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Dissertations / Theses on the topic 'Moteurs à explosion – Moteurs à gaz'
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Mercier, Marc. "Contribution à l'étude du fonctionnement d'un moteur à allumage commandé alimenté au gaz naturel de Groningue." Valenciennes, 2006. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/14577380-5929-49d9-bd99-fb1d1dc8381f.
Full textAbstract:
Le but de cette thèse est d’étudier le fonctionnement d’un moteur à allumage commandé alimenté au gaz naturel de Groningue et à l’essence afin de déterminer si le gaz naturel est un carburant alternatif à l’essence attrayant. Ce travail expérimental a été précédé du développement d’un banc d’essai spécifique. Dans un premier temps, l’analyse des performances du moteur a été abordée par l’étude du couple en fonction de la richesse, de la vitesse de rotation et de l’avance à l’allumage. Nous avons étudié les températures de fonctionnement du moteur ainsi que les températures d’échappement. De ce travail, nous avons ciblé les paramètres influençant majoritairement le comportement du moteur tels l’avance et la richesse. On enregistre une baisse de la valeur du couple au gaz naturel. Nous avons abordé par la suite l’étude de la pression cylindre, ce qui a été rendu possible par l’équipement du moteur d’un capteur de pression du type piézo-électrique dont le signal est acquis par le biais d’une baie d’acquisition rapide. Le gaz présente une plage de fonctionnement en richesse plus large qu’à l’essence. Les délais d’inflammation et durées de combustion sont augmentés au gaz ce qui nécessite un décalage d’avance accrue par rapport à l’essence pour l’obtention d’une PMI maximale. Nous avons réalisé la modélisation du délai et de la durée de combustion en fonction de la richesse. La dispersion cyclique de la pression cylindre fait l’objet de la troisième partie de ce mémoire. La stabilité de fonctionnement du moteur est optimal lorsque l’avance à l’allumage et la richesse sont réglées de manière à obtenir le couple maximal. Les charges partielles influencent de façon majeure les paramètres de fonctionnement du moteur en modulant la masse d’air admise dans les chambres de combustion en modifiant la pression de l’air du collecteur d’admission. Le couple obtenu à l’essence reste élevé pour des charges partielles à partir de la demie charge. Le couple au gaz naturel chute en dessous de trois quart de charge. Cependant le gaz présente une dispersion cyclique faible face à l’essence. Les taux d’émission de CO2, CO, HC au gaz sont plus faibles qu’à l’essenceWe studied the performance of a spark ignition engine fuelled with natural Groningen gas and compared the obtained results with those given when using gasoline. The analysis was made versus rotational speed, spark ignition timing and equivalence ratio with simultaneous measurements of cylinder head and exhaust temperatures. The cylinder pressure recording show the possibility of working with poor mixtures in the case of natural gas. The ignition delays and combustion durations are higher with gas and imply the necessity of an increased spark timing in comparison with gasoline to maximize the mean effective pressure. We calculated the combustion temperatures and the ignition delays and combustion durations were modelled versus equivalence ratio. The cylinder pressure cyclic dispersion showed that the combustion stability is optimum for spark timings and equivalence ratio corrsponding to maximum torques. With these conditions, the combustion durations are minimum with a fast front flame propagation and maximum mean effective pressure. Part loads influence the performance data by adjusting the admitted air flow in the admission pipe. The torque with gasoline remains high up to half load whereas the torque with natural gas decreases quickly below three quarter load. The polluant emissions are weakes with natural gas. Natural gas is an attractive alternative solution for engines fitted to this type of fuel
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Brecq, Guillaume. "Contribution à la caractérisation thermodynamique du cliquetis dans les moteurs à gaz : application à de nouvelles méthodes de détection." Nantes, 2002. http://www.theses.fr/2002NANT2064.
Full textAbstract:
Le gaz naturel représente un carburant prometteur alliant performances énergétiques et faibles émissions polluantes. Contrairement aux carburants liquides dont la qualité est maîtrisée, celle du gaz naturel dépend de son origine et est donc amenée à varier dans un réseau interconnecté. Pour des réglages prédéfinis du moteur, ces variations de qualité peuvent conduire à une combustion anormale (auto-inflammation de la charge fraiche. Ce phénomène, caractérisé par un bruit métallique, est appelé cliquetis. Un cliquetis intense provoque une dégradation des performances et conduit à des dégats importants, s'il n'est pas rapidement contrôlé. Le cliquetis constitue un obstacle pour l'optimisation des performances énergétiques des moteurs à gaz couplée à la réduction de la pollution atmosphérique. Le développement d'outils permettant sa maîtrise est l'objectif visé par ce travail. Dans cette optique, un modèle thermodynamique à "deux zones" a été développé et adapté à la caractérisation du cliquetis. Il est basé sur une loi comportementale de la combustion, fonction des paramètres moteur et de la qualité du gaz. . .
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Caillol, Christian. "Influence de la composition du gaz naturel carburant sur la combustion turbulente en limite pauvre dans les moteurs à allumage commandé." Aix-Marseille 1, 2003. http://www.theses.fr/2003AIX11042.
Full textAbstract:
L'influence des composants minoritaires majeurs intervenant dans la composition du gaz naturel est quantifiee experimentalement. La base de donnees constituee met en evidence l'influence significative de la nature du gaz sur les performances energetiques et environnementales du moteur. Un modele de combustion predictif a une zone, base sur la resolution numerique des equations de conservation de l'energie et des especes et integrant une cinetique chimique detaillee est mis en Œuvre. Afin de prendre en compte les effets de la turbulence, une approche thermodynamique predictive a deux zones est ensuite adoptee. La propagation de la flamme de premelange est decrite dans un premier temps par une loi de comportement, puis par une formulation du taux de consommation du combustible gouverne par le melange turbulent. Enfin, une modelisation de la formation du monoxyde d'azote, basee sur l'utilisation d'une fonction de densite de probabilite de la temperature dans les gaz brules, est proposeeThe influence of the main minor components involved in natural gas composition, ethane and propane, is experimentally quantified. The constituted experimental database demonstrates the significant effect of fuel mixture properties on engine performance and pollutant emission levels. A one-zone predictive combustion model, based on the numerical resolution of energy and species conservation equations, which integrates detailed chemical kinetics, is developed. In order to take into account the effects of turbulence on the combustion process, a two-zone predictive thermodynamic approach is then adopted. The premixed flame propagation is first described by an empirical burning law, then by an expression for the rate of combustion of fuel controlled by the turbulent mixing process. Finally, a numerical modeling approach of nitric oxide formation, based on the use of a probability density function of temperature in burnt gases, is proposed
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Zadnik, Martin Vingerhoeds Rob A. Vincent François. "Détection du cliquetis pour moteur automobile." Toulouse (Université Paul Sabatier, Toulouse 3), 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/206.
Full text
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Sorin, Anthony. "Étude de l'interaction solide - fluide dans la zone d'entrée d'un tube cylindrique support d'un écoulement d'air intermittent : application à l'étude thermique des collecteurs d'échappement de moteurs à explosion." Nantes, 2003. http://www.theses.fr/2003NANT2069.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l'étude expérimentale de l'interaction thermique entre la paroi d'un canal cylindrique droit et un écoulement intermittent d'air chaud en régime périodique établi. Cette étude trouve son application première dans le développement de nouvelles lignes d'échappement de véhicules automobiles. Le principe de mesure est fondé sur un modèle axisymétrique simple, de zone d'entrée, qui fait appel au couplage, conduction dans le solide, convection dans le fluide. L'estimation du coefficient de transfert paroi - écoulement intermittent se fait au moyen d'une technique inverse fondée sur la méthode du gradient conjugué. . .
