Contrôler l'injection d'hydrogène dans un moteur à combustion interne!

[Babass80]

Bonjours tout le monde,

Alors voilà, je fais mon stage de fin d’étude dans une université écossaise, et mon projet consiste à améliorer le rendement d’un moteur Perkins V8-540 4-temps Diésel.
Une pompe envoie de l’hydrogène dans le cylindre par l’entrée d’air. Le seul problème est que nous perdons de l’hydrogène pendant la phase d’échappement. Nous ne pouvons pas mélanger l’hydrogène directement au diésel car pour cela nous serons obligés de changer les injecteurs. Nous devons donc installer un contrôleur Arduino qui contrôlera la soupape d’entrée d’air. Pour cela, nous devons connaitre exactement les positions des soupapes par rapport à l’angle du vilebrequin.
Voici les Caractéristique du moteur :

Cylinders 8
Bore 10.8 cm dia.
Stroke 12.07 cm
Capacity 8.84 l (total)
Compression Ratio 16.5:1
Firing Order 1, 8, 7, 5, 4, 3, 6, 2
Power 135 kW @ 2600 r.p.m.
Typical speed 1500 r.p.m.
Fuel Injector 8-Cyl CAV ‘Minimec’ Injector

Un cycle, donc une rotation du vilebrequin de 720°, dure 0.08 seconde, donc un temps dure 0.02 seconde. Et comme c’est un V8, chaque temps de cylindre est espacé de 15°.
Alors voici mes questions :
- Comment connaitre exactement la position du piston par rapport au vilebrequin ? et donc l’ouverture des soupapes pour connaitre chaque temps ?
- Comment choisir la vitesse de la soupape avec le voltage ( par rapport au contrôleur ) ?
- Et comment injecter l’hydrogène dans chaque cylindre ?
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[Babass80]

Je viens de faire des mesures de pression sur le cylindre numéro 7, si cela peut-être nécessaire pour déterminer l'emplacement exactement du piston au moment de l'injection !!

[chatelot16]

pourquoi perdez vous de l'hydrogene ? même ce qui est injecté quand la soupape d'admission est fermé sera aspiré tot ou tard

même si l'hydrogene remonte a contre courant dans une partie de la pipe d'admission ça sera aspiré par les autres cylindre

au debut des moteur a injection electronique a essence , les 4 injecteur etaient synchronisé sur l'ouverture des soupape ... en suite on a vu des moteur avec injection simultané sur les 4 injecteur , donc pas synchronisé du tout et ça marche pas plus mal

donc le plus simple c'est d'injecter l'hydrogene en un seul point sur la pipe d'admission

[jiherve]

Bonsoir,
sur un diesel quel est le résultat escompté?
Modifier le point d'auto-inflamation?
Dans un diesel ce qui peut manquer c'est le comburant pas le carburant.
JR

[A voir en vidéo sur Futura]

[Babass80]

nous perdons de l’hydrogéné car les soupapes d'air doivent être ouverte pendant le temps de l'échappement, notre tuteur veut donc régler ce problème en installant une régulation qui fermera une valve pendant ce temps d'échappement!
Justement, injecter de l’hydrogéné dans un diesel permet un meilleur combustion du diesel et donc a pour caractéristique d’être comburant, de plus en améliorant la combustion, il y'a moins de rejets de polluants ( plus particulièrement du CO2 et du NOx). De plus, ça diminue la consommation de diesel.
S'il y'a besoin, je peut transmettre le rapport de mon tuteur sur le moteur qui été de démontrer que l’hydrogéne amélioré le rendement d'un moteur diesel cependant celui-ci est entièrement en anglais.

[chatelot16]

soupape d'admission ouverte pendant l'echapement ? bizare ? quel est le but ? faire passer de l'air pour refroidir ?

un arduino controlera la soupape qui envoie l'hydrogene ? il faudra plutot 8 valve pour envoyer au bon moment au 8 cylindre ... ça ne peut pas etre une valves unique

l'arduino controlera la soupape ? resultat du contrôle il dira si la soupape est bonne ou mauvaise ? non il vaudrait mieux que ça commande la soupape ... même si a cause d'anglais mal traduit on melange contrôler et commander

[Babass80]

je n'en suis pas sûre, il nous a juste dit que l'on perdais de l’hydrogène pendant la phase d’échappement, de ce fait, il nous fallait déterminer le PMH avec le bon angle du vilebrequin pour savoir le bon moment d'ouverture et fermeture des soupapes pour y injecter l’hydrogène.
L'arduino contrôlera qu'une seule valve apparemment mais aura 8 programmes! je ne suis pas très calé en régulations ^^! cependant il commandera la soupape !

