale 20 fois le poids du si ge sur un intervalle de temps de 29 secondes La charge doit tre appliqu e au centre de gravit du si ge et vers l arri re un angle de 0 degr
43. chine un pupitre op rateur une interface graphique ou un ordinateur Les langages de programmation standards de l API sont le Grafcet et le Ladder Figure 8 API de marque Allen Bradley Vincent W Leli vre Hiver 2011 25 AMOBI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS Tableau 1 Avantages et inconv nients d un automate programmable Avantages Inconv nients Peu encombrant Temps de r ponse rapide Facile a programmer Consommation lectrique acceptable Configurables et extensibles par modules Robuste Dispendieux pour les petites ou simples applications Logiciel de programmation non gratuit 3 1 2 Solution No 2 Microcontr leur Un microcontr leur est comme API un dispositif lectronique programmable qui peut lire des signaux d entr es et envoyer des signaux de commande des p riph riques externes De plus le microcontr leur rassemble dans un circuit int gr tous les l ments essentiels son bon fonctionnement soit le processeur la m moire les unit s p riph riques et les interfaces d entr es sorties Les langages de programmation des microcontr leurs sont vari s Basic C C Java etc RAACH gt whens mmm rx Arduing Duemilanove CE Ei WuU arduino cc E POWER AnaLoG In amp Sau Gnd Vin 12345 Figure 9 Microcontr leur de marque Arduino Vincent W Leli vre H
44. corps du conducteur Ces si ges sont enti rement r glables c est dire que des manettes de contr le permettent l ajustement de nombreux points selon les pr f rences du conducteur la position avant arri re du si ge la profondeur et l inclinaison de l assise l inclinaison du dossier la forme de l assise et du dossier la hauteur du si ge et la suspension de la base du si ge Les produits fabriqu s par Amobi sont tr s durables car ils doivent tenir aussi longtemps que le v hicule dans lequel ils seront install s De plus ils doivent aussi r sister des ajustements tr s fr quents puisque ces v hicules sont souvent conduits par un grand nombre de personnes diff rentes La majorit des pi ces composant les si ges sont fabriqu es par des sous traitants L assemblage du produit final est cependant enti rement fait chez Amobi C est aussi l que se fait la conception l am lioration et le test des produits fabriqu s Dossier Si j Cellules pneumatiques Accoudoires lombaires Cellules pneumatiques lat rales Ancrage Figure 2 Cellules pneumatiques gonflables dans le si ge Tech 3001 Vincent W Leli vre Hiver 2011 13 s A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 1 3 Description du proc d Les produits d Amobi sont faits selon les besoins des clients et la majorit de ceux ci d sirent que les si ges install s dans leurs v hicules soi
45. cun risque d accident de travail doivent diminuer Vincent W Leli vre Hiver 2011 28 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 3 3 Matrice de d cision Le tableau suivant pr sente la matrice de d cision Pour proc der l valuation de chacune des solutions on a attribu chaque crit re une note situ e en 1 et 4 Les notes des crit res sont multipli es par leurs pond rations respectives ils sont ensuite additionn s puis enfin diviser par 4 pour obtenir la note en pourcentage de chaque solution Selon les scores obtenus c est l automate programmable qui est consid r comme tant la meilleure unit de contr le Tableau 5 Matrice de d cision Crit res Pond ration Solution 1 2 3 Automate Microcontr leur Relais programmable Simplicit 30 4 3 1 Compatibilit 20 4 2 1 Espace 5 3 4 1 Fiabilit Durabilit 10 4 2 1 Co t 15 2 4 3 Efficacit 5 3 4 2 nerg tique S curit 15 4 1 1 R sultat 100 90 66 2 33 8 Vincent W Leli vre Hiver 2011 29 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 3 4 La conception de la solution recommand e 3 4 1 tude du syst me hydraulique existant La pr sente section est une tude plus d taill e portant sur les principales composantes dont est constitu le banc d essai actuel L tude comporte une analyse
46. dditif EP Extreme Pressure additif qui augmente le pouvoir anti usure du fluide en pr sence de fortes pressions de contact et de temp ratures lev es entre les surfaces des pi ces mouvement relatif D s mulsibilit Il est pratiquement impossible d emp cher l eau de p n trer dans un syst me hydraulique L eau s y introduit en effet par les prises d air occasionn es par des conduites et des raccords non tanches ou par des joints d tanch it en mauvais tat elle y p n tre surtout sous la forme d air humide aspir dans le r servoir lors des baisses de niveau du fluide et dans les barils cons cutivement aux variations de temp rature et ce m me si ces barils sont parfaitement tanches au fluide Cet air humide se condense en fines gouttelettes et sous l effet des turbulences l eau et le fluide hydraulique se m langent rapidement pour former une mulsion Un fluide est dot d une bonne d s mulsibilit se s pare facilement et rapidement de l eau qu il peut contenir Gr ce a la d cantation qui en d coule on peut ensuite presque enti rement purger cette eau par le fond du r servoir On am liore la d s mulsibilit des fluides d origine p troli re par un raffinage tr s pouss et par l adjonction d un additif appropri R sistance la formation de mousse La formation de mousse est due la pr sence est due la pr sence d air dissous dans le fluide Bien que l
47. de r ponse de la valve la Suite dune soudaine variaton du signal de consigne Valeur par d faut voir point 2 Rage 00 20 sec u2 Temps de mont e Ramp Up exprim du temps de rampe r2 i fixe le temps de mont e du courant sur le canal 2 pour une variaton de 0 100 de la consigne l entr e Valeur par d faut 99 des variables Ptage 00 99 89 250 208 FD 48 Vincent W Leli vre Hiver 2011 74 Vincent W Leli vre d2 Temps de descente Ramp Dn exprim en du temps de rampe r2 i fixe le temps de descente du courant sur le canal 2 pour une variation de 0 100 de La consigne l entr e Valeur par d faut 99 Ptage 00 99 Fr Fr quence du PWM PWM Freq exprim in Hertz ll tablit la t quence de PWM c est dire la fr quence de pulsation du courant de contr le La r duction du PWM am liore le soin de la valve au d triment de la stabi de r gulation L augmentation du PWM am liore la stabit de La r gulation de la valve en causant une hyst r sis plus haute Valeur par d faut PWM selon le mod le carte Plage 50 400Hz U1 et U2 V Max Ils repr sentent le fond de l chelle de la valeur de consigne Ce param tre modifiable seulement via software permet de maintenir la m me r solution quand la valeur de consigne est inf rieure 10V Valeur par d faut 1000 Plage 0 1000 Exemple aveccarte EDM 121 avec commande 10V et param tre au d fa