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Kosiwczuk, Wenceslas. "Mesure simultanée des vitesses des gouttes et du gaz en mélange diphasique par PIV et fluorescence." Rouen, 2006. http://www.theses.fr/2006ROUES065.
Full text
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Zadnik, Martin. "Détection du cliquetis pour moteur automobile." Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/206/.
Full textAbstract:
Le cliquetis dans les moteurs automobiles est un phénomène parasite de combustion anormale avec de nombreuses conséquences néfastes. Cette thèse concerne de nouvelles techniques de traitement du signal issu du capteur cliquetis afin d'améliorer la détection. Dans un premier temps, nous analysons les caractéristiques du signal cliquetis par des méthodes temps-fréquence. Ensuite, l'utilisation de réseaux neuronaux est envisagée pour essayer de reconstruire le signal de pression intra-cylindre, car celui-ci est un meilleur indicateur du phénomène. La partie majeure de la thèse étudie différents détecteurs du cliquetis en se basant sur un modèle paramétrique du signal. Nous proposons plusieurs méthodes robustes, d'une part pour réduire la charge calculatoire et d'autre part pour rendre le traitement tolérant vis-à-vis de la connaissance imprécise des fréquences de résonance spécifiques au cliquetis. Nous effectuons le calcul des performances théoriques des différents détecteurs ainsi qu'une application de ces détecteurs aux signaux réels.Knocking in automobile engines is a parasite phenomenon of abnormal combustion with several harmful consequences. This thesis is concerned with new techniques of knock sensor signal processing whose aim is to improve the detection. We first analyse the knock signal properties by means of time-frequency methods. Further on, the use of neural networks is considered in order to try to reconstruct the in-cylinder pressure signal, since this one better indicates the phenomenon. In the main part of the thesis, different knock detectors are studied, based on a parametric signal model. We propose various robust methods, on one hand to reduce the computational cost and on the other hand to assure a processing that is tolerant to imprecisely known knock- specific resonant frequencies. We derive theoretical detection performance of different detectors as well as apply these detectors on real signals
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Corre, Christian. "Structure d'une flamme en deux stades de butane : action d'un additif antidétonant : la n-méthylaniline." Lille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LIL10081.
Full textAbstract:
L'étude de l'oxydation du butane sur brûleur à flamme plate a été effectuée pour la première fois au-dessus de la pression atmosphérique (1. 4 bar pour une flamme froide seule et 1. 8 bar pour une flamme en deux stades). L'emploi de la chromatographie en phase gaz, de la résonance paramagnétique électronique, de la polarographie et de la colorimétrie ont permis la détermination plus de 46 profils d'espèces. Les propriétés antidétonantes de la N-méthylaniline ont également été démontrées par son action très importante sur la flamme de deuxième stade
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Lebel-Simon, Murielle. "Mesures simultanées par DRASC de température et de concentration de CO2 dans un moteur. Application à l'étude des variations cycle à cycle liées aux gaz résiduels." Rouen, 1994. http://www.theses.fr/1994ROUES010.
Full textAbstract:
Des mesures simultanées, par diffusion Raman anti-Stokes cohérente, de température et de concentration de CO2 ont été effectuées dans la chambre de combustion d'un moteur. L'objectif de cette étude est d'estimer l'influence des gaz résiduels sur les variations cycle à cycle de la combustion. Les mesures ont été effectuées en fonction de la richesse, de la vitesse de rotation, de la charge, du type de carburant et de la position du (ou des) point(s) d'allumage. La concentration de gaz résiduels au voisinage de la bougie juste avant l'allumage est un paramètre important sur la durée de la phase d'initiation. Durant la phase de propagation l'effet de la température des gaz brûlés l'emporte sur l'effet de dilution, une concentration plus élevée en gaz résiduels favorise la combustion. Dans le cas de combustion stoechiométrique ou riche, il semble que l'effet bénéfique de la température l'emporte; dans le cas de combustion pauvre, les deux effets initiation/propagation se compensent
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Lezzar, Balahouane. "Contribution à l'étude de la combustion et des limites de fonctionnement dans un monocylindre à taux de compression variable alimenté au méthane, au gaz de groningue et avec un mélange méthane-éthane." Valenciennes, 1987. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/0d1a9c0a-0df4-4fab-8206-316c90031798.
Full text
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Broustail, Guillaume. "Potentiel de l’utilisation des mélanges hydrocarbures/alcools pour les moteurs à allumage commandé." Thesis, Orléans, 2011. http://www.theses.fr/2011ORLE2077/document.
Full textAbstract:
Depuis plusieurs années, la diminution des réserves de pétrole incite les différents pays à accroitre leur indépendance énergétique. De plus, diminuer l’impact environnemental de la voiture est devenu l’une des priorités de notre société. En ce sens, les normes Européennes anti-pollution sont devenues plus strictes, tandis que certains polluants sont pointés du doigt pour avoir un impact néfaste sur la santé et l’environnement. Pour répondre à cette double problématique, l’utilisation de biocarburants de type alcools dans les moteurs à allumage commandé est l’une des voies envisagées. Ce virage a déjà été entrepris à petite échelle par l’Union Européenne qui a tout d’abord autorisé l’ajout de 5%, puis de 10% d’éthanol dans l’essence. En plus de l’éthanol déjà commercialisé, le Biobutanol, biocarburant de seconde génération, apparait comme un candidat à fort potentiel pour une utilisation dans les moteurs à allumage commandé. L’objectif de ce travail de thèse est d’étudier le potentiel de l’utilisation de mélanges isooctane/butanol dans les moteurs à allumage commandé, en termes de performances et d’émissions polluantes. De plus, ces résultats sont comparés à ceux de mélanges isooctane/éthanol. Le dégagement de chaleur dans un moteur à allumage commandé est en partie piloté par la vitesse de combustion laminaire. Cette caractéristique a été étudiée de manière expérimentale et numérique pour différentes conditions initiales (pression et richesse) dans une enceinte à volume constant. Puis, une étude sur les premières étapes de la propagation de la combustion a été réalisée dans un moteur monocylindre à accès optique. Ces résultats en moteur ont été corrélés avec les informations laminaires. Enfin, les émissions de polluants réglementés et non-réglementés, ainsi que les performances ont été étudiées dans un moteur monocylindre à allumage commandé. Une baisse de la plupart de ces émissions a été observée avec l’ajout des deux alcoolsFor the past few years, the oil stock decrease encourages the different countries to increase their energy independence. Moreover, reducing the environmental impact of transportation became one of the priorities of our society. In this way, European emissions standards are stricter while several pollutants have been identified to have a negative impact on health and the environment. To answer this double problem, the use of alcohols biofuels in spark-ignition engines is one the promising ways. The European Union have already taken a small step in that direction by allowing a maximum of 10% of ethanol into gasoline. As well as ethanol is already marketed, Biobutanol, a 2nd generation biofuel, appears as a serious candidate with a strong potential for a spark-ignition engines use. The objective of this dissertation is to study the potential of the iso-octane/butanol blends use in spark-ignition engines, in terms of performance and pollutants emissions. Moreover, these results are compared to isooctane/ethanol blends. The heat release in spark-ignition engine is piloted for a part by laminar burning velocity. This characteristic was studied experimentally and numerically for different initial conditions (pressure and equivalence ratio) in a constant volume bomb. Then, the early flame kernel growth was studied in a spark-ignition single cylinder engine equipped with optical accesses. Those results were correlated with the results on the laminar burning velocity. Finally, regulated and non-regulated pollutants emissions and engine performance were investigated in a spark-ignition single cylinder engine. A decrease of most pollutant emissions was observed with both alcohols addition
