Analyse des transferts énergétiques dans les moteurs automobiles

Après avoir décrit les deux principales sources de chaleur que sont les transferts internes entre le gaz et les parois, ainsi que les frottements, il est bon de comprendre de quelle manière ces flux d’énergie s’évacuent.

Les pics de température des gaz de combustion dans un moteur à combustion interne sont de l’ordre de 2 500 K. Les températures maximales admissibles par les matériaux sont, elles, largement inférieures. Il est dans ce cas nécessaire de mettre en place des systèmes de refroidissement, notamment pour la culasse, les chemises et les pistons. Dans les zones où les flux énergétiques transmis sont très importants, jusqu’à 10 MW/m², les contraintes thermomécaniques occasionnées peuvent alors causer des phénomènes de fatigue de matériau (criques) critiques pour la tenue des pièces mécaniques. Ces phénomènes sont occasionnés à la fois par des niveaux de températures trop importants (supérieurs à 400 ˚C pour les pièces en fonte et 300 ˚C pour celles en aluminium) et des gradients thermiques spatiaux. On considère généralement que l’ensemble des pièces mécaniques doit être maintenu à des températures inférieures à...