Etude expérimentale des sprays d’huile dans un moteur à combustion interne : Influence de l’écoulement de blow-by et participation à la consommation d’huile

par Matthieu Lecompte

Thèse de doctorat en Physique. Énergétique

Sous la direction de Christophe Dumouchel.

Soutenue en 2007

à Rouen .


  • Résumé

    Face aux exigences de la clientèle en terme de réduction de la consommation d’huile et des émissions polluantes, il devient impératif de comprendre le comportement de l’huile dans l’environnement critique que représente la chambre de combustion. Le travail entrepris dans cette thèse s’intéresse plus particulièrement à la caractérisation granulométrique des sprays d’huile créés au niveau du jeu à la coupe des segments par l’écoulement de blow-by ( écoulement d’air s’établissant dans la zone segment-piston-chemise (SPC) pendant la phase de compression) et à leur participation à la consommation totale de lubrifiant. Pour cela, une étude expérimentale, articulée en deux volets, a été conduite. Un atomiseur recréant les phénomènes d’atomisation présents au niveau du jeu à la coupe des segments a tout d’abord été réalisé et étudié en laboratoire. Les distributions de taille des sprays d’huile formés ont été mesurées à l’aide de plusieurs diagnostics en fonction du débit de lubrifiant et de la pression d’air amont. Dans un second temps, une approche expérimentale sur un moteur préparé s’est intéressé à l’étude de la distribution de taille des sprays d’huile présents à différents endroits du moteur. Par ailleurs, pour chacun des points de fonctionnement examiné, une mesure de la consommation d‘huile en temps réel par traçage SO2 a été réalisée. Dans ces deux études, les distributions de taille des sprays de lubrifiant ont été modélisées avec succès par une approche reposant sur l’application du formalisme d’entropie maximum. Parmi les résultats importants, cette étude montre la dépendance entre les distributions de taille des sprays d’huile produits par l’écoulement de blow-by au niveau du jeu à la coupe et le point de fonctionnement de moteur (régime et charge). En outre, pour certaines conditions de fonctionnement, cette source de spray d’huile est majoritaire dans l’écoulement retour dont l’influence sur la consommation totale d’huile a été mise en évidence.


  • Résumé

    In the face of customer requirements in terms of oil consumption reduction and pollutant emissions, it becomes important to understand the behavior of oil in the combustion chamber environment. The work carried out in the present Ph. D. Concentrates mainly on the drop-size distribution characterization of oil sprays produced through the ring gap by the blow-by-flow (air flow taking place between the piston and the liner during the compression stroke) and on the determination of their participation to the total lubricant consumption. To achieve this, a two-step experimental study was conducted. An atomizer reproducing the atomizing phenomena through a ring gap was first realized and studied in the laboratory. The drop-size distribution of the produced oil sprays were measured thanks to the use of several measurement techniques as a function of the lubricant flow rate and the upper air pressure. Second, an experimental investigation conducted on a car engine investigated the oil spray drop-size distribution at several locations. Furthermore, for each working condition, measurements of oil consumption in real time were achieved using a SO2 tracer technique. In these two studies, the oil-spray drop-size distributions were successfully modeled by an approach based on the Maximum Entropy Formalism. Among the most important results, this study reports that the drop-size distribution of oil-sprays produced by blow-by depends on the engine regime and load. Furthermore, for some working conditions, this oil-spray production is majority in the return flow whose influence on the total oil consumption was evidenced.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 236 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 80 réf

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  • Bibliothèque : Université de Rouen. Service commun de la documentation. Section sciences site Madrillet.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 07/ROUE/S069(a)
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