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Delorme, Rodolphe. "Applications des décharges de type streamer nanoseconde aux domaines de la combustion et de la spectroscopie." Rouen, 2004. http://www.theses.fr/2004ROUES007.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur l'application de décharges haute-tension, ayant des temps de montée de l'ordre de la nanoseconde, dans des domaines en pleine expansion actuellement. Cette étude s'articule autour de deux grands axes de recherche que sont la combustion et la spectroscopie. La première des applications potentielles dans le domaine de la combustion, l'allumage d'un mélange combustible en configuration pointe-couronne, nous a permis de valider cette technique d'allumage et de la comparer à un allumage classique par étincelle. Ce type d'allumage permet d'initier la combustion d'un mélange propane-air à richesse 1, à température ambiante, pour des pressions comprises entre 1 et 7 bars. La seconde application concerne la stabilisation de flamme liftée turbulente en sortie d'injecteur, par un plan de décharge en configuration fil-fil à barrière diélectrique. Ce procédé permet, pour une hauteur de stabilisation donnée, d'augmenter la vitesse débitante de près de 80%. L'énergie électrique injectée dans les décharges streamer correspond à 1/1000ème de l'énergie de la flamme. La limitation technique actuelle de ce type de stabilisation se situe au niveau de la fréquence de répétition des décharges (< 300 Hz). Dans le domaine de la spectroscopie, l'application de décharges streamer, en configuration fil-fil à barrière diélectrique, dans un mélange Argon-Hydrogène, permet de générer une émission entre 185 et 350 nm due à la transition dissociative de H2 (a3S+g-->b3S+u). L'ajout d'un gaz tampon, l'Hélium, permet d'accroître de 50% l'efficacité de la sourceThis thesis work concerns the application of high-voltage discharges, having rise time about the nanosecond, in fields in full expansion nowadays. This study is articulated around two large research orientations which are combustion and spectroscopy. The first of the potential applications in the field of combustion, the ignition of a combustible mixture in configuration point-to-crown, enabled us to validate this technique of ignition and to compare it with a traditional ignition by spark. This type of ignition makes it possible to initiate the combustion of a stoechiometric propane-air mixture, at ambient temperature, for pressures ranging between 1 and 7 bars. The second application relates to the stabilization of turbulent lifted flame at exit of injector, by a discharge sheet in wire-wire configuration with dielectric barrier. This process allows, for a height of stabilization given, to increase the flowing speed of almost 80%. The electric power injected into the streamer discharges corresponds to 1/1000th of the flame energy. The current technical limitation of this type of stabilization is at the level of the discharges repetition rate (< 300 Hz). In the field of spectroscopy, the application of streamer discharges, in wire-wire configuration with dielectric barrier, in a Argon-Hydrogen mixture, makes it possible to generate an emission between 185 and 350 nm due to the dissociative transition from H2 (a3S+g-->b3S+u). The addition of a buffer gas, Helium, makes it possible to increase by 50% the source efficiency
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Jérisian, Robert. "Comportement de frittés et de films d'oxyde de titane en présence de mélanges gazeux CO-CO2-O2-Ar hors équilibre thermodynamique : mise au point de capteurs résistifs pour la régulation de combustions." Tours, 1990. http://www.theses.fr/1990TOUR4003.
Full textAbstract:
Des capteurs en TiO2, sous forme de céramique, de couche épaisse obtenue par sérigraphie et de couche mince obtenue par pulvérisation cathodique, ont été étudiés sous l'action de flux gazeux en CO-CO2-O2-Ar hors équilibre thermodynamique. En régime stationnaire sous atmosphère oxydante autour de 600oc la résistance des capteurs suit la loi Po2 ½ P0,5/pco0,5 et autour de 830 oc la loi Po2 ½ Pc0 1/2 5. Sous atmosphère réductrice, dans l'intervalle de 600 à 830 oc, la réponse des échantillons massifs suit la loi (p c o 2/ p c o) 0,5 et celle des couches la loi fp o 2 0, 5 avec f fonction du taux de recouvrement (o a d s/sites de surface). En régime transitoire le temps de réponse des films de tio 2 dépend, lors d'un échelon de o 2, de la vitesse de diffusion de o 2 à travers la couche et, lors d'un échelon de Co, de l'interaction gaz-solide. Les couches obtenues par pulvérisation cathodique ont des constantes de temps de réponse de l'ordre de 30 MS.
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Lemetayer, Julien. "Etude par PIV par fluorescence de l’interaction d’un spray avec un écoulement gazeux en aérodynamique contrôlée : application à l’injection directe essence." Thesis, Rouen, INSA, 2016. http://www.theses.fr/2016ISAM0023/document.
Full textAbstract:
De nombreux procédés actuels mettent en jeu des écoulements diphasiques (sprays agricoles, pharmaceutiques, peinture...). Néanmoins, la connaissance des mécanismes régissant les interactions entre les phases (entraînement, modification des trajectoires des particules, transfert d'énergie...) est encore incomplète, notamment lors de l'injection directe essence, qui représente le cadre de cette étude. Dans cette étude expérimentale, les dynamiques instantanées des deux phases sont étudiées dans un plan pour mettre en évidence les interactions aérodynamiques entre les phases. Pour ce faire, un diagnostic de FPIV diphasique, utilisant un colorant fluorescent pour chaque phase, est développé afin d'acquérir simultanément des images séparées de chaque phase sur deux caméras indépendantes. Ainsi, les vitesses instantanées et simultanées des deux phases sont mesurées sans recourir à un prétraitement des images. Dans un premier temps, ce diagnostic optique est appliqué à la caractérisation d'une injection dans un gaz au repos. L'injection du spray met en mouvement le gaz par le biais d'un transfert de quantité de mouvement du spray vers le gaz. La dispersion des gouttes du spray et le mélange des deux phases qui résultent de ces transferts d'énergie cinétique dépendent du type de spray et également de la pression d'injection. Dans un second temps, ces interactions sont étudiées dans un moteur monocylindre transparent. La comparaison entre les fonctionnements avec et sans injection indique un impact notable de la présence du spray sur l'aérodynamique interne par le développement de nouvelles structures et la modification des caractéristiques du tumble. L'aérodynamique interne du moteur modifie également le développement du spray en comparaison de l'injection dans un gaz au reposTwo-phase flows are involved in numerous actual industrial processes (agriculture, pharmacy, painting...). However, the complex interactions between phases (entrainment, particle trajectory modification, energy transfer...) are not well understood, especially for the gasoline direct injection, which represents the context of this study. For this experimental study, instantaneous dynamics of both phases are studied in a plan to highlight the aerodynamic interactions between phases. To achieve that, a two-phase FPIV diagnostic, based on using a fluorescent dye for each phase, is developed to simultaneously acquire separated images of each phase on two independent cameras. Instantaneous and simultaneous velocities of both phases are measured without any image pre-processing. Firstly, this optical diagnostic is applied to the characterisation of a spray injection in a gas at rest. The spray drags the gas by a momentum transfer from spray to gas. The spray droplet dispersion and the mixture between the two phases, which result from this kinetic energy transfer, depend on the spray topology and the injection pressure. Then, these interactions are studied in a transparent monocylinder engine. The comparison between cycles with and without injection reveals a significant impact of the spray presence on the internal aerodynamic through the development of new structures and the modification of tumble characteristics. The internal aerodynamic also modifies the spray development in comparison to the injection in a gas at rest
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Venuti, Nicolas. "Contribution à la conception de la commande d'un moteur à soupapes électromécaniques." Paris 12, 1994. http://www.theses.fr/1994PA120060.
