Auteur : jacques
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Intercooler et radiateur
Intercooler
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A l’origine, les 2 sorties de l’intercooler sont sur la même face. Une des extrémités a été démontée et retournée pour avoir une sortie par le dessus et une sortie par dessous.
Le montage ci dessous ne constitue qu’un essai et n’est pas validé.
L’intercooler est placé à l’horizontal coté gauche. le conduit d’admission et dirigé ver les bas au plus court pour laisser de la place aux futurs conduites d’air de refroidissement du radiateur d’eau. 2 coudes silicone à 90° et un coude à 135° sont utilisés.
Autre solution : Mettre une conduite directe entre l’admission et la sortie inter-cooler. L’encombrement est plus important car il faut passer devant la pompe .
Radiateur
Les transformations sont réalisées en suivant les préconisations de la liasse de Serge Pennec (Adaptations perso, support de turbo, commande de westgate et tuyau huile).
Collecteur / Turbo
Le collecteur en acier a été acheté au CSA. La pièce est de bonne qualité et s’adapte bien sur le bloc. Il faut toutefois ajuster la connexion avec le turbo en faisant des trous oblongs.
La position de la sortie du collecteur n’étant pas la même que sur celui du DV6, le turbo d’origine a été démonté et modifié. La partie compresseur d’air est modifiée pour avoir la sortie sur le coté. L’ensemble est allégé à la meuleuse et à la fraiseuse sur un plateau tournant.
Le tuyau d’alimentation en huile d’origine n’étant plus adapté, j’ai fabriqué 2 banjos en acier avec les mêmes dimensions que les banjos d’origine. J’ai formé une tuyau acier (forme en S pour permettre les dilatations) et assemblé le tout par soudo-brasage. Les vis de banjos d’origine sont réutilisées.
Note : Javais essayé de braser les raccords inox d’origine mais je n’ai pas réussi à obtenir un résultat satisfaisant.
La sortie d’échappement pour les tests sur banc à été fabriquée à partir d’un coude de 2 pouces en acier doux sur lequel j’ai fait une collerette avec un marteau sur une enclume. Cela s’adapte pas trop mal sur le turbo avec une collier en V. Le coude ayant un grand rayon, il ne conviendra pas pour l’implantation finale car le tuyau est trop proche du silentbloc (à raccourcir ou trouver un coude de petit rayon).
Un renfort, fabriqué à l’aide d’un tube en acier sur lequel est soudée une plaque en U, soutient le turbo. Le tube est aplati et fixé par une vis coté filtre à huile. L’autre extrémité comporte une platine soudée en équerre et fixée au bloc par 2 vis. Pour cette fixation, une vis la été adaptée sur bouchon du conduit d’huile. (Perçage du bouchon, puis introduction d’une vis avec tète coté intérieur et brasage pour l’étanchéité). La plaque en U est percée de 2 trous pour assemblage avec les vis de maintien arrière collecteur/turbo.
Commande de wastegate
Une platine triangulaire fixée par 2 vis sur la partie compresseur d’air du turbo maintien l’actionneur du wastegate. Cette platine est également fixée sur le bloc moteur, assurant un maintient supplémentaire du turbo. Une des vis coté turbo est percée et terminée par une tétine pour la prise de pression.
La commande de westgate étant inversée, j’ai récupéré le ressort et la membrane et réusiné un corps en aluminium. (Corps en 2 parties assemblées par 6 vis pinçant la membrane et ressort positionné coté tige de commande ). La commande de westgate est fixée sur la platine par une vis centrale (percée et avec une tétine). Une vis complémentaire évite à l’ensemble de tourner dans la platine. Une durite de diamètre 4 mm relie le turbo a l’actionneur.
A gauche platine et fixation sur le bloc, à droite vue de dessous faisant apparaître le retour d’huile, la platine, l’actionneur wastegate avec sa durite et sa tige de commande.
Les transformations sont réalisées en suivant les préconisations de la liasse de Serge Pennec. Le piège à huile a été présenté par Serge dans le forum Gazaile. Cette pièce est disponible au CSA. A l’époque de ma réalisation elle ne l’était pas, je l’ai donc fabriquée avec les outils dont je dispose.
