Etude par simulation numérique des écoulements dans le conduit d’admission d’un moteur à levée de soupape d’admission variable

The study by numerical simulation of the slows in the intake manifold of an engine with variable lift of the intake valve

• Auteur / Autrice : Victor Iorga-Simăn
• Direction : Alain Delacroix, Ion Tabacu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Energétique
• Date : Soutenance le 06/03/2012
• Etablissement(s) : Paris, CNAM en cotutelle avec Universitatea din Pitești. Facultatea de Litere (România)
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Génie des procédés et technologies avancées (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie des procédés pour l'environnement, l'energie et la santé (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Viorel Nicolae
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alain Delacroix, Ion Tabacu, Viorel Nicolae, Michel Feidt, Gheorghe-Alexandru Radu, Pierre Podevin, Adrian Clenci, Michaël Deligant
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Feidt, Gheorghe-Alexandru Radu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Moteurs à explosion

Automobiles -- Carburants -- Consommation

Mots clés libres

Consommation de carburant

Hauteur de levée variable de la soupape d’admission

Lois de levée de la soupape

Cfd

Modèles 2D et 3D

Vitesse d’écoulement

Degré de turbulence

Fuel consumption

Variable intake valve lift

Valve lift laws

Cfd

2D and 3D models

Flow velocity

Level of turbulence

Résumé

L’impact négatif de l’automobile sur l’environnement a entraîné une sévérisation des normes législatives pour protéger celui-ci. Les difficultés rencontrées lors de l’amélioration du rendement du moteur à allumage commandé, résultent principalement de son fonctionnement inefficace à charges partielles. La distribution variable est capable d'améliorations concernant la réduction de la consommation de carburant, surtout dans une zone d’utilisation fréquente : basses charges et bas régimes. Une alternative à l’étude expérimentale est l’approche par simulation numérique, CFD en utilisant le logiciel ANSYS-Fluent. Dans cette thèse de doctorat, le but principal a été de déterminer les vitesses d’écoulement du fluide pendant le processus d’admission pour deux lois de levée de la soupape, pour un moteur entraîné à 815 tr/min et une ouverture du papillon de gaz de 21.6°. Dans ce but, on a utilisé deux modèles de simulation numérique: un modèle bidimensionnel et un modèle tridimensionnel. L’étude réalisée par simulation numérique a permis de clarifier quelques aspects importants concernant les vitesses d’écoulement de l’air dans le cylindre et le degré de turbulence.

The negative impact of automobiles on the environment has led to increased severity in the legislation concerning environmental protection. The problems encountered in the efforts intended to improve the efficiency of the spark ignition engine are derived from its inefficient operation under partial loads. The variable intake valve lift is capable of significant changes aiming at lower fuel consumption, especially in the frequent use area: low torque, low speed. An alternative to the experimental study of fluid flow is the approach by numerical simulation, CFD, using the software ANSYS-Fluent. The main purpose of the present doctoral thesis was to determine the fluid flow velocity during the intake, for two intake valve lift laws, when the engine is running at 815 rpm, and with an opening of the throttle plate at 21.6°. To do this, we have used two numerical simulation models: one two-dimensional, and one three-dimensional. The study by numerical simulation made it possible to clarify some important issues regarding the air flow velocity into the cylinder, and the level of turbulence.