Full textAbstract:
L'utilisation de soupapes electromagnetiques fournit de nouveaux moyens de controle des moteurs. Le remplissage d'air frais et le taux de gaz residuel peuvent, en theorie, etre controles a chaque cycle moteur. Etablir un systeme de commande pour un tel moteur est une tache complexe ; il faut aboutir a un moteur qui soit agreable, performant et econome, en considerant des contraintes de natures tres differentes et assez globales: fiabilite et pollution. La difficulte est de formuler ce probleme pour aboutir a un choix des reglages en temps reel du moteur. Chaque cycle de combustion doit en effet etre controle de maniere a contribuer a l'optimum et satisfaire aux contraintes globales imposees au vehicule. La these propose une methode et des outils pour resoudre ce probleme. Une approche globale de type mecatronique est proposee pour etablir de facon directe et optimisee le systeme de commande recherche. Cette methode repose sur les differents outils qui ont ete developpes pendant la these: une structure de commande modulaire rend le systeme intelligible, fiable, et permet de mettre en place pas a pas les couches de controle du systeme. Elle resout de nombreux problemes lies a la methodologie de mise au point moteur. Un modele bond graph cyclique qualitativement et quantitativement realiste du moteur a ete obtenu apres une phase d'experimentation et de validation. Ce modele a permis l'optimisation parametrique du systeme d'admission et l'analyse des phenomenes du remplissage de gaz frais, brules, et d'essence pour le choix de strategies de distribution. Un systeme de prototypage de commande a ete concu specialement pour l'implantation de la commande hierarchisee avec une structure physique et logicielle, modulaire. La couche de controle des actionneurs a ete ecrite en langage c et implantee sur un microcontroleur mc68332
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Talon, Vincent. "Modélisation 0-1D des moteurs à allumage commandé." Orléans, 2004. http://www.theses.fr/2004ORLE2044.
Full textAbstract:
Les normes de pollution de plus en plus drastiques et les temps de développement des moteurs à combustion interne de plus en plus courts imposent d'utiliser des modèles embarqués pour le contrôle ainsi que pour l'étude paramétrique lors les phases de dimensionnement et d'optimisation. La modélisation physique 0-1D des moteurs à allumage commandé permet de prédire le remplissage et le déroulement de la combustion aussi bien en phase stationnaire que transitoire avec un excellent niveau de fiabilité et de corrélation par rapport aux essais tout en respectant les contraintes de pas de calcul permettant de réaliser des simulations en temps réel. Deux grands thèmes ont été abordés : La modélisation de l'acoustique des tubulures : - Nouveau modèle bondgraph d'acoustique basé sur l'approche de Godunov et de Roe - Méthode pour prendre en compte les conditions aux limites - Modèle 0D de turbocompresseur (avec approximation des champs compresseur et turbine) La modélisation de la combustion : - Modèle de Wiebe en formulation bondgraph (avec une méthode d'identification) - Modèle Eddy Burn Up en formulation bondgraph (avec une méthode d'identification) - Deux nouvelles méthodes de prise en compte de la variation cyclique
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Peron, Ludovic. "Capteurs et stratégies d'estimation-prédiction pour les nouvelles générations de contrôle moteur : application au moteur à allumage commandé." Orléans, 2001. http://www.theses.fr/2001ORLE2049.
Full textAbstract:
Le contrôle des moteurs à allumage commandé est devenu un enjeu capital pour satisfaire la législation en vigueur sur les émissions polluantes ainsi que les contraintes sur la consommation, la puissance et l'agrément de conduite. Du point de vue de la commande, le moteur à allumage commandé est un processus complexe : non linéarités, retards, dynamiques variables, irrégularités de combustion auxquels il faut ajouter le vieillissement et les disparités entre moteurs. . . L'optimisation du fonctionnement des moteurs à allumage commandé requiert une excellente caractérisation de leur état de fonctionnement et un suivi permanent du déroulement de la combustion. Dans ce contexte, l'instrumentation d'un moteur est primordiale pour les performances des systèmes de contrôle moteur : la caractérisation du processus dépend en effet du nombre et du type de capteurs implantés. La thèse a consisté à évaluer les potentialités de nouveaux capteurs pour les nouvelles générations de contrôle moteur et à proposer des solutions automatiques lorsque les capteurs sont déficientss, inexistants ou trop coûteux.
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Sches, Céline. "Analyse du comportement du carburant injecté dans les conduits d'admission des moteurs à allumage commandé à injection multipoint : modélisation et validation expérimentale." Paris 6, 1999. http://www.theses.fr/1999PA066463.
Full textAbstract:
Afin de minimiser les émissions de polluants par les véhicules automobiles pendant les transitoires de fonctionnement, la maîtrise de la préparation du mélange carburé est essentielle. Dans ce contexte, une démarche interactive a été entreprise entre un travail de modélisation et une étude expérimentale, pour accéder à une meilleure compréhension des mécanismes du comportement dynamique du carburant injecté dans les conduits d'admission des moteurs à allumage commandé à injection multi-point. Les essais sur banc moteur, élaborés suivant la théorie des plans d'expériences, ont permis de dégager deux facteurs essentiels : le phasage de l'injection et la température du liquide de refroidissement, qui agissent sur la dynamique du carburant par l'intermédiaire d'un filtre de second ordre. Nous avons alors mis au point et validé expérimentalement un modèle phénoménologique pour analyser les phénomènes qui interviennent dans la formation du mélange et calculer l'évolution de la richesse pendant les fonctionnements transitoires. Ce programme utilise les résultats d'un modèle tridimensionnel décrivant le transport, l'évaporation et la déposition des gouttes de carburant constitutives du jet. Le calcul ne nécessite aucune phase d'identification de paramètres et les temps d'exécution sont raisonnables. Nous avons mis en évidence qu'une bonne prédiction de la richesse du mélange nécessite une bonne description du film de carburant liquide. Le traitement du jet peut être plus sommaire mais reste cependant nécessaire. Les perspectives de cette étude se situent aussi bien dans le domaine du contrôle de la richesse (mise au point de stratégies d'injection, optimisation de la configuration du système d'injection,. . . ), que dans le domaine théorique (meilleures modélisations du mouvement du film et de la pulvérisation secondaire du carburant présent sur la soupape d'admission).
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Boudier, Pascal. "Modélisation de l'initiation et de la propagation d'une flamme turbulente prémélangée par le modèle de flamme cohérente : application au cas du moteur à allumage commandé /." Paris : Ed. Technip, 1992. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35511239z.
Full text
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Maleville, Xavier. "Phénomènes d'oxydation des lubrifiants pour moteurs à essence fonctionnant à haute température /." Paris : Ed. Technip, 1993. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35611004x.
Full textAbstract:
Th. univ.--Sci. petrolières--Paris 6, 1993.Diplôme délivré en association avec l'Ecole nationale supérieure du pétrole et des moteurs. Bibliogr. p. 134-136. Résumé en français et en anglais.
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Lu, Zhecheng. "Bilans énergétique et exergétique d'un moteur à allumage commandé." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1991. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T1442_zlu.pdf.