48. e liaison 7 REGLAGES ET MESURAGE DES SIGNAUX 7 1 R glages En cas de n cessit on peut modifier les param tres en se servant par les touches E qui se touvent sur le panneau ant rieur de la carte ou gr ce au kit mat riel et logicel EDMPC 20 7 2 Kit mat riel et logiciel EDMPC 20 code 3898201010 Le kit mat riel et logiciel commander s par ment fournit un acc s facie pour mesurer les signaux et verifier le fonctionnement de la carte Le logiciel communique par un c ble au relatif connecteur mini USB sur le panneau ant rieur de la carte EDM derri re la porte de protection La fourniture comprend un c ble de communication L 1 m te pour connecter la carte EDM amp porte RS232 du PC La compatb it du logiciel EDM PC est garante seulement sur les syst mes d explottaton Windows 2000 et Windows XP Hiver 2011 75 5 A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS Dal EDM M SERIE 20 8 CIRCUIT ET SCHEMA DE BRANCHEMENT EDM M1 9 CIRCUIT ET SCHEMA DE BRANCHEMENT EDM M2 89 250 208 FD 6 8 Vincent W Leli vre Hiver 2011 76 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CM VSS EDM M SERIE 20 10 CIRCUIT ET SCHEMA DE BRANCHEMENT EDM M3 SIGNAL CE CONSIGNE EXTERNE 0 10 4 2mA SIGNAL OF CONS EXTERNE 0 40 4 20 mA e Du lt O 11 SCHEMA DE BRANCHEMENT SIGNAUX DE CONSIGNE NOTE En utilisant le pot
49. ement du syst me hydraulique L asservissement du syst me hydraulique par une valve de contr le permettrait de mieux contr ler la position la vitesse et la force du v rin Pour ce projet c est le contr le des forces dans les v rins qui est d sir L objectif de la conception pour un probl me de contr le de la force est de mod liser la r ponse du premier ordre en choisissant la constante de temps appropri e pour le syst me En faisant un choix appropri des gains proportionnels et int graux la constante de temps peut tre augment e ou diminu e en fonction du temps de r ponse voulue pour le contr le de la sortie du v rin Dans le syst me hydraulique du banc d essai c est les distributeurs qui sont les valves de contr le Mais sur le banc d essai existant on retrouve des distributeurs quatre orifices dont la configuration est centre ferm La dimension u qui repr sente la distance entre l extr mit du tiroir et l extr mit de l ouverture de l orifice est en fait n gative Cette conception centre ferm fait en sorte que le tiroir doit se d placer d une distance u avant que tout coulement puisse entrer ou sortir des orifices la position neutre les orifices d entr e et de sortie sont compl tement ferm s Le contr le des d bits d entr es et de sorties dans les distributeurs devient impossible comparativement aux distributeurs ayant une configuration centre ouvert
50. ent conformes aux normes volontaires de Transport Canada Pour s assurer de cette conformit la compagnie doit tester elle m me ses si ges avant d en produire un grand nombre lorsqu il s agit d un nouveau concept ou d un concept existant dont on a modifi des composantes structurales C est pourquoi Amobi s est dot d un banc d essai pour si ge visant tester la conformit aux Normes de s curit des v hicules automobiles du Canada NSVAC ou CMVSS Canada Motor Vehicle Safety Standards no 207 et 210 Les essais effectu s visent tester la r action du si ge et de son ancrage diff rentes forces appliqu es sur celui ci Le banc est donc constitu d un cadre de m tal sur lequel est install un exemple d ancrage de si ge fourni par la compagnie Novabus client d Amobi ainsi que d une unit compos e de deux cylindres hydrauliques pour appliquer les forces en question Figure 3 Banc d essai l uvre sur un si ge de la compagnie Amobi chez PMG Technologies Blainville Vincent W Leli vre Hiver 2011 14 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 1 4 Mise en contexte de la probl matique Pr sentement l entreprise a un banc d essai qui est utilis pour effectuer les tests normatifs exig s par les normes CMVSS 207 et 210 L unit de contr le utilis jusqu ce jour pr sente des restrictions majeures tel que 1 Seule une personne exp r
51. entom tre comme signal de consigne Jes bornes 8 et 11 pour version M3 doivent tre reli es la borne 15 OV aussi quand le g n rateur a une sortie diff rentielle puse pas avec consigne la terre 89 250 208 FD 718 Vincent W Leli vre Hiver 2011 77 5 A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS EDM M SERIE 20 12 ENCOMBREMENTS COTE FRONTAL SIGNALISATION AFFICHEUR 1 C t afficheur et mini USB A1 entr e 1 signal courant inf rieur 3 5 mA Pette porte protecton des boutons A2 entr e 2 signal courant inf rieur 3 5 mA Afficheur pour la visualisa ton de A3 sortie 1 en court croult labmentation de la carte et A4 sortie 2 en court crouit PR ER AS sortie 1 aimant d branch A6 sortie 2 aimant d tranch AT tension d alimentation inf rieure 10V DUPLOMATIC OLEODINAMICA SpA DUPLOMATIC 20025 LEGNANO Mi Ple Bazzi 1 Ve Edson HYDRAULIQUE Tol 0331 472111 Fax 0331 548328 89 250 208 FD FEPROODUCTION INTERDITE LA SOCIETE SE RESERVE LE DROIT D APFORTER TOUTE MODFICATON 8 8 Vincent W Leli vre Hiver 2011 AMOBI ANNEXE E Manom tre digital VERY HIGH ACCURACY DIGITAL PRESSURE GAUGE Wnt res S TRANSMIT DPG409 Series Gage pp Pressure 10 InH20 to 25 mb to 345 ba rg Large Backlit Display with 25 mm 1 Digits Readable From Over 10 7 m 35 High 0 08 Accuracy and Repeatability High and Low Alarms All Stainless S
