Thèse soutenue

Modélisation zéro-D des écoulements à l’admission d’un moteur à combustion interne. : Application au boîtier papillon et au refroidisseur d’air suralimenté
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Auteur / Autrice : Elie Haddad
Direction : David Chalet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Energétique, thermique, combustion
Date : Soutenance le 13/12/2016
Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de recherche en hydrodynamique, énergétique et environnement atmosphérique (Nantes)
Jury : Président / Présidente : Antoine Dazin
Examinateurs / Examinatrices : David Chalet, Antoine Dazin, Céline Morin, Vincent Lemort, Vincent Talon, Pascal Chesse
Rapporteurs / Rapporteuses : Céline Morin, Vincent Lemort

Résumé

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La modélisation système d’un moteur à combustion interne est une étape indispensable à la procédure d’évaluation des performances du moteur avant sa mise au point au banc d’essais. En se passant du montage et du démontage des pièces et des capteurs, ainsi que du coût d’opération d’un banc moteur, la simulation permet de réduire le temps et le coût général. Par ailleurs, il est indispensable d’avoir un modèle de simulation fiable qui permet de reproduire le comportement du moteur avec précision et avec un temps de calcul réduit. Ce mémoire se concentre sur deux éléments du système d’admission d’un moteur à combustion interne à allumage commandé : le boîtier papillon, et le Refroidisseur d’Air Suralimenté. De nouveaux modèles à zéro dimension sont développés en se basant sur les résultats du banc d’essai du laboratoire. Tout d’abord un banc d’essai de boîtier papillon est utilisé pour isoler l’écoulement à travers le papillon des phénomènes qui ont lieu dans le moteur et qui pourraient affecter les mesures ou se superposer. Ensuite un banc moteur est utilisé et des essais en régime stabilisé et transitoire sont effectués. Les nouveaux modèles sont introduits dans un logiciel de simulation Amesim et validés par comparaison avec un champ complet de mesures sur le banc moteur. Le nouveau modèle de boîtier papillon améliore la précision et permet de prendre en compte les différentes conditions de fonctionnement du moteur. Le nouveau modèle d’efficacité thermique du Refroidisseur d’Air Suralimenté permet de déterminer la température d’air en sortie de cet élément sous différentes conditions ainsi qu’en régime stabilisé et transitoire. Les nouveaux modèles développés contribuent donc à l’amélioration de la modélisation 0D du système d’admission d’un moteur à combustion interne à allumage commandé.