Full textAbstract:
La formulation théorique des bilans énergétique et exergetique ont été établis à partir des premier et deuxième principes thermodynamiques. Elle est ensuite appliquée a un moteur quatre temps a allumage commande de deux litres de cylindrée. Les incidences des différents paramètres sur les bilans ont été analysées à l'aide d'une modélisation par deux zones. Les résultats de ces deux bilans ont été également compares afin de faire ressortir la complémentarité de ces deux concepts.
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Astanei, Dragoş-George. "Improving the performances of the combustion engines by improving the ignition system." Thesis, Orléans, 2014. http://www.theses.fr/2014ORLE2073/document.
Full textAbstract:
Face aux normes actuelles et futures, de plus en plus drastiques, concernant les émissions de polluants, les constructeurs automobiles cherchent en permanence à améliorer l'efficacité des moteurs à allumage commandé. Une des solutions les plus efficaces et applicables pour diminuer la quantité de polluants émis dans les gaz d’échappement (HC, CO, NOx) et réduire la consommation de carburant, est d’utiliser un mélange très pauvre (richesse du mélange inférieure à 0,6). Toutefois, ce concept de fonctionnement est limité par les systèmes d'allumage classiques qui ne peuvent pas garantir un allumage du mélange air / combustible dans de bonnes conditions, de manière à assurer une combustion complète, rapide et reproductible.Le sujet de cette thèse consiste en l'élaboration d'un nouveau système d'allumage basé sur une bougie d’allumage double, qui peut produire deux d'étincelles quasi-simultanées, dont la longueur cumulée est plusieurs fois plus élevée que celle d’étincelles produites par une bougie d'allumage classique. Pour valider ce système d'allumage, trois différents types d'analyses ont été réalisés: une analyse des paramètres électriques des décharges, un diagnostic du plasma par spectroscopie optique d'émission, et des essais in situ du système d'allumage sur deux moteurs à combustion interne avec analyse des gaz d'échappement et détermination des performances des moteurs.Ces tests ont révélé que l'utilisation du système d’allumage à double étincelle peut assurer une meilleure stabilité dans le fonctionnement du moteur (en particulier dans les conditions d'allumage difficiles, en utilisant des mélanges très pauvres) ; des performances accrues du moteur pour une même quantité de carburant consommé ; et une diminution de la quantité d’hydrocarbures imbrûlés et de monoxyde de carbone dans les gaz d'échappement, mais avec une plus grande émission d'oxydes d'azote par rapport à un système d'allumage classiqueFaced with the current and future more and more drastic standards for pollutant emissions, the car manufacturers are permanently trying to improve the efficiency of spark ignition engines. One of the most effective applicable solutions for reducing the quantity of pollutant emissions (HC, CO, NOx) from the exhaust gases and also to reduce the fuel consumption is to operate with very lean mixture (equivalent ratio lower than 0.6). However, this operation concept is limited by the actual ignition systems that cannot assure an air/fuel mixture ignition in good conditions, in order to assure a complete, fast and repeatable combustion. The subject of this thesis consists into developing of a new ignition system based on a double spark plug, which can produce two quasi-simultaneous spark discharges with cumulated length few times higher than the sparks produced by a conventional spark plug. For ignition system validation, three different types of analysis have been considered: the analysis of the discharges electrical parameters, the plasma diagnosis using optical emission spectroscopy methods and the tests of the ignition system on two internal combustion engines with the exhaust gases analysis and engine performances determination. The tests revealed that the utilization of the double spark ignition system can assure a better stability in engine operation (especially in difficult ignition conditions such using very lean mixtures), increased engine performances for the same amount of consumed fuel and it can provide a diminution of the unburned hydrocarbons and carbon monoxide quantities from the exhaust gases, but with an increased quantity of nitrogen oxides, compared with a conventional ignition system
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Rahmouni, Camal. "Contribution à la caractérisation de la qualité du gaz naturel à partir de ses propriétés physiques." Nantes, 2003. http://www.theses.fr/2003NANT2011.
Full textAbstract:
Le gaz naturel représente un carburant prometteur pour les moteurs à gaz, alliant performances énergétiques et faibles émissions polluantes. Contrairement aux carburants liquides dont la qualité est maîtrisée, celle du gaz naturel dépend de son origine et est donc amenée à varier dans un réseau interconnecté. Pour des réglages prédéfinis du moteur, ces variations de qualité peuvent amener à une combustion anormale (auto-inflammation) de la charge fraîche, induisant un bruit métallique appelé cliquetis. Un cliquetis intense constitue un obstacle pour l'optimisation des performances énergétiques et environnementales des moteurs à gaz et peut provoquer des dégâts importants, s'il n'est rapidement contrôlé. L'indicateur permettant de traduire ces variations de composition, i. E. De qualité du gaz, est l'indice de méthane. Défini de manière similaire à l'indice d'octane des combustibles liquides, il caractérise la résistance au cliquetis des combustibles gazeux. . .
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Achour, Louiza. "Dynamique et contrôle de la régénération d'un filtre à particules diesel." Paris, ENMP, 2001. http://www.theses.fr/2001ENMP1004.
Full textAbstract:
Les particules diesel indesirables a l'echappement des moteurs diesel peuvent etre eliminees par l'utilisation de filtres a particules diesel places dans la ligne d'echappement. Ils permettent, lors de la phase de chargement, de collecter les particules diesel par passage des gaz a travers une paroi poreuse. Puis, lors de la phase de regeneration, les suies retenues sont eliminees par combustion. Le pilotage d'un tel systeme necessite une surveillance permanente de l'etat du filtre et du fonctionnement moteur ainsi que le deploiement de strategie de controle par le biais de la modelisation. Ainsi, l'objectif de la these est de developper un modele de regeneration de filtre a particules, possedant a la fois un degre d'acuite suffisant pour decrire les phenomenes physico-chimiques et une certaine simplicite pour elaborer et tester des lois de commande. Le but poursuivi est la modelisation et le controle des transitoires thermiques en mode de regeneration. En effet, des temperatures trop fortes en cours de regeneration peuvent endommager voire casser le filtre. Nous montrons ici comment limiter les pics de temperature en jouant sur le flux partiel d'oxygene en entree du filtre. Pour cela, nous proposons plusieurs modeles dynamiques originaux (0d et 2d). Ils permettent, a partir des caracteristiques des gaz d'echappement et du niveau de chargement de predire l'evolution thermique du filtre durant la regeneration. Ces modeles sont valides experimentalement a partir d'essais sur banc moteur realises en boucle ouverte (bo) et en boucle fermee (bf) pour verifier et valider l'efficacite de notre loi de commande de type proportionnelle avec saturation. Ensuite, une analyse theorique s'appuyant sur les methodes developpees en dynamique et controle des systemes prouve la robustesse de la loi de commande. En particulier, nous montrons qu'il est impossible d'avoir des phenomenes oscillants (absence d'orbites periodiques en bf).
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Dovifaaz, Xavier. "Modélisation et commande d'un moteur Diesel en vue de la réduction de ses émissions." Amiens, 2001. http://www.theses.fr/2001AMIE0003.