Volant moteur
Afin d’avoir un moment d’inertie maximal avec une masse minimale, le volant moteur d’origine a été usiné pour ne conserver que la couronne périphérique. La partie centrale a été usinée dans une plaque d’aluminium de 15 mm.
Les 2 parties sont assemblées par 12 vis. Un aimant est fixé sur la couronne pour activer le capteur inductif du compte tour. L’ensemble a été équilibré avec un moyeu de test sur des réglets. (J’ai utilisé des petits aimants pour trouver la position de la masse d’équilibrage , puis j’ai usiné une pièce à visser sur la couronne)
Note : Pour la mise en place de la courroie de distribution, j’ai fabriqué une pièce de blocage volant visible sur la photo de droite
Le démarreur a été démonté et allégé par perçage des zones inactives de la carcasse et du bloc aluminium. (léger gain de poids)
Bloc et culasse
Le bloc moteur et la culasse ont été allégés à la scie à ruban, à la meuleuse 125 mm et avec une meuleuse pneumatique et fraises à rogner (type fraise lime à bois ).
La culasse et le bloc supérieur qui porte l’arbre à cames ont été démontés pour l’opération d’allègement.
Une plaque de 3 mm ferme la boite à eau.
La pompe à huile à également été allégée.
Cache culbuteur
Le cache culbuteur est usiné dans une plaque d’aluminium de 3 mm. La plaque est affinée à la fraiseuse dans les parties centrales. Un bouchon en aluminium diamètre 1 pouce est fixé par 4 vis collées. Le bouchon a été acheté sur ebay puis repris au tour pour allègement. L’ensemble est traité à l’alodine.
Les transformations sont réalisées en suivant les préconisations de la liasse de Serge Pennec . Les seuls points avec adaptations personnelles sont : Le support de pompe avec 3 points d’encrage, le verrouillage de la sortie pompe à eau et l’outil pour cintrer.
Pompe à injection
La pompe mécanique a été allégée à la fraiseuse.
Un support en tôle d’acier de 3 mm avec 3 points de fixation sur le bloc moteur et une équerre avec des trous oblongs consolide la fixation de la pompe tout en permettant le réglage de l’avance.
L’entretoise inférieure est prolongée par une pièce permettant de verrouiller le raccord d’entrée de la pompe à eau.
Les banjos d’alimentation et de retour carburant ont été allégés et les vis ont été usinées en aluminium. La vis du banjo d’alimentation est allongée et une entretoise en aluminium permet la connexion du tuyau par l’avant de la pompe.
Note : l’orifice calibré de retour de gazoil de la pompe est situé avant la vis de banjo donc pas de problème pour ré-usiner les vis.
Le circuit d’alimentation pour le banc de test comporte une poire d’amorçage et d’une filtre à gazoil . Les conduites du bidon servant de réservoir son fabriquées avec des tuyaux aluminium de 8 mm guidés dans un barreau aluminium avec des vis de réglage de la hauteur.
Injecteurs et conduites
Les injecteurs sont montés avec des joints cuivre de 3 mm . Des bagues en aluminium assurent le guidage dans les bagues plastique d’origine.
Les brides de fixation ont été adaptées
Note : Avec les brides et butées d’origine la mise en place des vis de banjos de retour des injecteurs est limite : dans mon cas cela passe tout juste. (Un léger raccourcissement des butées cylindriques améliorerait la facilité de montage).
Les conduites d’injecteurs ont été formées à froid à l’aide d’un outil fait maison. Une bride en aluminium maintien les tuyaux (barreau alu de 15 x 10 percé de 4 trous, refendu à la scie puis ré-assemblé par 2 vis) .
Note : l’outil ci-dessous qui a servi pour le cintrage est très pratique car il permet non seulement de cintrer mais aussi de maintenir les tuyaux sans les blesser pendant le formage. En changeant les galets il se transforme en cintreuse à fer plat ou en machine pour former les embouts de tuyaux pour le maintien des durites.
Poulies et courroie
La poulie de pompe est construite à l’aide d’ un moyeu , d’un flasque aluminium et d’ une poulie d’arbre à came .
La pompe disposant de trous oblongs pour le réglage de l’avance, l’assemblage coté poulie est fixe.
La poulie de vilebrequin est allégée. L’arbre de vilebrequin a été raccourci. La rondelle d’appui modifiée et la vis de fixation remplacée par un modèle plus court.