[chatelot16]

drole d'idée de mettre 8 microcontroleur pour les 8 valve !

un seul microcontroleur est largement capable de faire les huit impulsion de commande pour les 8 cylindre ... avec uniquement 2 cateur :

un capteur sur le vilbrequin avec un grand nombre de dent ( on peut parfois utiliser les dent faite pour le demarreur )

un capteur sur l'arbre a camme donnant une impulsion tous les 2 tours de vilbrequin

[Babass80]

oui en effet il n'y aura qu'un seul micro contrôleur, je m’emmêle les pinceaux ^^, le modèle de l'arduino est un leonardo! il commandera les huit programmes via un algorithme simple selon notre tuteur ^^! mais peut tu m'en dire plus sur les capteurs!?
sinon pour la position du piston et l'ouverture des soupapes est-il possible des les déterminer avec une mesure des pressions dans un cylindre!?
mais j'ai entendu parlé d'un capteur acoustique qui nous indiquerais la position des pistons selon l'angle du vilebrequin!? est-ce possible!?

[chatelot16]

pourquoi faire des mesure compliqué ? mettre une graduation sur le vilbrequin ... ouvrir un capot pour voir bouger les soupapes et tout noter en faisant tourner le moteur petit a petit

ou encore mieux trouver les plans du moteur ! ou les dossier ou tout cela doit deja etre defini

en reflechissant un peu il doit etre possible de se passer de microcontroleur : l'instant ou il faut ouvrir un valve corespond forcement a la levé d'une autre soupape du moteur ... donc 8 simple capteur inductif bien placé pour commander les 8 valves

[Babass80]

j'avoue que l'interprétation du relevé de mesure de pression est assez compliqué, mais la graduation sur le vilebrequin reste assez simple!

Cependant nous ne pouvons rien ouvrir donc voir bouger les soupapes est impossible.

Nous somme en train de chercher les plans mais ce moteur est assez vieux donc même auprès du constructeur il est très difficile de se le procurer!

Et pour les capteurs je n'y avais pas pensé, mais le capteur ne sera pas gêné si tout est fait de matériaux conducteur!? ou tu voudrais les placer où!?

[chatelot16]

il y a 2 solution avec la mecanique : ouvrir ou lire les plans

si vous ne pouvez faire ni l'un ni l'autre il n'y a plus que la boule de cristal

un relevé de pression su un cylindre donnera une mesure pendant la compression quand les soupape sont fermé , mais ne donnera pas le cycle d'ouverture des soupape

je ne crois pas trop a cette histoire de perte d'hydrogene par ouverture de soupape d'admission pendant l'echappement ... je pense plutot a un fonctionnement du moteur a faible charge , ou la quantité de gazole injecté est faible et que la combustion du gazole n'est même pas suffisante pour allumer l'hydrogene qui est dans les coin du cylindre en melange trop pauvre avec l'air

si c'est ça il ne faut envoyer l'hydrogene que au dessus d'une certaine puissance

[Babass80]

Rah il nous les faut absolument ces plans dans ce cas!

Mais si nous savons exactement quand la compression se fait sur un cycle, nous avons fait les mesures sur 3 cycles, ne pouvons nous pas déterminer déterminer la fin du cycle d'explosion, ce qui nous donnera le début de l'échappement avec son ouverture de soupape et le cycle qui suit, donc l'admission avec le temps d'ouverture de la soupape d'air!?

Mais l'ouverture d'une soupape, que ce soit l’échappement ou l'admission, ne dur pas vraiment un temps entier !?

Nous faisons nos tests quand le moteur fonctionne pour une charge de 30KW.

Nous n'envoyons que 5% d’hydrogène dans le cylindre, ce qui est relativement faible mais suffisant à améliorer la combustion.