Full text
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Reneme, Yvan. "Post-traitement catalytique des gaz de combustion de moteurs thermiques fonctionnant au gaz naturel." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10149/document.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l’étude de catalyseurs à base de métaux nobles pour le post-traitement des gaz de combustion de moteurs fonctionnant au gaz naturel. La stabilité du méthane impose des températures de fonctionnement supérieures à celles d’un catalyseur pour un moteur essence. La conséquence est une désactivation plus rapide associée au frittage et aux changements de composition de surface lorsque Pd et Rh sont associés. Une première partie a permis de cerner l’impact de ces reconstructions sur les propriétés d’adsorption des métaux noble et les mécanismes d’activation du méthane. L’effet bénéfique de l’ajout de Rh au catalyseur Pd/Al2O3 retardant l’agglomération de Pd est observé. Un état oxydé des catalyseurs vieillis semble plus favorable à l’adsorption du méthane. D’autre part, la dispersion de Pd sur Al2O3/CexZr1-xO2 permet d’accroître sa résistance.Ces catalyseurs ont également été étudiés au cours du démarrage à froid la réaction NO/H2 étant prépondérante. Deux approches théorique et expérimentale ont été confrontées permettant de proposer un mécanisme réactionnel où l’étape clé est la dissociation de NO. La réaction compétitive H2/O2 joue un rôle important régulant le taux de recouvrement en hydrogène qui permet d’assister la dissociation de NO sur Rh alors que cet effet bénéfique n’est pas observé sur Pd en raison d’une réaction H2/O2 trop rapide. Le développement de formulations catalytiques alternatives a été entrepris montrant l’intérêt potentiel des perovskites. Une très bonne stabilité, lorsque le palladium est déposé sur la perovskite et un gain d’activité après inclusion dans la structure de la perovskite ont été mis en évidence après vieillissementThis investigation deals with the development of noble metal based catalysts for after-treatment systems dedicated to natural gas engines. The high stability of methane implies more elevated running temperatures than in the conventional three-way technology. Deactivation proceeds more rapidly related to thermal sintering and changes in surface composition when Pd and Rh are associated. The impact of such reconstruction has been evaluated on the adsorptive properties of noble metals and the mechanism involved in the activation of methane. The beneficial effect due to Rh incorporation to Pd/Al2O3 preventing agglomeration of Pd was observed as well as a greater stabilization of the adsorptive properties after oxidative thermal treatment. Pd deposition on Al2O3/CexZr1-xO2 was found to improve the thermal stability and activity associated with an enhancement of OSC properties.The catalyst behaviour has also been studied during the cold start engine where the NO/H2 reaction predominates. Theoretical and experimental approaches were compared in order to propose a mechanism where the elementary key is dissociation of NO. Competitive H2/O2 reaction plays an important role regulating the hydrogen surface coverage which assists the dissociation on Rh. This beneficial effect disappears on Pd/Al2O3 due to a H2/O2 reaction much faster than the NO/H2. Finally, alternative catalyst formulations were developed based on perovskite. The potential interest of such materials is related to their ability to stabilize the metal dispersion of noble metals and to improve the oxygen storage capacity particularly when Pd is included in the perovskite lattice rather than deposited by impregnation
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Ribaucour, Marc. "Autoinflammation et cliquetis dans les moteurs : étude en machine à compression rapide de l'influence de la structure de l'hydrocarbure sur les délais d'autoinflammation." Lille 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LIL10012.
Full textAbstract:
Ce travail est une contribution à l'étude du cliquetis dans les moteurs à allumage commandé. Il est maintenant admis que l'origine de ce phénomène est une autoinflammation des gaz frais. Pour étudier l'autoinflammation dans des conditions voisines des conditions moteur nous avons utilisé une machine à compression rapide. Le prototype initial de la machine a été mis au point et modifié. La machine actuelle est commandée par un microordinateur qui enregistre le signal de différents capteurs (capteur de pression, de déplacement et photomultiplicateur) permettant de suivre la réactivité de mélanges gazeux dans une échelle temporelle allant de 1 à 100 ms. Dans cette machine les délais d'autoinflammation d'hydrocarbures aliphatiques saturés ont été mesurés dans de larges gammes de température (600-900 k), de pression (3 à 16 bar) et pour différentes richesses (0. 8, 1 et 1. 2). Les effets liés à la longueur et à la ramification de la chaîne hydrocarbonée ont été étudiés en considérant la série n-pentane, n-heptane et les couples n-pentane/neopentane, n-heptane/isooctane. Deux types de modèles de cinétique chimique ont été utilisés pour rendre compte des résultats expérimentaux. Dans le cas du n-butane un modèle détaillé à 807 réactions élémentaires et 140 espèces reproduit correctement les délais du premier et du second stade de l'autoinflammation. Un modèle semi-global contenant 18 réactions a été testé dans le cas de l'isooctane.
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Foucher, Fabrice. "Etude expérimentale de l'interaction flamme-paroi : application au moteur à allumage commandé." Orléans, 2002. http://www.theses.fr/2002ORLE2057.
Full textAbstract:
La législation concernant les émissions polluantes des moteurs d'automobile devenant de plus en plus draconienne, et dans un soucis de diminuer les rejets de gaz à effets de serres, les constructeurs automobiles se sont engagés à diminuer la consommation et les émissions polluantes des véhicules. Pour réussir ce challenge, une compréhension parfaite de la combustion est nécessaire pour permettre notamment d'améliorer les modèles numériques nécessaire à la conception de moteur respectant les prochaines normes antipollution. Malgré de très nombreuses recherches concernant les différentes phases de la combustion moteur, certaines d'entre elles sont encore très mal connues. L'interaction des flammes de prémélange avec les parois de la chambre de combustion fait partie. Nous proposons dans ce travail d'améliorer les connaissances générales de la combustion des moteurs à allumage commandé et plus particulièrement du phénomène d'interaction flamme paroi. Pour cela, deux dispositifs expérimentaux ont été mis en œuvre : - Le premier permet l'étude de l'interaction d'une flamme laminaire de prémélange avec une paroi dans une enceinte maintenue à pression constante. La PIV (Particle Imaging Velocimetry) rapide a été mise en place afin de suivre temporellement la propagation de la flamme contre une paroi froide. Les vitesses locales aux fronts et les étirements de flammes ont ainsi pu être déterminés. Il a été montré que le comportement de la flamme évoluait significativement lorsque le front de flamme était distant de 4 à 5 mm de la paroi. - Le deuxième dispositif expérimental est un moteur à accès optiques. L'aérodynamique pariétale de ce dernier a été caractérisée à l'aide de la PIV (Particule Image Velocimetry) basse fréquence. La Fluorescence induite par tomographie laser a été utilisée pour étudier les flammes de prémélange interagissant avec le piston. L'analyse des images tomographiques a permis de déterminer le taux de réaction moyen à partir de l'analyse de la densité de surface de flamme puis de l'analyse fractale. Un effort particulier a été apporté pour ne pas intégrer à ces analyses les fluctuations cycle à cycle de la combustion. Finalement, une évolution du taux de réaction moyen en fonction de la distance flamme piston a été déterminée.
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Moréac, Gladys. "Etude expérimentale et modélisation des interactions chimiques entre gaz résiduels et gaz frais dans l'allumage spontané homogène des moteurs à essence." Orléans, 2003. http://www.theses.fr/2003ORLE2006.