52. et ind pendant des variations de temp rature et d imp dance de charge L alimentation du sol nokie par l interm diate de l tage PWM permet une r duction importante de l yst r sis de la valve et une am boraton significatve de la pr cision du r glage La carte est disponible en trois versions principales pour la commande de valves mono sol nokde M1 double sol no de M2 et deux canaux ind pendants pour la commande de deux valves mono sol noide M3 Chacune de ces versions est disponible avec des r glages diff rents de courant maximumet des f quences de switching PWM optimis es en fonction du type de valve commander Le r glage des param tres s effectue par clavier et display sur la face avant de la carte ou par ordinateur bloc notes via RS232 avec le logicel EDMPC 20 CARACTERISTIQUES TECHNIQUES inversion de polart imp dance d entr e 10 100 kO imp dance d entr e 10 100 kO imp dance d entr e maximum 500 0 10V CC capable de fournir 50 50 mA pour potentiom tres externes conforme aux notes 89 336 CEE vor point 6 NOTE 1 Bornier insertion avec vis de serrage N 15 p les Vincent W Leli vre Hiver 2011 71 5 A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS EDM M SERIE 20 1 CODIFICATION is Signal de consigne Ampiticateur modulawe tension 0 10V standard pour montage sur guile DIN EN 80022 E1 courant 4 20 ma S rie de 20 29 les c
53. eurs dans le syst me hydraulique sont mouvement lin aire Les v rins sont des r cepteurs qui absorbent l nergie fluide et la transforment pour produire un travail m canique en translation Le v rin re oit le fluide sous pression et en extrait l nergie avant de le renvoyer vers le r servoir Le v rin est caract ris par une aire A Ainsi on peut exprimer les deux variables de sortie vo et F en fonction des deux variables d entr e p et O selon les quations suivantes Vincent W Leli vre Hiver 2011 22 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS Dans le cas d un v rin id al on peut crire Py Fovo Soit P Q p O v vitesse m s A aire effective m F force N 2 1 2 Composantes de liaison Dans le syst me hydraulique les composantes de liaison sont le fluide lui m me et les diverses canalisations L huile hydraulique fluide sert transporter l nergie fluide mais aussi lubrifier les pi ces mobiles des v rins Cette huile circule dans les canalisations d une composante une autre Pour viter d influencer l efficacit et la fiabilit du syst me hydraulique on doit bien choisir dimensionner et installer les canalisations 2 1 3 Composantes passives Les composantes passives du syst me hydraulique sont respectivement le r servoir de la pompe qui permet le stockage de l huile et la cr pine qui est un filtre grossier qui pr
54. glage qui le comprime L ouverture de la valve se produit lorsque la force hydraulique est sup rieure la force du ressort cet instant le surplus de fluide sous pression non d sir est achemin vers le r servoir Vincent W Leli vre Hiver 2011 41 s A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS Figure 26 Photo des limiteurs de pression Tableau 15 Sp cifications du limiteur de pression de type modulaire Marque Num ro de Diam tre des Port de contr le chelle de la pression mod le ports pouce d ajustement PSI HY MRV 02 P 3 B 1 4 Port P 140 3555 SPEC Figure 27 Repr sentation sch matique du limiteur de pression avec un port de contr le P Les sp cifications de ce tableau proviennent d une valve de marque japonaise qui poss de le m me num ro de mod le que la valve install e sur le banc d essai Le num ro de s rie de la valve actuelle est MFGNO L04 0803 mais elle n a pas pu tre retrouv e sur internet Vincent W Leli vre Hiver 2011 42 s A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 3 4 1 8 Valve de s curit On retrouve galement deux valves de s curit dans le circuit hydraulique qui servent prot ger les composantes hydrauliques et m caniques contre les surcharges La premi re qui est de type cartouche est connect e au bloc manifold et limite la pression maximum admissible dans celui ci
55. i tablit le temps pendant lequel le courant distribu par le canal 1 va de z ro la valeur maximum la suite d une variation du signal de consigne de z ro 100 et vice versa On l utilise pour ralentir le temps de r ponse de la valve la suite dune soudaine variaton du signal de consigne Valeur par d faut voir point 2 Rage 00 20 sec ui Temps de mont e Ramp Up exprim en du temps de rampe rt I fixe le temps de mont e du courant sur le canal 1 pour une vasation de 0 100 de la consigne l entr e Valeur par d faut 99 Rage 00 99 di Temps de descente Ramp Dn exprim en du temps de rampe rt i fixe le temps de descente du courant sur le canal 1 pour une vamation de 100 0 de la consigne l entr e Valeur par d faut 99 Rage 00 99 G2 Courant de I Max exprim en miliamp re U tablit le courant maximum au sol nokie du canal 2 quand le signal de consigne a atteint La valeur maximum Valeur par d faut voir point 2 Rage 50 100 di max oi Courant de Mn exprim en miliamp re i tab tla valeur de courant de offset au sol no de du canal 2 Valeur par d faut voir point 2 Rage 0 50 di max r2 Temps de rampe en secondes i tablit le temps pendant lequel le courant distribu par le canal 2 va de z ro la valeur maximum la suite d une variation du signal de consigne de z ro 100 et vice versa On futilise pour ralentir le temps
56. iment e dans le contr le des valves sol no des est apte op rer le banc de fa on acceptable Le banc d essai ne dispose pas d une interface homme machine conviviale 2 Le contr le des forces appliqu es par les v rins hydrauliques se fait par le r glage des valves Les forces ne sont pas appliqu es instantan ment 3 Le banc d essai actuel ne permet pas d appliquer deux forces simultan ment sur le si ge 4 Il y a un l ger d placement du si ge pendant l op ration du banc d essai ce qui fait en sorte que les forces r elles appliqu es par les cylindres ne demeurent pas constantes L op rateur du banc d essai doit continuellement surveiller plusieurs manom tres et ajuster la pression dans les cylindres pour corriger les effets de cette perturbation 5 La mesure des pressions d ploy es est p nible cause de l impr cision de l chelle des cadrans des manom tres Il est ainsi impossible d op rer le banc d essai basse pression Vincent W Leli vre Hiver 2011 15 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 1 5 Objectifs contraintes et restrictions L objectif principal de ce projet est de concevoir une unit de contr le r solvant les restrictions majeures que rencontre le banc d essai pr sentement En d autres mots Amobi veut disposer d un banc d essai permettant d effectuer tous les tests reli s aux normes CMVSS 207 210 en gagnant en flexibilit