J’ai réalisé un petit EMS bon marché sur une base Arduino . (Coût du prototype environ 60 Euros avec les capteurs, les plaquettes de test et les composants).
Il est composé d’un module d’acquisition « Arduino Nano » à placer dans le compartiment moteur et d’un couple « Arduino Mega » / afficheur TFT de 3.5″, le tout dialoguant par une liaison série.
L’image ci dessous montre le prototype réalisé par câblage soudé sur des plaques de test. L’unité d’acquisition sera implantée sur un circuit imprimé après validation lors des essais moteur.
Liste des mesures et capteurs associés
- Tension Batterie : Mesure par pont diviseur de tension)
- Courant Batterie : Mesure non intrusive par capteur à effet Hall +/-30 A WCS1800
- EGT : Thermocouple K + module MAX6675 interface SPI
- Température Eau : Capteur TMP36GZ (-40/150°C 10mv/°C)
- Température Huile : TMP36GZ
- Température compartiment Moteur : TMP36GZ (soudé sur le circuit d’acquisition)
- Température Air admission : Capteur Peugeot d’origine : NTC (28 kOhms à 0°C / 876 Ohms à 100°C)
- Pression Air admission : Capteur Peugeot d’origine : (25/369 kPa absolu 0.25/4.75 V)
- Pression Huile : Capteur 1/4 NPT, 0/100 PSI, 0.5/4.5 V
- Régime Moteur : Prise W tension alternateur
Ci dessous les capteurs utilisés. (De gauche à droite : pression huile, température eau ou huile, pression + température air admission)
Les sondes de température eau / huile (format transistor , photo en haut au centre) sont soudées à des câbles de liaison isolés par de la gaine thermorétractable. Les sondes sont placées dans des doigts de gant en aluminium ( Photo en bas au centre)
Le capteur de pression d’huile est placé dans la partie basse du moteur sur une platine en aluminium. Il est relié au circuit d’huile par l’intermédiaire d’un tube de petit diamètre pour limiter les échanges thermique et diminuer la température de fonctionnement. (Photo de droite)
Schéma de l’unité d’acquisition
Bien que l’ « Arduino Nano » possède un régulateur 5V intégré la tension 12V est abaissée par un régulateur 7805 en boitier TO-220 pour permettre une meilleure tenue en température.
Chaque capteur externe nécessitant une alimentation 5V est relié par une résistance de limitation afin d’éviter une perte totale de l’unité d’acquisition en cas de court circuit d’un capteur.
Les mesures analogiques (A0 à A7) sont filtrées par un circuit RC.
La varistance de mesure de la température d’admission est alimentée par un pont diviseur de tension (R10, R11) présentant une résistance équivalente de 2.7 kOhms. Cela donne une tension au borne du capteur à peu près linéaire (linéarité +/-4 ° entre 0 et 110 °C)
La tension alternateur pour la mesure de vitesse moteur est redressée en mono-alternance et limitée à 5V par le circuit (D7, D8, R20, R21). Le signal est câblé sur l’entrée interruption INT0
La sortie Tx0 de l’unité d’acquisition est reliée à l’entrée Rx2 de l’unité d’affichage.
Ci dessous le prototype avec du haut en bas:
- le module courant dans lequel faut passer le câble batterie
- le module mesure thermocouple
- Le module Arduino Nano avec alimentation et circuit phase W
- Une plaquette avec les filtres RC et les connecteurs des mesures
le module Thermocouple relié en SPI .
Unité d’affichage
Le module est composé d’un « Arduino mega » sur lequel est enfiché un afficheur TFT 3.5″ (non tactile). Une plaquette à trou, intégrant un bouton poussoir et une résistance reliés à l’entrée D51, est enfichée dans le connecteur inférieur. Ce bouton poussoir est utilisé pour changer de vue.
Un connecteur placé sur le coté permet de relier l’entrée ligne série Rx2 avec le module d’acquisition.
Ci dessous une photo du module TFT vue de dessous et de l’arduino Mega.
