Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Le modèle parfait d'un moteur doit permettre de suivre son évolution temporelle thermique, ainsi que sa consommation en carburant. La modélisation du moteur est ici décrit dans son intégralité et en particulier celle de la combustion, dont les éléments clés sont rappelés en détail. Par la suite, le modèle thermodynamique à une zone, puis le modèle thermodynamique à plusieurs zones (modèle à deux zones et modèle à zones multiples de gaz brûlés) sont très largement étudiés. Pour terminer, une étude de l’architecture du logiciel de combustion est proposée, à l’aide de certains aspects, tels que la modélisation du remplissage et de la vidange du cylindre à travers les soupapes, la loi de combustion, ou encore l’exploitation du modèle de combustion.
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Lire l’articleABSTRACT
The perfect engine model should make it possible to follow its thermal evolution over time as well as its fuel consumption. The modeling of the engine is described here in its entirety and in particular that of its combustion, whose key elements are described in detail. After which, the one-zone thermodynamic model, then the multi-zone thermodynamic model (two-zone model and multi-zone model for waste gases) are studied in depth. In conclusion, a study of the combustion software architecture is proposed, using certain aspects, such as the model of the cylinder being filled and emptied through the valves, the law of combustion, and the combustion model in operation.
Auteur(s)
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Alain ALEXANDRE : Responsable Analyse Système au Laboratoire d’Études Thermiques de l’ENSMA
-
Ludovic TOMASELLI : Ingénieur chef de projet PSA
INTRODUCTION
Le dossier Analyse des transferts énergétiques dans les moteurs automobiles portait sur la phénoménologie des transferts thermiques dans les moteurs à combustion interne. Ce dossier, complément du dossier Modélisation thermique des moteurs- Outils numériques généraux, décrit la modélisation du moteur dans son intégralité à l’exception des conditions limites et en particulier de l’apport en flux provenant de la combustion interne dans les cylindres. Rappelons que le but final est une modélisation énergétique globale d’un moteur Diesel permettant de mettre en situation un moteur complet muni de ses boucles de refroidissement. Ce modèle, associé à un profil de mission et à un environnement externe en température, doit permettre de simuler l’évolution temporelle thermique du moteur ainsi que sa consommation en carburant pour une architecture et un pilotage des boucles de refroidissement donnés.
Le dossier Modélisation thermique des moteurs- Outils numériques généraux a montré quel était le choix possible pour analyser sur le plan thermique et fluidique le moteur dans sa globalité. Le concept nodal y a été retenu ; il permet de transposer l’intégralité des équations à traiter en un réseau de conductances, capacités et sources analogue à un réseau électrique. Il est nécessaire d’y adjoindre, dans le même esprit, l’effet thermique lié à la combustion et aux frottements. Le présent dossier va donc décrire une méthode simple et efficace de prise en compte des sources thermiques liées à la combustion.
Cette modélisation des sources de chaleur internes au moteur peut par ailleurs être utilisée séparément de la modélisation proposée au prix de modifications légères.
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Modélisation de la combustion5. Conclusion
Le travail présenté correspond à une vision système de la modélisation de la combustion dans un cylindre de moteur Diesel qui permet de gérer l’aspect énergétique interne au cylindre avec peu de paramètres et la connaissance de quelques conditions limites (température d’alimentation en air, température de parois et débit de carburant). De ce modèle en interaction avec un modèle plus vaste, on peut tirer profit d’une description de l’intégralité du moteur muni de ses boucles de refroidissement asservies à une logique de pilotage. Les dossiers Modélisation thermique des moteurs- Outils numériques généraux et Modélisation thermique des moteurs- Simulations numériques représentent l’aspect amont et aval de ce dossier. Par son incorporation au modèle architectural du moteur Modélisation thermique des moteurs- Outils numériques généraux, le modèle de combustion permet alors de renseigner le modèle global énergétique ...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BLUMBERG (P.N.), LAVOIE (G.A.), TABACZYNSKI (R.J.) - Phenomenological models for reciprocating internal combustion engines. - Progress in energy and combustion science (1979).
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(6) - TORREDEME...
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