Dans le développement des moteurs et des véhicules, le débit d’air et l’humidité de l’air doivent être fournis dans des conditions définies. Étant donné que l’air d’admission dépend de manière déterminante de la taille du moteur, de l’état de charge et des conditions ambiantes, une régulation de l’humidité précise et stable est nécessaire. STASTO a mis en œuvre à cet effet une solution de vanne à réglage fin permettant un dosage exact de l’humidité de l’air lors du processus d’essai.
En un coup d’œil
- Secteur: Développement de moteurs et de véhicules
- Application: Climatisation et dosage de l’humidité de l’air d’admission
- Fluide / processus: Air / humidification définie en fonctionnement sur banc d’essai
- Défi: Réglage précis et reproductibilité de l’humidité de l’air dans des conditions d’exploitation variables
- Solution STASTO: Combinaison d’une vanne à tiroir coulissant et d’une microvanne en fonctionnement Split-Range
- Résultat: Très grande précision de régulation et conduite de processus stable
Le défi
Dans les bancs d’essai pour moteurs et composants de véhicules, l’air aspiré doit être défini avec précision en termes de débit et d’humidité. L’humidité de l’air influence les processus de combustion, le comportement en matière d’émissions et les paramètres de performance.
L’air d’admission dépend de plusieurs facteurs : le dimensionnement du moteur, l’état de charge ainsi que les conditions ambiantes extérieures. Ces paramètres évoluent de manière dynamique et doivent néanmoins pouvoir être réglés de façon reproductible.
Les solutions standard avec des vannes dimensionnées de manière approximative ou des concepts de régulation simples atteignent ici leurs limites. En particulier lorsque les ajouts d’humidité sont faibles, un dosage très fin est nécessaire, tandis qu’à des niveaux de charge plus élevés, il faut pouvoir maîtriser en toute sécurité des débits volumiques plus importants. Il fallait donc une solution qui fonctionne avec précision aussi bien dans la plage de régulation basse que haute et qui permette une intégration stable dans la technique de banc d’essai.
La solution STASTO
Pour réaliser le dosage d’humidité requis, une combinaison de vannes composée d’une vanne à tiroir coulissant et d’une microvanne a été utilisée. Les deux vannes ont été exploitées en mode Split-Range, ce qui a permis de couvrir de manière ciblée différentes plages de régulation.
La microvanne assure un dosage de haute précision dans la plage de faible débit. Pour des débits volumiques plus élevés, la vanne à tiroir est activée. Grâce à cette stratégie de régulation graduée, une résolution très fine a pu être obtenue sur l’ensemble de la plage de fonctionnement.
La sélection des vannes a été effectuée en tenant compte de la caractéristique de régulation requise, des exigences dynamiques ainsi que de l’intégration dans le concept d’automatisation existant. La commande a été conçue de manière à garantir un transfert reproductible entre les plages de régulation.
En étroite concertation avec le constructeur de machines ou de bancs d’essai, la solution a été intégrée tant sur le plan mécanique que sur le plan de la commande. Une attention particulière a été portée à l’intégration sûre dans l’environnement de processus existant ainsi qu’à la bonne accessibilité des composants pour la maintenance.
Le résultat
Grâce à la combinaison d’une vanne à tiroir coulissant et d’une microvanne, une très grande précision de régulation a pu être atteinte. Selon la description du projet, une capacité de régulation dans une plage de 1:1000 était réalisable.
La solution permet d’obtenir des conditions d’essai stables et reproductibles en fonctionnement continu. Les variations des conditions ambiantes peuvent être compensées de manière ciblée.
De plus, la coordination technique précoce durant la phase de planification a permis une mise en œuvre rapide. Le processus d’intégration structuré a réduit la charge de travail du projet et les délais de coordination.
Valeur ajoutée pour les constructeurs de machines
- Régulation précise de l’humidité sur une large plage de fonctionnement
- Conditions d’essai reproductibles pour les processus de développement et de test
- Séparation claire entre le dosage fin et le dosage grossier
- Bonne intégration dans les systèmes d’automatisation existants
- Technologie de vannes facile à entretenir
Cette solution est particulièrement adaptée pour
- Bancs d’essai pour moteurs
- Bancs d’essai pour véhicules
- Installations d’essais climatiques et environnementaux
- Installations de développement et d’essai
- Applications avec une haute résolution de régulation
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