Amélioration de la montée en température d'un moteur thermique automobile par récupération d'énergie à l'échappement et modification des lois d'injection

Improvement of the warm-up phase of an automobile internal combustion engine by exhaust gas heat recovery and modified fuel injection parameters

• Auteur / Autrice : Ali Hocine
• Direction : Bernard Desmet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergétique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Valenciennes
• Jury : Président / Présidente : Souad Harmand
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bernard Desmet, André Lallemand, Francisco Payri, Alain Alexandre
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : André Lallemand, Francisco Payri

Mots clés

Mots clés contrôlés

Consommation d'énergie

Moteurs diesel

Mots clés libres

Récupération d'énergie

Lois d'injection

Transitoire thermique

Résumé

L'industrie automobile développe sans cesse des architectures visant à réduire la consommation des moteurs Diesel. Le chauffage habitacle est alors fortement dégradé par un rejet thermique limité. Le travail développé dans ce mémoire apporte une solution industrielle à ce problème. La première partie du mémoire concerne l'analyse énergétique d'un moteur Diesel. Les sources thermiques et les flux thermiques générés et échangés y sont étudiés. La deuxième partie concerne la construction d'un banc moteur et l'étude expérimentale associée. On y démontre l'influence des lois d'injection sur le rejet thermique. La troisième partie concerne la modélisation thermique du moteur en régime transitoire. On y précise l'intérêt de la solution technologique basée sur récupération d'énergie à l'échappement couplée à la modification des lois d'injection. La quatrième et dernière partie du mémoire concerne la validation du système proposé et la phase d'industrialisation associée.

The automotive industry is constantly developing new designs in order to reduce diesel engine fuel consumption. As a result, cabin heating is compromised by low heat rejection. This thesis provides a new industrial solution to this problem. The first part of the thesis presents the energetic analysis of the Diesel engine. The heat sources and the resulting heat transfers are studied precisely. The second part relates to the design and construction of an engine test rig and the associated experimental study. The results highlight the impact of diesel injection control on heat rejection (on cooling water and exhaust gases). The third part consists in a transient thermodynamic analysis of the engine. It demonstrates the potential of a technological solution based on heat recovery of the exhaust gases with modifications on the diesel injection parameters. The fourth and last part of the thesis presents the validation of the system and its industrialisation.