Caractérisation numérique et expérimentale des performances d'un turbocompresseur automobile aux bas régimes de rotation

Experimental and numerical study of turbocharger performances at low rotational speeds

• Auteur / Autrice : Michaël Deligant
• Direction : Georges Descombes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et technologies avancées
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 6 en cotutelle avec Paris, CNAM
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Conservatoire national des arts et métiers (France). Centre d'enseignement (Maroc)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thermodynamique

Hydrodynamique

Lubrification

Résumé

Très courante sur les moteurs diesel, la suralimentation des moteurs automobiles s’étend moteurs à allumage commandé. La zone de fonctionnement à bas régime du turbocompresseur est mal connue bien qu’elle représente l’utilisation urbaine d'un véhicule. Afin de progresser sur la connaissance des performances des turbocompresseurs aux bas régimes de rotation, un banc d'essai original de turbocompresseurs a été mis au point. Equipé d’un couplemètre et d’un système magnétique de contrôle de l’effort axial, il permet de tracer le champ compresseur à bas régime et de mesurer les pertes par frottements en conditions adiabatiques. Les mesures réalisées ont permis de mettre en évidence l’influence de la vitesse de rotation, de la température et de la pression d’alimentation d’huile et de l’effort axial sur la butée. Les paliers lisses et la butée hydrodynamiques ont également été modélisés. Après avoir montré l’impossibilité d’utiliser des méthodes simples et isotherme, l’équation de Reynolds est résolue simultanément avec l’équation de l’énergie sur des géométries très simplifiées de palier et de butée. Une modélisation similaire est également réalisée avec le logiciel Fluent. Cette modélisation est améliorée pour le palier pour prendre en compte la complexité de la géométrie comprenant la gorge d’alimentation, les quatre orifices, la convection dans les films d’huile intérieur et extrérieur et la conduction dans le coussinet. Enfin une comparaison des résultats est effectuée. Les différentes méthodes de mesures donnent des résultats comparables et qui corrèlent avec les résultats de calculs.