Contribution à la caractérisation des transferts thermiques dans les moteurs à allumage commandé : application à la détection du cliquetis

par Eric Ollivier

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur. Énergétique

Sous la direction de Mohand Tazerout et de Jérôme Bellettre.

Soutenue en 2006

à Nantes , dans le cadre de École doctorale mécanique, thermique et génie civil (Nantes) , en partenariat avec École polytechnique de l'Université de Nantes (autre partenaire) .


  • Résumé

    Le cliquetis est un frein au développement de moteurs de nouvelle génération munis d'une faible cylindrée et suralimentés. Il est aussi un obstacle à l'utilisation du gaz naturel comme alternative au pétrole dans les applications stationnaires dédiées à la production d’électricité ou à la production combinée chaleur-force. Ce phénomène provient de l’auto-inflammation de la charge fraîche dans la chambre de combustion. Il s'accompagne d'un fort accroissement des pertes pariétales pendant le cycle et peut à terme conduire à la destruction du moteur. Ce travail propose d’établir une méthode de détection non intrusive d’un cliquetis durable. Elle repose sur la mesure de deux températures influencées par les effets du cliquetis sur le bilan énergétique du moteur. La première est la température des gaz d’échappement. Sa chute significative a été évaluée par un modèle thermodynamique prédictif dans lequel l'influence du cliquetis sur le déroulement de la combustion et les transferts thermiques gaz paroi ont été pris en compte. La seconde est une température de paroi dont l'accroissement a été calculé par un modèle de conduction thermique dans les parois de la chambre. L’étude de leur évolution conjuguée a permis d’établir une méthode non intrusive de détection du cliquetis. Le concept, validé sur banc, permet de distinguer les réglages moteurs cliquetant et d'évaluer l'intensité du phénomène. La métrologie utilisée à cet effet favorise sa mise en œuvre en milieu industriel.


  • Résumé

    Knock is an obstacle in the development of small displacement and turbocharged engines. It is also an impediment to the use of natural gas as an alternative to the petroleum as fuel in steady applications dedicated to the production of electricity or combined heat and power. This phenomenon results from the auto-ignition of the end gas in the cylinder. Knock enhances the heat losses during the cycle and, if durable, can lead to the destruction of the engine. This work aims at developing a non intrusive method to detect durable knock. It is based on the measurement of two temperatures which are influenced by the effect of knock on the energy balance of the engine. The first one is the exhaust gas temperature. The decrease of the latest due to the disturbed combustion and of the rise of the heat losses during the cycle has been quantified by the use of a “one zone” thermodynamic model. The second is a wall temperature which strong elevation has been quantified by a conductive heat transfer model in the combustion chamber walls. The analysis of their conjugated evolution lead to the establishment of a non intrusive method to detect knock. The concept, which is validated on a test bench, enables the distinction of the knocking tunings of the engine and to calculate the intensity of knock. This technique requires a simple and robust metrology which is easy to use industrial context.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (192 p.)
  • Annexes : 108 références bibliographiques

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB

Cette version existe également sous forme de microfiche :

  • Bibliothèque : Université de Lille. Service commun de la documentation. Bibliothèque universitaire de Sciences Humaines et Sociales.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 2006NANT2135
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.