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DEPARTEMENTS : GENIE MECANIQUE ET PRODUCTIQUE GENIE ELECTRIQUE FILIERE : GENIE

DEPARTEMENTS : GENIE MECANIQUE ET PRODUCTIQUE GENIE ELECTRIQUE FILIERE : GENIE INDUSTRIEL Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur en Génie Industriel N° d’ordre :……/13 CONCEPTION ET REALISATION DE BANC D’ESSAI ASSISTE PAR ORDINATEUR POUR POMPE D’INJECTION DIESEL Présenté par : Monsieur RAKOTONOELISON Andonirina Michaël Encadré par : Monsieur RASOLOFOARINDRIAKA Allain, Enseignaient chercheur à ESPA Promotion 2013 Date de soutenance : 22 Décembre 2014 UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE DEPARTEMENTS : GENIE MECANIQUE ET PRODUCTIQUE GENIE ELECTRIQUE FILIERE : GENIE INDUSTRIEL Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur en Génie Industriel N° d’ordre :……/13 CONCEPTION ET REALISATION DE BANC D’ESSAI ASSISTE PAR ORDINATEUR POUR POMPE D’INJECTION DIESEL Présenté par : Monsieur RAKOTONOELISON Andonirina Michaël Encadré par : Monsieur RASOLOFOARINDRIAKA Allain, Enseignaient chercheur à ESPA Président de jury : Monsieur ANDRIAMANALINA William, Enseignaient chercheur à ESPA Examinateurs : Monsieur RAKOTONINDRIANA Tahiry, Enseignaient chercheur à ESPA Monsieur RAKOTONDRAINIBE Faniry Emile, Enseignaient chercheur à ESPA Promotion 2013 UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE REMERCIEMENT Avant toute chose, je tiens à exprimer toute ma gratitude à Dieu Tout Puissant pour sa bénédiction durant toutes ces années d’études. Je voudrais aussi exprimer mes remerciements aux personnes suivantes sans qui l’accomplissement de ce présent mémoire n’aurait été possible :  Monsieur RANDRIANARY Philippe, Directeur de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo  Monsieur RAKOTOMANANA Charles Rodin et Monsieur RAKOTONIAINA Solofo Hery, respectivement Chef de département Génie Mécanique et Productique et Chef de département Génie Electrique qui ont veillé au bon fonctionnement des études au sein de la filière Génie Industriel  Monsieur ANDRIAMANALINA William, Enseignant à l’ESPA qui a eu la Bienveillance de présider le jury de la soutenance de ce mémoire  Monsieur RASOLOFOARINDRIAKA Allain, enseignant à l’ESPA et encadreur de ce présent mémoire pour son dévouement et ses conseils lors de la réalisation de ce travail.  Monsieur RAKOTONINDRIANA Tahiry, enseignant à l’ESPA Monsieur RAKOTONDRAINIBE Faniry Emile, enseignant à l’ESPA Qui ont bien voulu examiner ce travail malgré leurs multiples occupations  Tous les enseignants et tout le personnel administratif de l’ESPA  Mes chers parents qui n’ont cessé de me soutenir aussi bien moralement que financièrement  Ma famille, mes Amis et tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à l’accomplissement de ce mémoire. A tous, Merci et que Dieu vous bénisse Conception et réalisation de banc d’essai assisté par ordinateur pour pompe d’injection diesel 2013 Génie Industriel Page i TABLE DES MATIERES INTRODUCTION................................................................................................................................ 1 PARTIE I : POINTS SUR LES FONCTIONNEMENTS DU MOTEUR DIESEL ............ 2 Chapitre I : Panoramas général ....................................................................................................................... 2 I-1-Généralités sur moteur diesel ....................................................................................................................... 2 I-1-1 Historique................................................................................................................................................... 2 I-1-2- Les différents types de moteur diesel ...................................................................................................... 3 a)- L’injection directe classique ....................................................................................................................... 4 b)- Moteur à injection indirecte....................................................................................................................... 4 c)- Les moteurs à injection haute pression à rampe commune ..................................................................... 5 I-1-3 principe de fonctionnement ....................................................................................................................... 6 I-1-4 Les organes constitutifs ............................................................................................................................. 8 a)- Organe fixe .................................................................................................................................................... 8 b)- Organe mobile ............................................................................................................................................ 10 c)- Organe de distribution ................................................................................................................................ 12 I-2- principe de fonctionnement de pompe d’injection ................................................................................... 17 I-2-1- Définition: .............................................................................................................................................. 17 I-2-2- Principaux type de pompe d’injection et ces éléments constitutifs ........................................................ 18 a)- Pompes en ligne (ou en V) .......................................................................................................................... 18 b)- Pompe rotative ............................................................................................................................................ 20 c)- Pompe à haute pression pour une rampe commune .............................................................................. 22 I-2-3- Système de contrôle de pompe d’injection............................................................................................. 23 Chapitre II : Architecture générale du banc d’essais de pompe d’injection .................................................... 24 II-1- Définition et rôle d’un banc d’essai ......................................................................................................... 24 II-2-1- Définition .............................................................................................................................................. 24 II-2-2- Rôle ....................................................................................................................................................... 25 II-2- Principe de fonctionnement ..................................................................................................................... 26 II-3- Les différents éléments d’un banc d’essai d’une pompe d’injection ........................................................ 26 PARTIE II : CONCEPTION DE BANC D’ESSAI POUR POMPE D’INJECTION DIESEL .............................................................................................................................................. 27 Chapitre I : conception de la partie mécanique du banc................................................................................. 27 I-1- But de la conception: ................................................................................................................................. 27 Conception et réalisation de banc d’essai assisté par ordinateur pour pompe d’injection diesel 2013 Génie Industriel Page ii I-2- Caractéristiques techniques: ..................................................................................................................... 