Simulation de l'influence des parametres de fonctionnement des moteurs diesel suralimentes semi-rapides sur les emissions polluantes etude en regime stationnaire et dynamique application aux ensembles utilises en propulsion navale

par Xavier Tauzia

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de JEAN FRANCOIS HETET.

Soutenue en 1998

à Nantes .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    La reduction a la source des emissions polluantes devient un objectif primordial lors de la conception et de l'optimisation des moteurs diesel de forte puissance, notamment pour les ensembles utilises en propulsion navale. Le travail presente dans ce memoire est centre sur ce point important, et sur les consequences engendrees sur le fonctionnement general des moteurs. Compte tenu de la taille des ensembles consideres, la simulation apparait comme un moyen d'etude et d'analyse privilegie. L'etude bibliographique revele l'existence de deux modeles interessants (un modele deux-zones et un modele phenomenologique multizones) mais aussi la necessite de les adapter a l'etude des moteurs diesel de forte puissance, en considerant principalement deux polluants : les no#x et les fumees. La procedure de validation menee sur deux moteurs diesel semi-rapides presentant des niveaux de puissance distincts (320 kw/cyl et 615 kw/cyl) permet d'obtenir, pour les deux polluants retenus, un accord satisfaisant, sur toute l'etendue du domaine d'exploitation. La prise en compte de modifications visant a limiter les emissions de no#x, relatives a l'avance a injection, au diametre des trous des injecteurs, au taux de compression, et a l'adaptation de la suralimentation, traduit egalement un bon accord entre les calculs et les releves experimentaux. La simulation des principaux moyens de depollution a la source (diminution de l'avance a injection, diminution de la temperature d'admission, recyclage des gaz d'echappement, et injection d'eau) en regime stationnaire met en evidence le potentiel de chacune de ces techniques, notamment pour repondre aux imperatifs des reglementations en vigueur. Mais elle fait egalement ressortir les avantages et les inconvenients lies a leur mise en uvre, par rapport a d'autres aspects du fonctionnement du moteur (consommation et limites d'exploitation notamment). La comparaison des resultats fournis par les deux modeles avec ceux des travaux experimentaux disponibles dans la litterature, etablit une assez bonne correspondance. Enfin, le modele deux-zones est retenu, en raison de sa plus grande souplesse, pour etudier les emissions lors des phases de fonctionnement transitoires des moteurs diesel, et evaluer l'efficacite des techniques de depollution pour deux cas tests : echelon de charge et prise de charge suivant une loi helice. Les moyens de depollution habituellement utilises en regime stationnaire ont ici une efficacite limitee. En revanche, l'assistance pneumatique des turbocompresseurs, utilisee pour maintenir un exces d'air eleve, conduit a des reductions d'emissions significatives, et a une amelioration des performances du moteur en regime transitoire.


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  • Détails : 230 P.
  • Annexes : 139 REF.

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  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.1738 bis
  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.1738
  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 98 NANT 2063
  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
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  • Cote : 98 NANT 2063
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