L'allumage dans les moteurs à essence. Une modélisation et des applications

Initiation in a spark-ignition engine : a modelisation and some applications

• Auteur / Autrice : Nicolas Fruchard
• Direction : Roland Borghi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Rouen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Turbulence

Monte-Carlo, Méthode de

Moteurs à explosion

Moteurs à combustion interne

Modèles mathématiques

Automobiles -- Allumage

Mots clés libres

Moteur essence

Simulation numérique

Fonction densité probabilité

Internal combustion engine

Spark ignition engine

Gasoline engine

Modeling

Engine ignition

Monte Carlo method

Numerical simulation

Probability density function

Résumé

Ce travail présente un modèle d'allumage d'un milieu turbulent dans lequel le carburant et l'air sont préalablement parfaitement mélangés. Les conditions initiales retenues sont proches de celles rencontrées dans les moteurs à allumage commandé. Le temps caractéristique de la turbulence et la durée de l'allumage ainsi que l'échelle de la turbulence et l'espace entre les électrodes sont sensiblement du même ordre de grandeur. Il y aura alors de fortes interactions entre la turbulence, la chimie et l'apport d'énergie. Elles seront étudiées par une approche basée sur les fonctions de densité de probabilité (PDF). L'équation d'évolution de la PDF des variables thermochimiques, concentration et enthalpie, est résolue par une méthode de Monte-Carlo. Tout d'abord quelques rappels généraux sur l'allumage et la formation de la flamme, l'aérothermochimie et l'approche fonction de densité de probabilité sont exposés. Le mémoire présente ensuite un modèle d'allumage et son comportement vis-à-vis des variations de turbulence, de conditions thermodynamiques initiales et d'énergie fournie au mélange. Un couplage de ce modèle à un code de calcul utilisé pour les simulations de l'aérodynamique interne et de la combustion dans les moteurs à allumage commandé constitue un des buts de ce travail. Il est donc exposé, ainsi qu'une première application dans une bombe à volume constant dans laquelle règne une turbulence homogène et isotrope. Les applications à un monocylindre nécessitent tout d'abord des données expérimentales complémentaires, telles que des mesures de turbulence au voisinage de la bougie et des mesures d'énergie d'allumage. Une fois ces mesures réalisées, des calculs complets sur plusieurs points de fonctionnement du moteur sont exposés.