Fonctionnement
Acquisition des données
L’unité d’acquisition envoie toutes les 500ms un message avec les valeurs codées en ASCII sous forme d’entiers de 5 digits et séparés par un espace. La première donnée du message est un compteur incrémenté à chaque cycle. Les valeurs nécessitant des décimales sont transmises par multiple de 10 (Exemple : 1/10 Ampère pour la mesure de courant). La longueur totale du message est de 66 octets (Compteur + 10 mesures). Ce format permet de lire en clair les données transmises à l’aide du moniteur série de la console de développement « Arduino ».
Chaque mesure est définie dans l’unité d’acquisition par:
- Des coefficients de mise à l’échelle a, b (Mesure=a.NbPoints+b)
- Un coefficient de filtrage (Filt )
- Une bande morte (DeadB)
Un système anti-bagotement évite des rafraîchissements intempestifs des afficheurs. ( Filtre du premier ordre puis envoi d’une nouvelle valeur si la variation par rapport à la dernière valeur envoyée est supérieure à la bande morte ou si le dernier envoi date de plus de 5 secondes)
La mesure vitesse est effectuée par 2 interruptions. Une pour le comptage des impulsions de la broche Int0 et une pour générer un timer à 500mS. Chaque 500 ms , le système mémorise le nb d’impulsions et remet à zéro le compteur. On obtient une précision de 28 rpm. La valeur est arrondie à 10 rpm avant envoi.
Restitution des données
Coté module de visualisation, les mesures possèdent les paramètres suivants:
- Nom, Unité
- Nombre de digits et nombre de décimal pour l’affichage
- Couleur d’affichage à l’état normal (Hors alarme)
- Valeur d’échelle Min/Max et nombre de tics pour les jauges
- Valeur de seuils d’alarmes (Très Bas, Bas, Haut, Très Haut)
- Hystérésis pour les alarmes
- Echelle et couleur de visualisation historique
Sur réception de message, le programme calcul l’état des alarmes en fonction des seuils et de l’hystérésis et enregistre chaque donnée pour une visualisation historique. (180 échantillons avec une période 10 secondes soit 1/2 heure)
Seuls les messages de 66 octets sont traités. Le compteur de vie en tête de message est vérifié à chaque cycle de réception et est affiché dans la partie supérieur droite de l’écran.
- Gris pas de perte de message
- Jaune perte d’un message
- Rouge perte de plus de 10 messages
2 types d’afficheurs sont disponibles : Afficheur Numérique simple ou afficheur type Jauge (4 tailles disponibles : Très Grand, Grand, Moyen, Petit). Les jauges ont des secteurs de couleur Rouge /Jaune /Vert /Jaune /Rouge en fonction des seuils d’alarmes. La couleur de la valeur apparaît en Jaune ou Rouge en cas d’alarme.
Il est possible de définir plusieurs vues sur la base des 10 mesures disponibles. Un appui sur le bouton poussoir permet de passer à la vue suivante. Ci dessous une vue avec toutes les mesures affichées sous forme de jauge . (Tailles Moyen et petit)
Vue Historique
L’historique des mesures est disponible sous forme de courbes. Une liste d’échelles de visualisation ( numérotées 1 à 6) est prédéfinie dans le code. Chaque mesure est associée à une de ces échelles par codage. Une mesure non associée à une échelle n’est pas visualisée.
Ci dessous la vue historique avec toutes les mesures affichées.Note : La couleur des descriptifs de mesure permet d’associer la mesure aux courbes (Exemple OilP et OilT sont visualisées par des courbes jaunes)
La couleur des valeurs de mesure (Rouge ou jaune ou vert) dépend des seuils d’alarmes
Les échelles on une couleur spécifique par unité et plage de visualisation
Programmation et mise en oeuvre
Unité d’acquisition (ArduinoNano)
Le code est disponible dans le lien ci-dessous
https://github.com/jacquesjeannier/EMS/blob/master/EMS.ino
Il faut au préalable installer la librairie SPI (Cf lien ci dessous)
https://github.com/PaulStoffregen/SPI
Unité de restitution (ArduinoMega)
Le code est disponible dans le lien ci dessous.
https://github.com/jacquesjeannier/EMSDISPLAY/blob/master/EMSDISPLAY.ino
Il faut au préalable installer les librairies MCUFRIEND_kbv (Tftglue) et Adafruit_GFX (Cf lien ci-dessous)
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Ce blog est créé pour partager des informations sur la construction d’un ULM Gazaile d’après les plans de Serge Pennec .