Modélisation de l'auto-inflammation et de la combustion dans les moteurs à injection directe diesel

par Ferry Angelino Tap

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de Denis Veynante.

Soutenue en 2004

à Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris , en partenariat avec Laboratoire d'énergétique moléculaire et macroscopique, combustion (Gif-sur-Yvette, Essonne) (laboratoire) .

mots clés

• Auto-allumage
• Densité de surface
• Moteurs diesel -- Combustion
• Combustion
• Flamme

Résumé

L'étude présentée dans ce manuscrit de thèse a été proposée par PSA Peugeot Citroe͏̈n Automobiles afin d'améliorer la modélisation de l'auto-allumage et de la combustion dans les moteurs à injection directe Diesel. Des études élémentaires ainsi qu'une étude bibliographique exhaustive ont été menées et ont abouti à la proposition d'un nouveau modèle de combustion : le modèle de densité de surface de flamme généralisée. Ce modèle permet entre autre de mieux prendre en compte les effets chimiques dans la phase d'auto-inflammation et de décrire la transition de l'auto-allumage vers la flamme de diffusion. Une fois le principe du modèle validé sur une base DNS, il a été appliqué à des configurations de flammes détachées sur un jet Diesel, dans une enceinte à volume constant. Le modèle prédit les délais d'auto-allumage en cohérence avec les expériences et d'autres simulations du même cas. Le processus de développement de la flamme et la structure de la flamme stabilisée sur le jet liquide sont en bon accord avec les phénomènes physiques décrits dans la littérature. Par ailleurs, une étude de sensibilité a été menée, avec succès, par rapport à la technologie d'injection et les conditions thermodynamiques ambiantes. Des travaux sont actuellement en cours au sein de PSA pour appliquer le modèle proposé à des simulations moteur.

Titre traduit

Modelling auto-ignition and combustion in direct-injection Diesel engines

Pas de résumé disponible.

Résumé

This work has been proposed by PSA Peugeot Citroe͏̈n Automobiles in order to improve the modelling of auto-ignition and combustion in direct-injection Diesel engines. Fundamental research and an exhaustive literature study have been performed and have led to the proposal of a new combustion model: the generalised flame surface density model. This model allows to account for chemical effects during the auto-ignition phase as well as to describe the transition between ignition and an established diffusion flame. The modelling approach has been validated first against DNS data and has then been applied to a lifted Diesel jet flame test case. The predicted ignition delay time is coherent with experiment as well as other studies. The development of the ignition kernels and the stabilised flame structure is also in good agreement with experimental findings from literature. Also, a sensitivity study has been performed with respect to the injection technology used as well as the thermodynamic conditions. PSA currently works on testing the modelling approach on an engine case.