Modélisation du cycle moteur - Moteurs à allumage commandé

INTRODUCTION

1 - SOUS-MODÈLE CINÉMATIQUE DÉCRIVANT LE VOLUME DE LA CHAMBRE

2 - SOUS-MODÈLE DE COMBUSTION

• 2.1 - Sous-modèle basé sur une loi phénoménologique

  • Quiz d'entraînement
  Figure 2 - Allure de la loi de dégagement de chaleur Figure 3 - Évolution de la fraction brûlée (a ) et du dégagement d’énergie (b ) Figure 4 - Effet du choix du paramètre m sur la loi de Wiebe
• 2.2 - Sous-modèles basés sur le développement de front de flamme 

  • Quiz d'entraînement
  Figure 5 - Structure d’une flamme prémélangée laminaire Figure 6 - Vue schématique du modèle de combustion Figure 7 - Loi exponentielle du taux de combustion Figure 8 - Modèle de région de concentration de vorticité proposé par Tennekes Figure 9 - Modèle de combustion turbulente  . Images des structures pour différents régimes de rotation Figure 10 - Variation de la durée de combustion en fonction de la richesse et de l’échelle intégrale  Figure 11 - Vitesse de combustion laminaire pour différents carburants et richesses  Tableau 1 - Valeurs des symboles de l’équation 

3 - SOUS-MODÈLES DE TURBULENCE

• 3.1 - Modèle à zéro équation. Hypothèses de fermeture semi-empiriques
• 3.2 - Modèle à une équation k
• 3.3 - Modèle à deux équations. Modèle
• 3.4 - Application à une écriture zérodimensionnelle
  Figure 12 - Schéma général de transferts d’énergie Figure 13 - Nombre de swirl normalisé pour le cas d’un moteur entraîné (chambre de combustion dans bol du piston)  Figure 14 - Vitesse turbulente fournie par un modèle de type k –  (a ) et par un modèle algébrique (b )  

4 - SOUS-MODÈLE D’ÉCHANGES AUX PAROIS

• 4.1 - Rayonnement
• 4.2 - Convection
• 4.3 - Modèles empiriques et semi-empiriques
  Figure 15 - Comparaison des coefficients de convection selon différentes formulations Figure 16 - Image des parois à températures différentes Figure 17 - Déphasage flux-écart de température  Figure 18 - Température de surface et flux de chaleur pour un moteur fonctionnant à charge partielle Tableau 2 - Modèles empiriques de convection Tableau 3 - Corrélations basées sur l’analogie avec les conduites
• 4.4 - Lois de paroi pour les transferts thermiques

  • Quiz d'entraînement
  Figure 19 - Flux de chaleur pour différentes localisations. Sac d’un moteur Diesel : course = alésage = 114 mm à 2 000 tr/min, richesse 0,45

5 - SOUS-MODÈLE DE COMPOSITION DES GAZ (DISSOCIATION)

• 5.1 - Modèle sur la composition des différents constituants
• 5.2 - Équation de bilan de combustion
  Tableau 4 - Espèces en présence pendant les différentes phases du cycle Tableau 5 - Hypothèses sur le calcul des propriétés thermodynamiques
• 5.3 - Caractéristiques thermodynamiques des gaz
  Figure 20 - Capacité thermique massique à pression constante pour les gaz frais (composition fonction de la richesse et du taux de gaz brûlés x b (a) et Capacité thermique massique à pression constante pour les gaz brûlés (b) avec calcul à l’état d’équilibre (fonction de la pression et pour une composition fonction de la richesse )  Tableau 6 - Coefficients du polynôme caractéristique de différentes espèces Tableau 7 - Coefficients du polynôme caractéristique du carburant
• 5.4 - Introduction de la dissociation
• 5.5 - Formation des NO x
  Figure 21 - Concentration de NO dans la zone de gaz brûlés en fonction des degrés vilebrequin pour une division en cinq sous-zones (N = 1 200 tr/min,  = 0,88)  Figure 22 - Exemple de l’écoulement d’admission. Analogie avec un écoulement en tuyère

6 - SOUS-MODÈLE DE TRANSFERT DE MASSE

• 6.1 - Coefficients de perméabilité
  Figure 23 - Caractérisation de la perméabilité par 3 définitions
• 6.2 - Écoulement inverse à l’admission « back-flow »
  Figure 24 - Écoulement retour depuis la chambre de combustion vers la tubulure d’admission
• 6.3 - Écoulement inverse à l’échappement « back-flow »

  • Quiz d'entraînement
  Figure 25 - Débit entrant et sortant calculé dans le cas d’un moteur entraîné 

7 - CONCLUSION

TEST DE VALIDATION