Thèse soutenue

Etude expérimentale et modélisation des frottements locaux et instantanés piston-chemise en moteur diesel

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Auteur / Autrice : M'hamed Benhassaine
Direction : Jean-Claude Champoussin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Énergétique et thermique
Date : Soutenance en 1992
Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon

Résumé

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On examine dans cette étude, d'une part l'incidence des divers modes de lubrification et d'autre part la contribution spécifique de chaque segment, au cours du cycle d'un moteur Diesel suralimenté. Au plan expérimental, nous utilisons la méthode dite p-w pour déterminer le couple de frottement instantané piston-chemise. Elle ne nécessite aucune modification du moteur. Le couple total de frottement instantané est déterminé, grâce aux mesures instantanées et simultanées de la pression des gaz dans la chambre de combustion, de la vitesse de rotation du vilebrequin et éventuellement du couple de freinage (moteur en charge). Le couple de frottement piston-chemise est déterminé à partir du couple de frottement total après déduction des couples dus au frottement dans les paliers et à l'entraînement des organes tournants. Le modèle de frottement instantané piston-chemise proposé est basé sur le mode de lubrification hydrodynamique ou mixte des segments et de la jupe. Chaque élement est individualisé et soumis à la pression spécifique locale des gaz. On adopte pour les segments les expressions des coefficients de frottement proposées par Rezeka dans le quart du cycle HP et celles de Geehan dans le reste du cycle. Dans chacune de ces expressions intervient un facteur multiplicateur inconnu qui est déduit par identification avec les resultats des essais. La méthode proposée est appliquée à trois moteurs, à vide et en charge. Les résultats obtenus montrent l'effet de la vitesse de rotation et de la charge sur le couple de frottement instantané total et piston-chemise en mettant en évidence les régions ou la lubrification mixte est la plus probable. La comparaison des résultats obtenus sur les trois moteurs montre des valeurs constantes pour les facteurs de proportionnalité intervenant dans les expressions des modèles de lubrification, confirmant ainsi la validité du modèle proposé. Le calcul du couple de chaque segment et de la jupe montre la prédominance selon l'élement considéré et l'angle du cycle, d'un mode de lubrification déterminé. Un calcul du frottement global moyen permet de déterminer les pmf de tous les organes du moteur.