57. ion finale 3 4 4 Asservissement du syst me hydraulique s ESTIMATION DES COLE a tonne nn NES Med At nn ee 5s SANTE GER EE 6 DEVELOPPEMENT DURABLE ne Seed en dr Na A ae va natn CONCLUSIONS nr nt PR A Ee ne at RECOMMANDATIONS SSSR ui ati BIBLIOGRA PH E ESS EE ANNEXE A Th orie sur les propri t s d un fluide hydraulique ANNEXE B Facture de la modification du banc d essai par Geliko Inc ANNEXE C Limiteur de pression commande lectrique proportionnelle ANNEXE D Amplificateur num rique pour valves proportionnelles ANNEXE E Ee EE E E ANNEXE F D termination du centre de gravit ss vi LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 Tableau 2 Tableau 3 Tableau 4 Tableau 5 Tableau 6 Tableau 7 Tableau 8 Tableau 9 Tableau 10 Tableau 11 Tableau 12 Tableau 13 Tableau 14 Tableau 15 Tableau 16 Tableau 17 sol no de Tableau 18 Tableau 19 Tableau 20 Tableau 21 Avantages et inconv nients d un automate programmable 26 Avantages et inconv nients d un mieroeontr leur eee eeeeeeneenecneeeeeeeeeaeeaeeeeseeeeaeeaeeeeeeae 27 Avantages et inconv nients d un relais 28 Other ee ee ae a 28 Matrice de GecisiOris cisjeecs izsicesecedsscntveadeusasesensiae Maude sess ie drr est ele seed t tient ess at de EE 29 Sp cifications du moteur lectrique ss
58. ir Le limiteur de pression est dimensionn pour pouvoir supporter le volume de l coulement De plus on utilise galement une valve de mise vide 2 orifices normalement ouverts dot e d un sol no de pour la m me raison qu nonc e pr c demment Tableau 17 Sp cification de la valve de mise vide deux orifices normalement ouverts avec sol no de Marque Num ro de s rie Connexion Voltage D bit V admissible GPM HY DTDA MNH 221 GAB 3 8 NPT 115 60 10 SPEC 5 70 Figure 31 Repr sentation sch matique de la valve de mise vide Vincent W Leli vre Hiver 2011 46 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 3 4 2 Choix des composantes Parmi toutes les composantes tudi es dans la pr c dente section seuls les limiteurs de pressions et les manom tres doivent tre chang s pour pouvoir proc der l automatisation du syst me On doit avoir recours des limiteurs de pression commande lectrique et des manom tres digitaux On pourra ainsi augmenter automatiquement la pression dans le bloc for manifold et dans les chambres des v rins en fonction de la pression lue sur les manom tres digitaux Les mod les qui sont propos s ont t choisis selon des crit res de compatibilit et d encombrement Par contre il n y a rien qui emp che le client de choisir d autres mod les quivalents 3 4 2 1 Limiteur de pression
59. ises pour l installation de l accumulateur sera amortie rapidement par les conomies d nergie engendr e Accumulateur Figure 37 Exemple de circuit dans lequel l accumulateur est utilis comme source d nergie auxiliaire Vincent W Leli vre Hiver 2011 56 e s A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS CONCLUSION Ce projet avait pour principal objectif de concevoir une unit de contr le capable d effectuer tous les tests normatifs CMVSS 207 210 en gagnant en flexibilit et en facilit d utilisation Suite une phase de recherche de solutions c est l automate programmable qui a t choisi comme la meilleure unit de contr le L tude du syst me hydraulique actuel a permis de concevoir le plan du circuit hydraulique de la solution finale Dans ce circuit les limiteurs de pressions ont t remplac s par des limiteurs de pression commande lectrique et les manom tres glyc rine ont t remplac s par des manom tres digitaux Malheureusement tous les points du mandat n ont pas tous t satisfaits L criture du programme sur l automate la conception de l interface homme machine et la r daction d un mode d emploi pour utiliser le banc d essai n ont pas pu tre effectu es principalement cause d un manque d effecnf Par contre ce rapport servira de fondation la prochaine quipe qui poursuivra le projet l ann e prochaine La partie hydra
60. iver 2011 26 AMOBI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS Tableau 2 Avantages et inconv nients d un microcontr leur Avantages Inconv nients Tr s peu encombrant Tr s faible consommation lectrique Logiciel de programmation g n ralement gratuit Solution conomique pour les petites ou simples applications Peu d entr es sorties Langages de programmation plus contraignants que le Ladder et le Grafcet Non extensible Tr s fragile Vitesse de fonctionnement plus faible 3 1 3 Solution No 3 Relais Avant l av nement de l automate programmable dans le d but des ann es 1970 les syst mes taient automatis s l aide de relais Les relais peuvent tre activ s et d sactiv s sans interrupteur manuel Aujourd hui les relais servent r duire la taille des panneaux de contr le des machines ou cr er des cycles d automatismes simples Mais pour les automatismes qui requi rent un grand nombre d entr es sorties on doit remplacer le syst me de relayage devenant trop complexe par un automate programmable Figure 10 Relais m canique Vincent W Leli vre Hiver 2011 27 AMOBI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS Tableau 3 Avantages et inconv nients d un relais Avantages Inconv nients Pas de programmation requise Solution petites ou simples applications 3 2 labora
61. le 8 os x x Il y a ouverture du clapet si la pression d entr e est sup rieure a la somme de la pression de sortie et de la pression du ressort Vincent W Leli vre Hiver 2011 40 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 3 4 1 7 Limiteurs de pression Actuellement le syst me hydraulique du banc d essai est con u de telle sorte qu il peut fonctionner dans une gamme de pressions pour que les v rins puissent exercer des forces tension et contraction de diff rentes amplitudes telles que requises dans les tests CMVSS 207 210 Pour contr ler les pressions dans chaque chambre du v rin on a recours deux limiteurs de pression par v rin Le syst me requiert aussi un limiteur de pression additionnel pour contr ler la pression totale qui est fournie dans le bloc manifold Ces limiteurs de pression sont des valves normalement ferm es qui sont mont es en parall le entre la branche d approvisionnement du circuit et la branche de sortie connect e au r servoir L gende 1 Corps de valve ES Vis de r glage 3 Piston cylindrique Figure 25 Vue en coupe du limiteur de pression piston t te tronconique Le piston est soumis simultan ment la force de rappel du ressort et la force hydraulique exerc e par la pression du fluide sur la face inf rieure qui p n tre l entr e du limiteur On peut ajuster la force du ressort l aide d une vis de r
