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EnglishRÉSUMÉ
Le modèle de comportement numérique est devenu un outil incontournable dans la mise au point des moteurs thermiques. Cet article applique cette approche à un moteur Diesel injection directe. Après une introduction sur la problématique de la simulation numérique dans le processus d’ingénierie, chaque modèle (moteur, système de refroidissement et lubrification) est décrit et illustré. Cet outil gère les transferts thermiques et les circulations fluides. Il permet à la fois l’étude précise de la sensibilité aux paramètres de contrôle de la fonction refroidissement, et le développement de stratégies de contrôle-commande et de régulation associées au système de refroidissement.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Alain ALEXANDRE : Responsable Analyse Système au Laboratoire d’Études Thermiques de l’ENSMA
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Ludovic TOMASELLI : Ingénieur chef de projet PSA
INTRODUCTION
Le dossier portant sur la phénoménologie des transferts thermiques dans les moteurs à combustion interne se devait d’être complété par les techniques numériques capables de concevoir un modèle de prédiction de la thermique globale du moteur soumis à une action externe (couple et vitesse de déplacement). En effet, la mise au point des stratégies de régulation, la détection préventive d’éventuelles surchauffes lors d’un profil de mission particulier et la consommation font que le modèle de comportement numérique devient un incontournable de la mise au point des moteurs et plus largement des chaînes de traction modernes. Les paramètres de refroidissement moteur ont un impact non négligeable sur ces facteurs, notamment pendant les phases de démarrage à froid. La notion de pollution, non traitée ici, est tout naturellement fonction des mêmes critères. Cette approche va se subdiviser en trois dossiers portant sur la construction et la validation d’un outil numérique permettant la simulation du comportement thermique transitoire d’un moteur à combustion interne, ici appliqué à un moteur Diesel injection directe. Seront abordés tour à tour la création d’un outil numérique général gérant les transferts thermiques et les circulations fluides autres que la combustion , la combustion et la validation globale du modèle proposé .
Présentement, après avoir rapidement situé la problématique de la simulation numérique dans le processus d’ingénierie, la construction de l’outil préconisé sera décrite et plus particulièrement le premier module décrivant l’ensemble du modèle d’architecture moteur, des systèmes de refroidissement et de lubrification. Chaque étape de la construction du modèle sera illustrée par des vues détaillant à la fois la discrétisation du système et les corrélations utilisées pour décrire les phénomènes d’échanges ou de génération de flux d’énergie. À cet effet, l’analyse scientifique développée dans le dossier servira de référence.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - LAGONOTTE (P.), BROUSSELY (M.), BERTIN (Y.), SAULNER (J.B.), PETITEAU (S.) - La théorie des réseaux appliquée à la réduction de modèle thermique des machines thermiques. - EF’99, Lille (1999).
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(2) - SAULNIER (J.B.) - La méthode nodale : ses progrès et ses limites. - Journées d’études GUT-SFT (1989).
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(4) - SAULNIER (J.B.), ALEXANDRE (A.), MARTINET (J.) - L’utilisation des logiciels en modélisation thermique : deux exemples d’application. - Revue générale de thermique, no 230, p. 97-109 (1981).
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(5) - KAPLAN (J.) - Modelling the spark ignition engine warm-up process to predict component temperature. - Master of Science, MIT department of mechanical engineering (1990).
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