Contribution a l'etude de la phase initiale de la combustion en melange pauvre dans les moteurs a allumage commande

par JEAN-MARIE PETIT

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de ANDRZEJEWSKI.

Soutenue en 1995

à Orléans .

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  • Résumé

    La combustion en melange pauvre dans les moteurs a allumage commande est une voie d'avenir interessante pour reduire les emissions de co, co#2, no#x et la consommation specifique de carburant, dans la mesure ou le probleme de l'augmentation de la dispersion cyclique de la combustion quand la richesse du melange diminue peut etre resolu. L'objectif de l'etude est de definir une strategie d'initiation de la combustion par etincelle, en melange pauvre, pour les moteurs a allumage commande, a partir d'une approche experimentale basee sur l'etude de la distribution temporelle de l'energie electrique. Une approche theorique permet de montrer dans un premier temps que la condition geometrique et energetique d'initiation est croissante, en melange homogene pauvre stagnant, quand la richesse du melange diminue. Puis, une etude experimentale en micro-bombe (enceinte de volume reduit, melange homogene pauvre stagnant) permet de faire ressortir les effets de la duree de l'apport de l'energie electrique sur la richesse limite d'initiation, la croissance initiale de la poche de gaz chauds (pendant la premiere milliseconde qui suit la phase de breakdown) et le taux d'erosion de la cathode. Des moyens et des methodes de mesure multiples sont mis en uvre. Enfin, une etude experimentale sur moteur monocylindre (regime stabilise et faible charge) permet d'aboutir a la definition d'une strategie d'initiation de la combustion en melange pauvre imparfait qui s'appuie sur deux criteres: l'exces d'air critique qui permet de caracteriser l'effet des principaux parametres de la source d'allumage en terme de limite de fonctionnement en melange pauvre du moteur et la duree critique d'allumage (ou duree minimale de l'apport d'energie electrique) qui permet de caracteriser l'autonomie temporelle du processus de combustion vis a vis de la source d'allumage. Il ressort nettement de l'etude que le mode d'apport de l'energie electrique est un parametre strategique majeur pour instaurer un processus de combustion dans des conditions difficiles (limite d'inflammabilite du melange, melange imparfait, presence de parois), que la responsabilite de la source d'allumage sur la limite de fonctionnement en melange pauvre du moteur n'est pas totale et enfin, que la transposition des resultats obtenus en bombe, vers le moteur, n'est pas immediate. L'etude realisee s'inscrit dans le cadre d'un programme de recherche industriel national moteur propre et econome

  • Titre traduit

    Contribution to the study of the initial phase of lean-mixture combustion in spark ignition engines


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  • Détails : 157 P.
  • Annexes : 146 REF.

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