Full textAbstract:
De nouveaux concepts de combustion dans les moteurs à piston sont à l'étude (HCCI, CAITM), afin de réduire les émissions de polluants et de CO2. Leur mise en œuvre nécessite la maîtrise de l'allumage réalisé par auto-inflammation pendant la phase de compression en présence de gaz brûlés recyclés. L'étude menée ici vise à mieux définir les effets de certains constituants des gaz brûlés sur cette combustion. Des expériences ont été menées en réacteur auto-agité par jets gazeux à 1 et 10 atm et en réacteur tubulaire à 1 atm entre 550 et 1200 K afin d'évaluer les effets de NO, CO, CH2O et d'un mélange représentatif d'hydrocarbures imbrûlés (UHC) sur l'oxydation de quatre composés : le n-heptane, l'iso-octane, le méthanol et le toluène. Un mécanisme réactionnel détaillé décrivant l'ensemble des réactions de ces composés a été mis en œuvre afin d'interpréter les résultats expérimentaux. Les calculs réalisés à l'aide de ce mécanisme confirment les résultats expérimentaux montrant que CO, CH2O et des hydrocarbures imbrûlés n'ont aucun effet. L'effet accélérateur ou inhibiteur de NO selon les conditions expérimentales est reproduit au moins qualitativement par le mécanisme.
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Bonnet, Patrick. "Contribution a la conception d'un systeme de mesure de gaz d'echappement d'un moteur diesel." Amiens, 1998. http://www.theses.fr/1998AMIE0102.
Full textAbstract:
La reduction de la pollution et de la consommation des moteurs diesel fait actuellement l'objet de travaux importants en raison, en particulier, de la prise de conscience recente des nuisances que ce mode de propulsion entraine pour l'homme. La plupart de ces travaux montrent qu'il serait interessant de suivre en temps reel l'evolution de la composition de l'effluent diesel. Cette these a pour objet d'etudier un systeme de mesures pouvant convenir a ce type d'application. Apres une description du fonctionnement du moteur diesel, puis un passage en revue des capteurs susceptibles de convenir au suivi de la composition des gaz d'echappement, le principe de detection du capteur retenu est expose : il s'agit d'un capteur catalytique a microfilament de platine auquel on a ajoute une detection ionique. On presente ensuite le prototype de capteur mis au point ainsi que les bancs de mesures realises pour tester ce capteur. Les resultats obtenus lors des tests effectues sur une cinquantaine de molecules en phase gazeuse ont permis de caracteriser son fonctionnement. L'etude du comportement du capteur en presence de differents types de fumees et plus particulierement d'effluent diesel a permis de mettre en evidence que la reponse du capteur est surtout liee aux particules. Le probleme de l'integration du capteur dans le moteur est finalement aborde.
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Boiarciuc, Andrei. "Développement de la technique "Incandescence Induite par Laser" pour caractériser les particules de suies dans un moteur Diesel." Orléans, 2006. http://www.theses.fr/2006ORLE2025.
Full textAbstract:
Une contribution au développement de la technique « Laser-Induced Incandescence » (LII) a été apportée dans le but de quantifier d’une manière non intrusive les suies dans la chambre de combustion d’un moteur Diesel dit « transparent » et d’améliorer ainsi la compréhension de la formation des particules lors du processus de combustion spécifique à ces moteurs. Cette technique, dont le principe est basé sur l’analyse du rayonnement émis par des particules chauffées par un laser permet d’estimer avec une bonne résolution temporelle et spatiale des concentrations de suies et des tailles des particules dans des milieux réactifs. Une approche originale de cette technique, consistant en l’acquisition simultanée d’une image LII et de l’évolution temporelle du signal LII filtré à deux longueurs d’onde, a été mise en place et utilisée pour caractériser quantitativement les particules dans des flammes de diffusion laminaires et dans la chambre de combustion du moteur Diesel « transparent ». Une attention particulière a été accordée à la modélisation des échanges de chaleur au niveau des particules de suies le long du processus LII afin de pouvoir, par la suite, estimer leurs tailles. Deux approches de modélisation du signal LII sont présentées et analysées : la première pour des particules situées à la pression atmosphérique et la seconde caractéristique des milieux à pression relativement importante, comme dans la chambre de combustion d’un moteur Diesel. L’évolution de la concentration des suies et des tailles des particules dans la chambre de combustion du moteur Diesel selon les conditions de recirculation des gaz d'échappement a été étudiée à l'aide de la technique LII.
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Giansetti, Pascal. "Contrôle moteur à l'allumage : estimation/prédiction de la masse et de la composition du mélange enfermé dans le cylindre." Orléans, 2005. http://www.theses.fr/2005ORLE2028.
Full textAbstract:
Le contrôle des moteurs à allumage commandé est devenu capital pour satisfaire la législation sur les émissions polluantes tout en garantissant un bon agrément de conduite. L'objectif était d'estimer la masse et la composition des gaz dans le cylindre d'un moteur à partir de lois physiques afin d'assurer un meilleur contrôle des phases transitoires en prenant en compte les gaz résiduels et les gaz recirculés. La quantité de gaz résiduels a été caractérisée à l'aide de deux expériences et d'un code de calcul. Un modèle a été validé expérimentalement et intégré à un observateur prédicteur bouclé qui permet de prédire la pression et la température dans le collecteur. Les prédictions des différents flux de gaz et des espèces chimiques présents dans le cylindre en sont alors déduites. L'observateur à été validé expérimentalement et en simulation. De plus, un algorithme permettant d'estimer la masse de gaz frais et brûlés à partir de la pression cylindre a été proposé pour obtenir l'information cycle à cycle et cylindre à cylindre.
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Chartrain, Didier. "Contribution à l'étude de l'écoulement dans les circuits de refroidissement des moteurs à explosion." Poitiers, 1999. http://www.theses.fr/1999POIT2276.
Full textAbstract:
Dans la premiere partie du document, on presente les differents problemes lies au refroidissement du moteur : thermomecanique, cavitation et refroidissement nuclee. Nous proposons de developper, sur la base d'un modele simplifie du circuit d'une culasse, des methodes experimentales qui permettent d'offrir aux ingenieurs des outils de diagnostique rapides et precis. On presente ensuite, les caracteristiques du banc d'essais qui a ete construit pour realiser l'etude experimentale. En presentant les resultats experimentaux, on met en evidence l'influence du nombre de reynolds sur le coefficient de perte de charge de la maquette. La structure de l'ecoulement est caracterisee grace aux mesures ldv et piv. Des informations tres precises, nous permettent de decrire la plupart des phenomenes fluides. A partir des profils des tensions de reynolds et des valeurs rms ont montre qu'il n'est pas envisageable de modeliser la turbulence dans cet ecoulement complexe, a partir d'un modele du type longueur de melange. Les resultats qualitatifs de l'anemometrie film chaud permettent de mieux apprehender l'influence de l'ecoulement sur la structure energetique de la turbulence parietale. Les simulations numeriques sont realisees dans differentes configurations. On montre que les resultats des calculs sont particulierement sensibles aux modeles utilises pour decrire l'ecoulement de proche paroi.
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Nait, Mohand Abderrahmane. "Contribution à l'étude de la combustion dans un moteur gazole-gaz naturel par analyse thermodynamique et par cinématographie rapide." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1992. http://www.theses.fr/1992ECDL0022.