[wizz]

nous perdons de l’hydrogéné car les soupapes d'air doivent être ouverte pendant le temps de l'échappement, notre tuteur veut donc régler ce problème en installant une régulation qui fermera une valve pendant ce temps d'échappement!
Justement, injecter de l’hydrogéné dans un diesel permet un meilleur combustion du diesel et donc a pour caractéristique d’être comburant, de plus en améliorant la combustion, il y'a moins de rejets de polluants ( plus particulièrement du CO2 et du NOx). De plus, ça diminue la consommation de diesel.
S'il y'a besoin, je peut transmettre le rapport de mon tuteur sur le moteur qui été de démontrer que l’hydrogéne amélioré le rendement d'un moteur diesel cependant celui-ci est entièrement en anglais.

cette histoire de soupape d'admission qui reste ouverte pendant le temps d'échappement, et donc pendant que le piston remonte, ça me laisse perplexe
parce que c'est un moteur diesel atmo, et donc forcement, les gaz brulés vont quitter le cylindre par la soupape d'échappement ET par la soupape d'admission (bref, par tous les trous possibles). Et donc, ton hydrogène ne se perdra pas puisqu'il ne peut pas traverser le cylindre pour rejoindre l'échappement


éventuellement, la soupape d'échappement peut rester brièvement ouverte lorsque la soupape d'admission commence à s'ouvrir au début de la phase d'admission, ce qui laisserait l'air frais passer directement à travers le haut du cylindre vers l'échappement. Sur un moteur essence, ça pourrait se comprendre, pour refroidir la tête du piston et éviter le cliquetis à forte charge. Mais sur un diesel, on s'en fout. Et puis, comme c'est un moteur atmo, alors la pression dans le collecteur d'échappement est supérieure à celle d'admission, et donc les gaz d'échappement aurait plutot la tendance à revenir dans le cylindre.

[chatelot16]

oui quand je pensait a une ouverture simultané des soupape pour refroidir , ce n'est possible que sur un moteur a turbo compresseur ou la pression d'admission est superieur a la pression d'echappement

sur un diesel , en general le piston arrive a raz des soupapes , donc les soupapes doivent etre completement fermé quand le piston arrive au pmh

30kW pour un moteur 135KW c'est vraiment pas grand chose , deja que 135kW ce n'est pas beaucoup pour un 8litre : donc avec vos 30 kW le moteur est en vacance , ça injecte des petit jet de gazole qui ne remplissent pas le cylindre , et le melange pauvre a 5% d'hydrogene ne brule pas dans les coin

comment savez vous qu'il y a de l'hydrogene dans l'echappement ? quel moyen d'analyse ?

[Kissagogo27]

Bonjour, inspirez vous d'un allumage pour bloc essence avec capteur PMH
http://alfaimola.free.fr/technique/injection/volant/

avec des encoches aux bons moments vous aurez vos détections d'ouvertures de soupapes ..

sinon l'histoire de la perte d' H² , voudrait dire tout autant perte de GO ... la réponse dans le message #12 parait plus probante .

[Babass80]

Enfaite, nous voulons connaitre l'ouverture des soupapes d'admission car nous voulons développer un système qui injectera l’hydrogène directement dans le cylindre par les soupapes.

Et donc les pertes d’hydrogène serait plus dû à une combustion incomplète de carburant!?

Nous savons qu'il y'a de l'hydrogène par une simple analyse des imbrûlés dans l’échappement, nous utilisons le MRU Vario plus!

voici les résultats obtenus pour 30 KW :

H2 Fuel O2 CO2 NOx H2
SLPM l /hr % % mg/m3 %

0.0 12.50 14.76 4.0 2218 0.02
5.3 12.45 14.84 3.8 2219 0.04
10.4 12.25 14.94 3.7 2216 0.06
15.7 12.10 14.98 3.6 2207 0.07
20.0 11.98 15.04 3.4 2179 0.12
30.0 11.95 14.85 3.7 2376 0.13

Cette méthode par capteur sur le volant moteur est intéressante, mais ça a l'aire compliqué! comment savoir pour les deux dents manquantes!? et les 20 dents plus les 30 d'après pour connaitre les pmh sont des conventions!?