62. mond 1980 2 NOAH D MANRING Hydraulic control systems Wiley New Jersey 2005 3 REJEAN LABONVILLE Conception des circuits hydrauliques Presses internationales Polytechnique 1999 4 HY SPEC HYDRAULIK Produits lt http hyspec ca francais index htm gt Derni re mise a jour 2010 06 10 5 OMEGA Digital Pressure Gauge lt http www omega com pptst DPG409 html gt 6 AUTOMATION DIRECT Programmable Controllers lt http www automationdirect com adc Shopping Catalog Programmable_Controllers gt 7 DUPLOMATIC OLEADINAMICA Proportional valves lt http www duplomatic com en categories di_controllo_pressione1 gt Vincent W Leli vre Hiver 2011 59 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS ANNEXE A Th orie sur les propri t s d un fluide hydraulique La th orie qui suit a t tir e dans son int gralit du livre Conception des circuits hydrauliques de l institut Polytechnique Elle permet de bien comprendre l importance de la conservation des propri t s fondamentales du fluide hydraulique pour le transport de nergie la lubrification la protection l tanch it et le refroidissement des composantes du circuit hydraulique Vincent W Leli vre Hiver 2011 60 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS kent Viscosit et indice de viscosit La viscosit est incontestablement la propri t la plus importante d un fl
63. mps de r ponse n Reprogucbat aP om Caract ristiques lectriques pa O Page de viscosit aude es zm Sebn ISO 4406 1999 dasse 18 16 13 EE a s Masse RPCIYMAS w o 81 100 107 FD SYMBOLE FONCTIONNEL Vincent W Leli vre Hiver 2011 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CM VSS CRE SERIE 20 1 CODIFICATION Commande lectrique proportonne e D12 Tension nominale sol noide 12 VCC Tension nominale sol noide 24 VCC Plage de r glage pression Joints d tanch it 070 jusqu 70 bar 250 jusqu 250 bar N joints en NBR pour huiles min rales standard 140 jusqu 140 bar V joints en FPM pour fluides particuliers S re de 20 29 les cotes et les encombrements d nstsllation restent nchang s 2 COURBES CARACTERISTIQUES valeurs obtenues avoc viscosit 36 cSt 50 C Courbes typiques de r guiaton en fonction du courant au sol noide relev es avec un d bit en entr e Q 0 5 mn Les courbes sont obtenues sans aucune compensation d hyst r sis et lin ant et elles sont mesur es sans aucune contre pression en T REGULATION DE PRESSION p f PRESSION MINIMUM REGLEE pmin f Q VARIATION DE PRESSION pmax f Q p p bar bar 10 250 350 250 8 280 250 6 0 210 140 4 070 140 070 2 70 0 05 1 1 5 0 0 5 1 1 5 Q min Q Amin 81 100 107 FD 2 4 Vincent W Leli vre Hiver 2011 68 5 A M O BI PEI Unit de
64. ot ge le fluide contre les polluants externes Vincent W Leli vre Hiver 2011 23 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 2 2 laboration des hypoth ses Voici toutes les hypoth ses qui ont t pos es dans le cadre de ce projet La pompe fournie suffisamment de puissance hydraulique pour op rer les deux v rins simultan ment Les pertes volum triques dans le circuit sont consid r es comme tant n gligeables La pompe se d charge par une valve de mise vide lorsque les v rins sont au repos Le troisi me distributeur install par G liko Inc est inutile actuellement Vincent W Leli vre Hiver 2011 24 s A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 3 MISE EN UVRE DU MANDAT 3 1 La recherche de solutions 3 1 1 Solution No 1 Automate programmable Un automate programmable industriel API est un dispositif lectronique qui exerce des fonctions de contr le de processus industriels Sa fonction est d envoyer des commandes aux pr actionneurs ex les valves partir des donn es d entr es qui proviennent des diff rents capteurs L API est compos e d une unit de calculs processeur d une alimentation AC DC et de modules qui sont choisis selon les besoins de l application tel que les cartes d entr es sorties les modules de communication les modules de commande etc L API peut tre reli e une interface homme ma
65. otes et les encombrements d instalaton restent 1 pour valves proportionnelies mono sol noide inchang s 2 pour valves proportionnelies double sol nokie 3 2 canaux pour contr le ind pendant de valves mono sol nokie Fr quence de switching PWM Courant maximum 1 Max premier canal pour version EDM M3 1 860mA 3 1600mA 5 2600 mA 2 1200mA 4 1880 mA Courant maximum Max deuxi me canal sp cfi r seulement pour version EDM M3 omette pour les autres versions 1 860mA 3 1600 mA 2 1200mA 4 1880 mA 2 EDM M VALVES DUP LOMATIC ET REGLAGES PAR DEFAUT La carte est prer gi e l usine Le tableau monte les reglages par defaut des versions standard de la carte EDM M et les valves Dupibmatc qui peuvent te jumel es M me les autres optons indiqu es au point 1 sont r glables sur demande Contacter note Bureau Technicien pour ces options CARTES POUR VALVES A 24V Valves qui peuvent tre jumel es Se miferer la table des mat res du groupe 8 pour abtenr la corr spondance nam de la valve nombre de i fiche Double a Mur sol noide Cow 00 Rw GE CARTES POUR VALVES A 12V Valves qui peuvent tre jumel es Se mforer la itio des mat res du groupe 8 pour cbienr la corr spondance nam de la wave nombre de in fiche PWM Mono Double Ha sol noide sol noide Cases re a O 1 Lim Courant m mum bvrable par la carte 89 250 208 FD 218 Vincent W Leli v
66. re Hiver 2011 Vincent W Leli vre 3 CARACTERISTIQUES FONCTIONNELLES 3 1 Alimentation lectrique La carte demande une alimentation lectrique comprise entre 10 et 30V CC ondulation comprise bomes fet 2 NB La valeur de la tension d alimentation la carte ne doit pas tre inf rieure la tension nominale de fonctionnement du sol noide commander La tension d almentaton doit tre redress e et fitr e avec une ondulaton maximale comprise dans ta plage de tension indiqu ci dessus La puissance demand e de la carte d pend de la tension d alimentaton et de la valeur de courant maximum distibu ce dernier est en relaton avec la version de Ia carte En ligne g n rale est possible de consid rer comme une valeur conservative de la puissance demand e le peoduit V x I Exemple une carte avec courant max 860 mA et tension d alimentation de 24V CC demande une puissance de presque 20W Pour le cas d une carte avec courant max de 1600 mA et 24V CC dalimentaton la puissance engag e r sulte de 38 5W 3 2 Prot ctions lectriques La carte est prot g e contre les surtensions d alimentaton et les inversions de polarit Une protection contre Es court croults est pr vue sur la sortie 3 3 Signal de consigne La carte accepte des signaux de consigne en tension 0 10 V et 210 V en courant 4 20 mA provenants du g n rateur externe API MOCN ou d un potentom te externe aliment par la carte