27 a) Système d’entrainement : ....................................................................................................................... 27 c) Commande et régulation du régime : ..................................................................................................... 28 d) Accouplement entre pompe d’injection et l’arbre de transmission : ...................................................... 28 e) Coque du banc : ...................................................................................................................................... 28 f) Autres accessoires : ................................................................................................................................. 29 I-3- Dimensionnement de banc :....................................................................................................................... 29 I-3-1 Choix de la puissance du moteur d’entrainement .............................................................................. 29 I-3-2 Calcul de système de multiplicateur de vitesse ................................................................................... 30 I-3-3 Choix et dimensionnement poulie ........................................................................................................ 31 I-3-4-Choix et dimensionnement de la courroie ........................................................................................... 31 I-3-5 Choix de l’arbre de transmission ......................................................................................................... 32 I-3-6 Choix de roulement ............................................................................................................................... 34  Détermination de la charge radial Fr ...................................................................................................... 34  Détermination de la charge équivalente : .............................................................................................. 35  Détermination de la charge dynamique de base C : ............................................................................... 35 I-3-7 Dimensionnement de la clavette : ......................................................................................................... 36  Détermination de la section de la clavette ............................................................................................. 36  largeur de la clavette : ............................................................................................................................ 37  hauteur de la clavette : ........................................................................................................................... 37 I-3-8 Choix du palier pour le logement du roulement: ................................................................................... 37 I-3-9 Dimensionnement de la vis de fixation de palier : .............................................................................. 38  Calcule du diamètre nominal de la vis : .................................................................................................. 38 I-3-10 -Dimension de l’accouplement arbre-pompe :..................................................................................... 38 Caractéristiques côté récepteur : .................................................................................................................... 39 Choix de l’accouplement : ................................................................................................................................ 39 I-3-11-Calcule de rigidité de la soudure ........................................................................................................... 40 Chapitre II : Conception de la partie électrique et commande ........................................................................ 42 II-1-Dimensionnement du câblage électrique ................................................................................................... 42 II-1-1- Calcule puissance électrique utile ........................................................................................................ 42 II-1-2- Calcul du diamètre de câblage électrique ............................................................................................ 42 II-2- Appareillages électriques de commande : ............................................................................................... 43 II-2-1- Interrupteur manuel de démarrage ........................................................................................................ 43 II-2-2- Variateur de vitesse ............................................................................................................................... 44 II-2-3- Minuterie ............................................................................................................................................... 45 II-2-4- Disjoncteur principal ............................................................................................................................ 46 II-2-5- Coupe circuit à fusible .......................................................................................................................... 46 Conception et réalisation de banc d’essai assisté par ordinateur pour pompe d’injection diesel 2013 Génie Industriel Page iii PARTIE III : CONCEPTION DE LA CARTE D’ACQUISITION ET EXPERIMENTATION .. 47 Chapitre I : Conception de la partie acquisition de donnée ............................................................................ 47 III-1-1- Conception de la carte d’acquisition ................................................................................................... 47 1) Les matériels de réalisation de la carte d’acquisition ............................................................................. 47 2) Descriptions des matériels d’acquisition ................................................................................................ 47 a- Définition PIC : ........................................................................................................................................ 47 b- Description PIC de 16F877A : .................................................................................................................. 47 c) Les caractéristiques des capteurs utilisés ................................................................................................ 50  Définition : .............................................................................................................................................. 50  Capteur volumétrique : ........................................................................................................................... 50  Capteur de vitesse de rotation : ............................................................................................................. 50 d) Port parallèle .......................................................................................................................................... 50 e) Diode zener ............................................................................................................................................. 52 c- Circuit imprimé de la carte d’acquisition : .............................................................................................. 54 III-1-2- Représentation de l’interface sur PC ................................................................................................... 