Procédé de projection à froid interne et caractérisation des revêtements résultants : application au moteur d'automobile

par Guillaume Douchy

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur

Sous la direction de Hanlin Liao.

Soutenue en 2008

à Besançon en cotutelle avec Belfort-Montbéliard .


  • Résumé

    Dans un cadre de recherche pour diminuer la consommation des véhicules et donc pour limiter les émissions de gaz, une des solutions les plus accessibles techniquement et économiquement consiste à diminuer les pertes par frottement de manière générale au sein même des moteurs, et en particulier au niveau du poste Segments/Piston/Chemise (SPC), qui répresente, à lui seul, près de la moitié de ces pertes, et ceci aussi bien pour les motorisations essence que diesel. Afin de trouver des nouveaux revêtements dans les cylindres des blocs moteurs, le nouveau procédé dit de projection à froid a été adapté à la projection interne. Le travail de cette thèse a consisté à développer un pistolet de projection à froid interne et à étudier les dépôts obtenus par la buse développée. La première partie de cette thèse fût de concevoir un pistolet de projection à froid. Basé sur une étude des géométries des buses de projection dite de De Laval, une nouvelle injection de la poudre a été proposée. Cette géométrie permet de réduire considérablement l'encombrement de la buse de projection. Ainsi une buse capable de rentrer dans un cylindre de moteur a été conçue fabriquée et validée par les dépôts obtenues. Par ailleurs, les simulations numériques des écoulements dans les buses ont permis de déterminer comment optimiser chaque paramètre géométrique du divergent pour obtenir une vitesse des particules optimales. La seconde partie de la thèse étudie les revêtements qu'il est possible d'obtenir avec la buse interne. Des dépôts de fer et de bronze ont été obtenus. Pour lancer les bases des prochains dépôts développés, les paramètres de projection et l'obtention de dépôts composites ont été étudiés. Les essais menés ont soulignés les difficultés pour obtenir les dépôts composites, mais ont montré aussi leurs avantages au niveau de leurs propriétés.

  • Titre traduit

    Inter cold spray process and caracterization of obtained coatings : application to automotive engine


  • Résumé

    Within a framework of research to decrease the consumption of vehicles and thus to reduce gas emissions, one of the most accessible solutions technically and economically consists in decreasing the losses by friction in a general way within the engines, and in particular at the Piston/Rings/Liner part, which represents alone about half of these losses, and this as well for gas engine types as well as diesel types. In order to find new coatings in the cylinders of the engine, the new process known as cold spraying was adapted to internal spraying. The purpose of the present study consisted in developing an intern cold spray gun and studying the deposits obtained by the developed nozzle. The first part of this thesis was to design a cold spray gun. Based on a study of the geometries of cold spray nozzles named De Laval, a new injection of the powder was proposed. This geometry makes it possible to reduce considerably the encumbrance of the nozzle. Thus a nozzle, which is able to enter into cylinders, was designed, manufactured and validated by the deposits obtained. In addition, the numerical simulations of the flows in the nozzles allowed determining how to optimize each geometrical parameter of divergent to obtain an optimal velocity of particles. The second part of the thesis examines the coatings which are possible to obtain with the intern nozzle. Bronze and iron deposits were obtained. To launch the bases of the next elaborated deposits, the spray parameters and composite deposits were studied. The tests that were carried out underlined the difficulties to obtain composite coatings, but also showed their valuable properties.

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Informations

  • Détails : 1 vol.
  • Notes : Publication non autorisée par le jury

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Lucien Febvre (Belfort).
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Sc.2008.4
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