67. riables de sortie Q et P peuvent tre exprim es en fonction des variables d entr e et Ti selon les quations suivantes o Q d bit mie vitesse angulaire rad s D cylindr e m rad p pression Pa Ti couple ON mi En consid rant la pompe comme un g n rateur id al permettant de transformer l nergie fluide sans aucune perte on peut affirmer que la puissance fluide P au refoulement est gale la puissance m canique d entr e P soit P Tiwi o P Qp o P est exprim en watts Vincent W Leli vre Hiver 2011 21 5 A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 2 1 1 2 Modulateurs Les modulateurs dans le syst me hydraulique sont les valves de direction distributeurs les valves de pression et les valves de d bit Sur le banc d essai les valves de direction distributeurs permettent de diriger le fluide d un c t ou de l autre dans les v rins r cepteurs pour qu ils puissent travailler dans la direction voulue Les valves de pression et les valves de d bit servent respectivement contr ler la pression et le d bit du fluide qui est livr aux r cepteurs v rins Lorsque l huile hydraulique traverse une valve de pression le fluide est soumis une r duction de pression de p p et lorsque cette huile traverse une valve de d bit elle subit une limitation de d bit de Q Q 2 1 1 3 R cepteurs Les r cept
68. s alt re au contact des fluides d origine p troli re on ne doit pas l utiliser comme mat riau constitutif de joints d tanch it dans les syst mes o on recourt ces fluides Vincent W Leli vre Hiver 2011 65 5 A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS ANNEXE B Facture de la modification du banc d essai par Geliko Inc CT EI mm Ber FACTURE GERO a LE Le EX rus 12528 lt owe 27 mar 2009 50 rembiey CP 110 a er e Ze Page e T Ian e 810 eg Ra N commence Alain Deg eosto vencua Exp di Acc s Industriel Inc Acc s Industriel Inc 80 boul de Universite Rouyn Noranda Qu bec SX 7A5 No Cevtresree 143407822RP0001 PEE Eege PORT SO DT GENE TLC A E i Quantit Quantit Code Article bes eng Desciption Prix Leem 1 Montant RS eee Zem ECH OPE rain e ea Modification sur banc essa ia Ch HYSDD03P 032S5 blii gesi k 92 23 G0 92 2 p cire TOA AMEN 4 4 GO TE aime LL Ay Cm O Valve 2 voies SUNDTDA MHN 2 264 93 G 264 b 2 Ch Contr te valve MBW 01 C 144 9860 289 96 20 1 Chaqu 202702 10 8S 222160 222 2 1 Chaqud 202702 10 65 AER 2 69 GQ 269 20 1 Craqud202702 6 6S 358 GQ ase oc 5 hrs Main d oeuvre 60 00 GQ 300 0 Sous total os IGQ TPSS TVQ7S ITPS wO H K G liko inc TPS G60ko143407922RTOD Z ien Inc TVG G llo1028255831T000 SZ ZE GE ESEE No Bon de tava 11700 Montant total
69. s rie Nombre de boutons HYST90009 3P 2 HY SPEC HYST90012 3P 4 Figure 21 Photos des 2 manettes de contr le Figure 22 Bo te de conversion entre la manette et le distributeur 7 Aucune sp cification n est disponible pour la bo te de conversion des manettes de contr le Vincent W Leli vre Hiver 2011 39 s A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 3 4 1 6 Limiteurs de d bit Figure 23 Photo des limiteurs de d bit Les limiteurs de d bit permettent de contr ler les d bits d alimentation des v rins et par ce fait les vitesses de sortie et de rentr e des tiges des deux v rins Pour y arriver ces valves r gulent le d bit du fluide en diminuant la section de l ouverture emprunt e par celui ci Le d bit est proportionnel cette ouverture et la racine carr e de la perte de charge Sur le banc d essai on retrouve 2 trangleurs r glables pointeau par v rin L trangleur pointeau est coupl dans le m me corps de la valve avec un clapet de retenue avec ressort pour que le d bit ne soit limit que dans un seul sens de l coulement DIRECTIONAL VALVE i Xo WS BE Oe Ekel P T B A MANIF OL D SUBPLATE Figure 24 Repr sentation sch matique du limiteur de d bit Tableau 14 Sp cification des trangleurs pointeau avec clapet de retenue avec ressort Marque Num ro de s rie Type Vickers DGMFN 3 Y A2W B2W 41 Port doub
70. sit mm2 s Indices de viscosit 80 00 100 110 120 Temp rature C Figure 38 Abaque viscosit temp rature d apr s ASTM D 341 montrant la relation de la viscosit en fonction de la temp rature pour 4 fluides d indices de viscosit diff rents 22 32 46 68 Vincent W Leli vre Hiver 2011 62 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS bo Onctuosit et pouvoir antiusure Le fait qu un fluide soit dot de bonne qualit lubrifiante a beaucoup d importance tant donn que les composantes modernes fonctionnent avec des jeux fonctionnels extr mement faibles Le fluide hydraulique doit ainsi assurer des frottements minimaux entre les surfaces en mouvement relatif pour que les mouvements des pi ces soient ais s et que l usure soit la plus faible possible Le degr d adh rence du fluide avec les surfaces d termine son efficacit former un film et pr venir le contact m tal m tal et par cons quent son efficacit former un film et pr venir le contact m tal m tal et par cons quent son efficacit r duire le frottement Cette qualit du fluide qu on appelle onctuosit doit donc tre excellente si on veut que celui ci adh re aux surfaces des pi ces m me quand elles sont tr s chaudes On am liore l onctuosit de la plupart des fluides hydrauliques l aide d additifs appel s anti usure et dont les meilleurs contiennent un a
71. t Power 10 dBm 10 mW of RF Link Up to 120 m 400 et line of sight Up to 40 m 130 indoor urban Software Requires Windows 2000 XP Vista or Windows 7 32 bit included Internal Battery Two 3 6V lithium 8 4 Ah capacity C cell included Data Transmitted to Host Pressure reading ambient temperature reading RF transmit strength and battery level Front Button Functions On Off Manually turns unit on and off Bac Manually turns backli one s Min Max Recalls min max values 5 A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS Zero Clear Zeros di or clears min max WS Settings USB Software Auto Off 7 Options Locked on 1 min 2 min 5 min 10 min 15 min 30 min 60 min reg Rate 4 Options 10x s 5x s Unite aol KPa mPa pt che ft ZA bar nr malin None or the average of 2 4 6 8 10 readings Lock Allows for front button lock out Alarms User selectable high and ow alarm limits open collector User selectable O to 5 Vdc O to 10 Vdc or 4 to 20 mA Backlight On off 10 sec 30 sec 1 min 5 min Wireless Transmitter Optional Channel number transmission rate alarms sensor offset chart recording C MOST POPULAR MODELS HIGHLIGHTED To Order Specify Model Number RANGE RESOLUTION GAUGE PRESSURE ABSOLUTE PRESSURE psi bar MODEL NO PRICE MODEL NO PRICE 10 00 inH20 DPG409 10WG IW SS DC 1000 69 00 mbar DPG409 001G 75
