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Modélisation zéro-D des écoulements à l'admission d'un moteur à combustion interne. : Application au boîtier papillon et au refroidisseur d'air suralimenté
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...
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| Collectivités auteurs : | , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français |
| Titre complet : | Modélisation zéro-D des écoulements à l'admission d'un moteur à combustion interne. : Application au boîtier papillon et au refroidisseur d'air suralimenté / Elie Haddad; sous la direction de David Chalet et de Pascal Chesse |
| Publié : |
2016 |
| Accès en ligne : |
Accès Nantes Université
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| Note sur l'URL : | Accès au texte intégral |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Energétique, thermique, combustion : Ecole centrale de Nantes : 2016 |
| Sujets : |
| Résumé : | 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. The modeling of an internal combustion engine is an essential step in the process of evaluation of the engine s performance before using an engine test bench. The simulation allows saving time and costs, which would otherwise result from all the experimental procedures like the use of sensors, the mounting and dismounting of parts and the operational cost of an engine test bench. Nonetheless, it is essential to have a reliable simulation model that can reproduce the engine s behavior accurately and with a reduced calculation time. This thesis focuses on two elements of the intake system in a spark ignition internal combustion engine: the throttle body, and the charge air cooler. New zero-dimensional models are developed based on experimental results from the laboratory s test benches. First, an isolated throttle body test bench is used in order to isolate the flow through the throttle valve from external phenomena which occur in an engine and could affect the reliability of the measurements. Then, an engine test bench is used, in order to perform steady and unsteady experiments. The new models are introduced into the simulation software Amesim and validated by comparison with a field of measurements across the whole engine s range on the test bench. The new model of throttle body improves accuracy and allows taking into account the different operating conditions of the engine. The new thermal efficiency model of the charge air cooler determines the air outlet temperature of this element under different conditions and in steady and unsteady states. Thus, the new models developed contribute to improving the zero dimensional modeling of the intake system of a spark ignition internal combustion engine. |
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| Variantes de titre : | Zero dimensional modeling of the intake system of Internal Combustion Engines : Application on the throttle body and the charge air cooler |
| Notes : | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes) Partenaire(s) de recherche : Laboratoire de recherche en hydrodynamique, énergétique et environnement atmosphérique (Nantes) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Antoine Dazin (Président du jury) ; David Chalet, Pascal Chesse, Antoine Dazin, Céline Morin, Vincent Lemort, Vincent Talon (Membre(s) du jury) ; Céline Morin, Vincent Lemort (Rapporteur(s)) |
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