Je ne sais pas pour la perte de GO, nous l'avons pas vu dans les relevés, mais je pense en effet qu'il y'a une petite quantité perdu.

[wizz]

Nous savons qu'il y'a de l'hydrogène par une simple analyse des imbrûlés dans l’échappement, nous utilisons le MRU Vario plus!

dans la première ligne, pas d'injection d'hydrogène
et vous mesurez de l'hydrogène à la sortie du pot d'échappement....

donc soit le capteur d'analyse est à changer, à étalonner
soit votre perte d'hydrogène, que vous mesurez, n'est pas forcement due à la fuite au niveau de la soupape, mais à autre chose...

Cette méthode par capteur sur le volant moteur est intéressante, mais ça a l'aire compliqué! comment savoir pour les deux dents manquantes!? et les 20 dents plus les 30 d'après pour connaitre les pmh sont des conventions!?

tu as une voiture?
un moteur essence à injection?
4 ou cylindres surement?
mais est ce que tu vois 6 capteurs sur le volant moteur, ou même un seul capteur???
et à ton avis, la courroie de distribution (timing belt), elle sert à quoi???
est ce u'il y a autant de courroie de distribution que de cylindres?
est ce qu'il y a autant d'arbre à came que de soupapes?


un cycle 4T fait 2 tours moteur
vous avez 8 cylindres
donc si leur concepteur n'étaient pas trop idiots, alors normalement, il devrait avoir une explosion tous les 1/4 de tour, EXACTEMENT 1/4 de tour, 90°
alors TAKA faire comme un "arbre à came", pour commander les têtes d'injection, avec 8 cames, et qui après chaque 1/4 de tour, commandera 1 injection à tour de role. Donc si le 1er injecteur est synchronisé avec le 1er cylindre, alors les 7 suivants le seront aussi

quant au point mort haut, soit tu as les docs, soit tu démontes partiellement le moteur pour constater par vous même (après la portion où la soupape d'admission, alors normalement, si tout va bien, si ça a été bien conçu, c'est la compression), soit vous démontez l'injecteur et y mettre un manomètre

bref, on vous a donné un projet à faire
mais je me demande si vous avez un minimum de conaissance mécanique....

[LeNorvégien]

Bonjour,

je dépoussière un peu ce post car je pense booster mon diesel 2.1td avec de l'hydrogène.
Mais je me demande après lecture de ce post si il vaudrait pas mieux injecter de l'oxygène avec le H² car d'après ce que dit Babass80 à propos des pertes de H² mesurées dans l'échappement, à mon avis si il y a des résidus de H² dans les gaz d'échappement après combustion c'est qu'il y a un manque de O² .

Pour en avoir le cœur net il faudrait tester si il y a aussi du CO et autres imbrulés dans ces gaz d'échappement, puis augmenter la teneur en O² jusqu'à obtenir des gaz d'échappement sans imbrulés, que ce soit du H², CO, ou gazoil...

[Dynamix]

hydrogène , ça ne se trouve pas sous le pied d' un cheval .

[raphael 2016]

bonjour je suis un nouveau membre étudiant en 5éme année ingénierie option génie mécanique de nationalité camerounaise.j'aimerais avoir des éclairsis sur mon théme qui porte sur un DIMENSIONNEMENT D’UN SYSTEME D’ENRICHISSEMENT DU CARBURANT PAR HYDROGENE PRODUIT PAR electrolyse de l'eau. merci j'attens vos propos. mon adresse facebook Suppression de l'adresse courriel par Cram 64.

[Dynamix]

Salut et bien venu .

DIMENSIONNEMENT D’UN SYSTEME D’ENRICHISSEMENT DU CARBURANT PAR HYDROGENE PRODUIT PAR electrolyse de l'eau.

Enrichir le carburant en hydrogène dans quel but ?

[jiherve]

Bonjour
Le HHO en université c'est la consécration !
JR

[Dynamix]

Le HHO en université c'est la consécration !

Expliquer en quoi ce système est inepte peut être intéressant .
Mais ça ne fait pas deux pages , et pour une thèse ça risque d' être short .