72. teel Wetted Parts MIN MAX AVG Readings User Selectable 4 to 20 mA 0 to 5V or 0 to 10V Analog Output Standard Included Setup and Service Software Allows for Fast Maintenance and Calibration via USB Connection Wireless Transmitter Option Sends Readings to Remote Locations and Allows for PC Based Chart Recording and Data Logging Tested to Industrial CE Specifications Long Battery Life OMEGA s new DPG409 Series SES rates a rugged 316 Steel enclosure that is ned specifically for ro wn Sanitary and marine a The large backlit LCD features 25 mm 1 high digits t make reading at distances up to 10 7 m 35 easy Models are available wi NPT or sanitary fittings All models incorporate highly To Order Call TZ or Shop Online at omega com Vincent W Leli vre BEC OG OUTPUT AND OPTIONAL W 795 shown smaller than actual size stable silicon wafer technology which is micro machined to precision tolerances and then has strain gages molecularly embedded Standard features include internal vo the or on cone DC Pama supiy oporni rie rami aa Ml roan readings are also selectable Magnetic activated buttons help preven e ech A The wireless transmitter option al for remote monitoring lm recording and data logging A variety of user configurable oe der settings Lien update rate ing units b and pour ds SPECIFICATIONS Accuracy 0 08 BSL includes linearity hysteresis and repe
73. tion du bar me conomique pour les cycles d automatismes complexes Tr s encombrant Solution non id ale pour cr er des Technologie vieillissante Le bar me est essentiel lors de l tape de la prise de d cision pour accorder le pointage chaque solution et pour permettre au concepteur de se fixer des priorit s de conception Le bar me est con u en fonction des crit res de qualit s recherch es que l on associe une chelle de satisfaction avec une pond ration de 1 4 Tableau 4 Bar me Crit res Objectif 1 2 3 4 Simplicit La programmation Tr s difficile Difficile Facile Tr s facile et ou l installation de la solution doivent tre faciles Compatibilit L unit doit tre Pas compatible Peu compatible Compatible Tr s compatible compatible avec les quipements du banc d essai Espace L espace requis Volume imposant Volume lev Volume moyen Volume pour installer n gligeable l unit est limit Fiabilit L unit doit tre Tr s faible Moyennement Moyennement lev Durabilit fiable et durable faible lev Co t Les contraintes Tr s dispendieux Dispendieux Abordable Tr s abordable budg taires doivent tre respect es Efficacit La consommation Consommation Consommation Consommation Consommation nerg tique lectrique doit lev e normale faible tr s faible diminuer S curit Les risques Tr s risqu Risqu Peu risqu Au
74. u s par Amobt ic eesesseeeeeeeeeeceeeeaeeeeceaecaeeaeeeeeeaesaeeeeseaesnaeeaeeaeeeeed 12 Figure 2 Cellules pneumatiques gonflables dans le si ge Tech 3001 oe eee eeeeceneeeereeeeeeaeeneeeeeeeeaes 13 Figure 3 Banc d essai l uvre sur un si ge de la compagnie Amobi chez PMG Technologies BON a a a te a a 14 Figure 4 Point d application de la force ss 17 Figure 5 Point d application de la force sise 18 Figure 6 Points d application des charges 19 Figure 7 Diagramme des principales composantes d un syst me hydraulique eee eeeeeeseesereeeeeeneeeee 20 Figure 8 API de marque Allen Bradley ss 25 Figure 9 Microcontr leur de marque Arduino ss 26 Figure 10 Relais MmGcam den aaeanoa eme derniere tte a este padrao reniei antes 27 Figure 11 Repr sentation sch matique du moteur lectrique AC 30 Figure 12 Repr sentation sch matique du r servoir ce ecceeeseseeceeeceeeeeeceaecaeeeeeeaeeaeeaeeeeeeaesaeeaeeeeteeen 31 Figure 13 Photo de l ensemble pompe moteur r servoir 32 Figure 14 Photo du bloc manifold seen 33 Figure 15 Photo des 2 v rins non install es eeecesceeececseeeeceeeeeeeeeeeeeeeeeeeecaaeceaeseaeseaeseeeeeeeeeaeeeaaeesaees 34 Figure 16 Repr sentation sch matique d un v rin ss 35 Figure 17 Photos des manom tres raccord s aux v rins et au bloc manifold s src 36 Figure 18 Les trois positions des
75. u banc d essai CMVSS 2 CADRE THEORIQUE ET ELABORATION DES HYPOTHESES 2 1 Cadre th orique Tout syst me fluide sous pression comme celui du banc d essai est toujours compos de trois types de composantes soit Les composantes actives qui convertissent et modulent nergie Les composantes de liaison qui acheminent l nergie d une composante active une autre du moteur la charge Les composantes passives qui exercent des fonctions secondaires mais qui sont essentielles pour assurer le bon fonctionnement du syst me R CEPTEURS MOUVEMENT LINEAIRE v rins O p P MODULATEURS valves de direction valves de pression valves de d bit GENERATEURS SOURCE DEE pompe CHARGE Figure 7 Diagramme des principales composantes d un syst me hydraulique 2 1 1 Composantes actives 2 1 1 1 G n rateurs Sur le banc d essai c est la pompe g n rateur pour les liquides qui produit l nergie fluide volume de fluide sous pression La puissance fluide est le taux de variation de cette nergie fluide et est obtenue en multipliant le d bit Q et la pression p du fluide Vincent W Leli vre Hiver 2011 20 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS La pompe se caract rise par sa cylindr e D qui d pend du volume de fluide refoul par unit de d placement angulaire de l arbre tour ou radian Les va
