Etude expérimentale du comportement thermique des moteurs en régime transitoire

Experimental study of engines thermal transient behavior

• Auteur / Autrice : Philippe Gyan
• Direction : Jean-Claude Champoussin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Thermique et énergétique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique des fluides et acoustique (Rhône)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lubrification

Frottement

Régime transitoire (hydraulique)

Moteurs diesel

Thermique

Mots clés libres

Refroidissement

Consommation

Résumé

Les véhicules particuliers sont le plus fréquemment utilisés sur des trajets courts, dans des conditions thermiques non stabilisées pour le moteur, entraînant ainsi des augmentations significatives de la consommation en carburant et des émissions de polluants. Le temps nécessaire au chauffage de l'habitable croît également, en particulier pour les moteurs diesel à injection directe, qui ont de meilleurs rendements. La présente étude porte sur l'élaboration d'un outil de simulation du comportement thermique transitoire de ces moteurs, à partir d'un logiciel existant THERMOT1, basé sur la méthode nodale. La pression des gaz dans le cylindre, le couple et le régime en sont les entrées essentielles. Une analyse critique a d'abord été effectuée sur THERMOT1, relevant ses insuffisances. A la lumière des analyses bibliograhiques, de nouveaux modèles physiques de sources de chaleur par frottement basés sur la tribologie ont été développés, en particulier pour les paliers de vilebrequin.

Passenger vehicles are mostly used on short distances, in transient thermal conditions for the engine, inducing significant increase in fuel consumption and pollutant emissions. The duration for heating the passenger cabin is also increased, especially for direct injection diesel engines, which have better efficiencies. The present study aims at developing a tool for engine transient thermal behavior simulation, from an existing software THERMOT1, based on the nodal method. The pressure of the gas in the cylinder, the torque and the engine speed are the main imputs. A critical analysis has been conducted on THERMOT1, showing its weaknesses, with the input of bibliographical analysis, some new physical models for heat sources by friction based on tribology have been developed, especially for crankshaft bearings and piston rings assembly.