55 a- Programmation du PIC : .......................................................................................................................... 55 b- Programmeur PIC : .................................................................................................................................. 55 c- Représentions de fonctionnement: ........................................................................................................ 56  Principe : ................................................................................................................................................. 56  Organigramme : ...................................................................................................................................... 57  Interface : ................................................................................................................................................ 58 Chapitre II : Exemple d’essai d’une pompe sur le banc ................................................................................ 59 III-2-1- Manuel d’utilisation du banc ............................................................................................................... 59 III-2-2- Essai pratique sur le banc .................................................................................................................... 60 a) Caractéristique de la pompe d’injection ................................................................................................. 60 b) Essai et réglage ....................................................................................................................................... 60 III-2-3- Discussion des donnés requis et amélioration ..................................................................................... 60 PARTIE IV : ETUDES D’IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX ET ECONOMIQUES ............ 62 Chapitre I : Impacte environnemental ........................................................................................................... 62 I-1- Contexte général : ...................................................................................................................................... 62 I-2- Charte de l’environnement : ...................................................................................................................... 62 I-3- Analyse des impacts : ................................................................................................................................ 63 I-3-1- Réduction des gaz à effet de serre .......................................................................................................... 63 I-3-2- Diminution de 30% d'émissions de monoxyde de carbone .................................................................... 64 I-3-3- Diminution de 6 à 10% des émissions totales de dioxyde de carbone (CO2) ........................................ 64 Conception et réalisation de banc d’essai assisté par ordinateur pour pompe d’injection diesel 2013 Génie Industriel Page iv I-3-4- Réduction des bruits au niveau du moteur moins de 40 dB : ................................................................. 64 Chapitre II : Impacts économique .................................................................................................................. 65 II-1- Coût de fabrication du banc ..................................................................................................................... 65 II-2- Coût d’usinage et d’assemblage du banc .................................................................................................. 67 II-3- Coût d’énergie consommée : .................................................................................................................... 68 II-4- Le coût total de fabrication : .................................................................................................................... 69 II-5- Réduction de consommation de carburant ............................................................................................... 70 CONCLUSION GENERALE : .............................................................................................................................. 71 Bibliographie: ( ) ............................................................................................................................................. 72 Webographie :[ ] ............................................................................................................................................ 73 ANNEXE 1 : DESSIN D’ENSEMBLE ET DESSIN DE DEFINITION ............................. 74 ANNEXE 2:GAMME D’USINAGE ............................................................................................ 75 Conception et réalisation de banc d’essai assisté par ordinateur pour pompe d’injection diesel 2013 Génie Industriel Page v LISTE DES FIGURES FIGURE 1 : INJECTION DIRECTE .................................................................................................... 4 FIGURE 2:LES CHAMBRES DE TURBULENCE FIGURE 3:PRECHAMBRE ........... 5 FIGURE 4:RAMPE COMMUNE ....................................................................................................... 5 FIGURE 5: ADMISSION ................................................................................................................. 6 FIGURE 6: COMPRESSION ............................................................................................................. 7 FIGURE 7: DETENTE .................................................................................................................... 7 FIGURE 8: ÉCHAPPEMENT ............................................................................................................ 8 FIGURE 9: BLOC MOTEUR ............................................................................................................ 8 FIGURE 10: CULASSE ................................................................................................................... 9 FIGURE 11: CYLINDRE ................................................................................................................. 9 FIGURE 12: PISTON .................................................................................................................... 10 FIGURE 13: BIELLE .................................................................................................................... 11 FIGURE 14: VILEBREQUIN ......................................................................................................... 12 FIGURE 15: SOUPAPE ................................................................................................................. 13 FIGURE 16: CULBUTEUR ............................................................................................................ 13 FIGURE 17:LE POUSSOIR ET LA TIGE CULBUTEUR ...................................................................... 14 FIGURE 18: L’ARBRE A CAMES .................................................................................................. 14 FIGURE 19: INJECTEUR A TROUS ................................................................................................ 16 FIGURE 20: INJECTEUR A TETON ................................................................................................ 17 FIGURE 21:POMPES EN LIGNE .................................................................................................... 19 Conception et réalisation uploads/Industriel/ rakotonoelisonandonirinam-espa-ing-14.pdf