76. uide hydraulique C est une mesure de la r sistance du fluide l coulement r sistance qu on exprime l aide de la viscosit dynamique ou de la viscosit cin matique La viscosit id ale d un fluide est un compromis entre plusieurs facteurs Ainsi si on choisit un fluide dont la viscosit est trop faible La lubrification des pi ces en mouvement est insuffisante on assiste donc un accroissement de l usure des pi ces et m me celui des risques de grippage imputable la rupture du film d huile pr sent entre les pi ces il s agit l d un processus d g n ratif par lequel une faible viscosit provoque une augmentation de la temp rature du fluide laquelle entra ne une baisse de sa viscosit etc ce ph nom ne affecte particuli rement les pompes les distributeurs et les moteurs modernes dont les pi ces sont ajust es avec un jeu extr mement fiable quelques microm tres L tanch it entre les pi ces en mouvement est faible ce qui entra ne une diminution du rendement et un chauffement des composantes d l augmentation du d bit de fuites volum triques art 4 1 1 Souvent m me une trop fiable tanch it peut emp cher que la pression de travail maximale soit atteinte Par contre si on recourt un fluide dont la viscosit est trop lev e Les pertes de charge augmentent cause de la plus grande r sistance du fluide l coulement il faut donc da
77. ulique tant con ue ils pourront se concentrer uniquement sur la programmation de l automate et sur le d veloppement de l interface num rique Pour conclure j ai pu en apprendre beaucoup sur le domaine de l hydraulique qui tait un domaine qui m tait totalement inconnu au d but du projet Je pourrais profiter de cette exp rience acquise dans ma future carri re lorsque j aurai automatiser d autres syst mes hydrauliques compos s de v rins lin aires 5 Un projet de cette envergure se fait normalement en quipe de deux Vincent W Leli vre Hiver 2011 57 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS RECOMMANDATIONS 1 Faire des tests pour d terminer si la pompe actuelle peut fournir suffisamment de puissance hydraulique pour op rer les deux v rins simultan ment comme exig s dans les normes CMVSS 207 210 2 Poursuivre le projet actuel en soumettant un nouveau mandat l UQAT pour compl ter la partie de l automatisation du banc d essai partir du circuit hydraulique qui a t con u 3 Ouvrir un dossier recueillant toutes les factures des pi ces qui seront achet es et install es sur le banc d essai et y conserver les croquis plans illustrant ces modifications Vincent W Leli vre Hiver 2011 58 s AMOI vo Unit de contr le du banc d essai CMVSS BIBLIOGRAPHIE 1 NL RUCKER PRODUCT LTD Hydraulic pneumatic equipment Canadian Edition Rich
78. ur r aliser la solution ne d passe pas la contrainte mon taire de 8000 qui a t fix e par le client au d but du projet Vincent W Leli vre Hiver 2011 54 Ld AMO BI ve Unit de contr le du bane d essai CMVSS ooo o 5 SANT ET S CURIT L automatisation du banc d essai permettra de r duire consid rablement les risques de mauvaises manipulations du banc d essai qui peuvent tre l origine d accidents de travail En effet le comportement des v rins ne sera plus hasardeux comme pr sentement puisque tous les tests seront uniformis s N anmoins l automatisation demeurera partielle car certaines t ches resteront confi es l op rateur du banc d essai Par exemple c est l op rateur qui devra s assurer avant et pendant la mise en marche du banc d essai qu il n y ait aucun individu proximit des v rins De plus celui ci devra conna tre les consignes de s curit et la proc dure d arr t d urgence au cas o il y aurait un malfonctionnement du banc d essai L interface homme machine devra tre con ue de sorte que l op rateur soit guid pour faire face cette situation impr vue ARR T D URGENCE Figure 36 Proc dure d arr t d urgence Vincent W Leli vre Hiver 2011 55 5 A M O Bl PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS 6 DEVELOPPEMENT DURABLE L automatisation du banc d essai permettra de r duire de beaucoup
79. ut l intensit de la courant en sortie sera 1200 mA Si on r gle le param tre la valeur de 500 la courant en sortieser 600 mA Si on a charg la carte pour une valve mono sol noide on affiche seulement les param tres du canal 1 Vers ion EDM M2 param tres modificables 89 250 208 FD PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS EDM M SERIE 20 6 INSTALLATION La carte est adapt e au montage sur guides type DIN EN 50022 Le c blage est centralis sur un bornier install sur la face avant de l unit lectronique En fonction de leur longueur nous conseillons d utiliser des c bles de secton de 0 75 mm pour une longueur maxi de 20 m et 1 00 mm pour longueurs de 20 40 m pour l alimentation et le raccordement au sol no de Pour les autres fonctions des c bles blind s reli s la terre cot carte sont recommand s NOTE 1 Pour r pondre aux exigences de compatibiit CEM le raccordement lectrique de l unit de commande doit tre strictement conforme au sch ma de branchement indiqu aux points 8 9 10 et 11 de cette fiche En r gle g n rale la valve et les c bles doivent tre loign s le plus possible de sources de parasites telles que c bles de puissance moteurs lectiques inverseurs et i rupteurs Dans des ambiances particuli rement critques du point de vue des parasites lecromagn tiques d peut tre n cessaire de poc der un blindage total des c bles d
80. vantage d nergie pour que le fluide se d place dans l ensemble du circuit hydraulique il en r sulte une diminution du rendement et une augmentation des temp ratures de fonctionnement il s agit cette fois d un processus autocorrectif par lequel une augmentation de temp rature provoque une diminution de la viscosit du fluide La s paration de l air et du fluide tant plus difficile il y a accroissement des risques de cavitation pendant le fonctionnement du syst me On peut exprimer la variation de la viscosit en fonction de la temp rature l aide de la formule empirique de Walther soit log log v 0 7 mlog 273 g O v est exprim e en centistokes cSt et o m et g sont des constantes caract ristiques du fluide constantes d termin es par la r solution simultan e des deux quations Vincent W Leli vre Hiver 2011 61 5 A M O BI PEI Unit de contr le du banc d essai CMVSS form es en prenant en consid ration la viscosit cin matique du fluide deux temp ratures de r f rence habituellement 40 et 100 C En utilisant un abaque de l ASTM norme ASTM D 341 ann E on peut pour un fluide donn repr senter graphiquement l quation 11 1 par une ligne droite fig 11 1 Soulignons toutefois que au dessous de 0 C la lin arit de la relation est plus incertaine pour la plupart des fluides hydrauliques modernes charg s d additifs de toutes sortes Visco

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