Full textAbstract:
Le gaz naturel peut se substituer aux combustibles liquides conventionnels dans les moteurs a combustion interne. Pour les moteurs diesel fonctionnant en dual-fuel, l'allumage de la charge prémélangée air-gaz naturel est assure par une injection pilote de gazole. Nous avons étudié ce type de combustion dans un moteur monocylindre a injection directe dont la culasse est équipée de larges accès optiques permettant la visualisation de la combustion. L’influence des principaux paramètres tels que l'énergie introduite par le gazole et par le gaz naturel, la pression de suralimentation, l'avance a l'injection et la richesse du mélange air-gaz naturel ont fait l'objet d'essais moteurs. Un modèle thermodynamique d'analyse, base sur l'exploitation du signal de pression au cours du cycle de combustion et adapte au mode dual-fuel, conduit a l'évaluation de la vitesse de libération d'énergie. Un second modèle, assimilant le volume brule a une sphère permet alors la détermination de la vitesse de propagation de la flamme a partir de l'évolution de la fraction brulée. La cinématographie rapide, qui constitue un moyen complémentaire de l'analyse thermodynamique, renseigne de manière plus précise sur le mode d'inflammation du jet et sur la propagation de la flamme dans la chambre de combustion. Ces méthodes ont permis de faire ressortir l'effet de la présence du gaz sur les conditions d'auto-inflammation du gazole. Elles ont montre, par ailleurs, l'influence déterminante du délai d'auto-inflammation sur le lieu de l'inflammation, le volume enflamme, et donc sur l'énergie disponible pour enflammer la charge de gaz. Cette étude a permis de distinguer différents modes de combustion et d'expliquer, a l'aide de l'analyse chromatographique des gaz d'échappement, les pertes de performances des moteurs dual-fuel liées a l'appauvrissement du mélange air-gaz naturel en fonctionnement a charge partielle. Enfin l'étude paramétrique a mis en évidence les facteurs qui influencent la vitesse de propagation du front de flamme et donc les conditions d'une combustion optimale du gaz naturel et du gazole.
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Akiki, Rony. "Etude de la recirculation des gaz carter et des gaz d’échappement dans les moteurs à combustion interne." Paris 10, 2008. http://www.theses.fr/2008PA100197.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur l’étude théorique et expérimentale des circuits de recirculation des gaz carter et des gaz d’échappement dans les moteurs à combustion interne. La recirculation des gaz d'échappement, ou EGR consiste à rediriger une partie des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne dans le collecteur d'admission. La recirculation de ces gaz d’échappement permet de diminuer les émissions des oxydes d’azote. Les séparateurs centrifuges présents dans le circuit de recirculation des gaz carter permettent de séparer les particules d’huile du gaz pour diminuer la consommation d’huile et protéger les pièces de la ligne d’admission d’air contre l’encrassement. Une nouvelle technique de mesure simultanée de la granulométrie et de la vitesse des particules en deux directions dans un champ de quelques centimètres carrés a été mise au point. Des mesures ont été réalisées sur un banc d’organe développé pour reproduire les gaz carter et le circuit de ventilation du carter. Un moyen de calcul de l’efficacité de séparation et de la perte de charge des décanteurs à hélice a été développé. Les résultats théoriques ont été validés par des résultats expérimentaux. Un nouveau concept de décanteur centrifuge « hélice à géométrie variable » adapté à notre application a été développé dans cette étude. Ce concept permet de réduire jusqu’à cinq fois la consommation d’huile provenant des gaz carter. Pour étudier le mélange air/EGR, dans le collecteur d'admission, une nouvelle technique de mesure non intrusive a été développée dans cette étude. Cette technique permet d’évaluer l’homogénéité du mélange air/EGR et de mesurer la répartition des gaz EGR cylindre à cylindreIn this project a combination of experiments and simulations is used to study the recirculation of the blow by gas and the exhaust gas in internal combustion engines. These systems were developed to reduce pollutant emissions. Exhaust Gas Recirculation EGR reduces flame temperature, thereby reducing nitrogen oxide (NOx) emissions. Centrifugal oil mist separators present in the crankcase ventilation systems are used to separate oil particles from blow by gas in order to reduce oil consumption and protect the air intake line. A new simultaneous measurement technique of particles sizes and velocities in a field of a few square centimetres was developed. Measurements have been carried out on an experimental set-up developed to simulate the blow by gas and the engine crankcase ventilation system. Analytical software was developed to predict the efficiency and the pressure drop of the swirl tube separator. Theoretical results were compared and validated by experimental results. A new concept of oil mist separator “variable swirl tube separator” adapted to our application was developed. This concept reduces five times the oil consumption coming from the blow by gas in internal combustion engines. To study the air/EGR mixture in the air intake manifold, before the combustion chamber, a new non-intrusive measurement technique was developed in this study. This technique evaluates the homogeneity of the air/EGR mixture and measures the EGR cylinder to cylinder distribution
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Rousseau, Stéphane. "Contribution a l'etude du cycle thermodynamique de moteurs de cogeneration fonctionnant au gaz naturel en melange pauvre." Nantes, 1999. http://www.theses.fr/1999NANT2038.
Full textAbstract:
Les moteurs a gaz utilises en cogeneration operent dans des plages de reglages etroites limitees par les risques de cliquetis et de rates d'allumage. Les phenomenes physiques intervenant dans ce type de moteur sont encore insuffisamment connus. En particulier peu de donnees existent sur le deroulement de la combustion et l'influence des parametres de reglages sur les performances. Afin d'etudier ces deux aspects, une plate-forme de cogeneration a ete instrumentee. Une base de donnees experimentales a ainsi ete constituee, caracterisant le moteur etudie du point de vue des performances energetiques, des emissions polluantes mais aussi du cycle thermodynamique. Les effets des parametres de reglages sur les performances energetiques et environnementales sont quantifies et interpretes. Des modeles thermodynamiques d'analyse a une et deux zones ont ete developpes afin de caracteriser le deroulement de la combustion a partir de la pression cylindre mesuree. Les differentes etapes de la combustion ont ainsi ete etablies, et differentes lois mathematiques de combustion ont ete identifiees. Des correlations sont proposees en fonction des parametres de reglages. Les durees de combustion observees se revelent assez courtes compte tenu du fonctionnement en melange pauvre, ce qui suggere un niveau de turbulence eleve. Le calcul de la vitesse de propagation du front de flamme vient confirmer ce fait. L'importance de la geometrie du moteur est d'ailleurs mise en evidence. Les resultats de l'analyse de la combustion sont ensuite exploites dans des modeles thermodynamiques permettant de simuler les performances du moteur. Les performances energetiques sont reproduites avec une bonne precision. L'influence des parametres de reglages est bien restituee. Les resultats montrent egalement qu'en melange pauvre, la formation des no x par le mecanisme de fenimore ne peut plus etre negligee.
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Maiboom, Alain. "Etude expérimentale et modélisation phénoménologique de l'influence des caractéristiques thermodynamiques et de la composition des gaz d'admission sur la combustion et les émissions d'un moteur diesel automobile." Nantes, 2007. http://www.theses.fr/2007NANT2142.
Full textAbstract:
La réduction à la source des émissions polluantes (principalement NOx et particules) est un objectif primordial lors de la conception et de l’optimisation des moteurs Diesel de propulsion automobile. Dans ce cadre, le travail présenté dans ce mémoire vise à mieux comprendre l’influence des caractéristiques thermodynamiques et de la composition des gaz d’admission (via la recirculation de gaz d’échappement) sur la combustion et les émissions d’un moteur Diesel. L’étude bibliographique fournit une synthèse des principales connaissances à ce jour sur le déroulement de la combustion Diesel à injection directe et sur la formation des émissions polluantes, et permet d’identifier des modèles de jet et de combustion. Une étude expérimentale locale menée sur un moteur Diesel mono cylindre à accès optique apporte certaines informations nouvelles sur le déroulement de la combustion à faible charge, en milieu dilué et non dilué, pour des combustions avec et sans pré injection, et permet de tester et d’adapter certains des modèles relatifs à la description du jet de carburant. Ces derniers sont alors utilisés pour développer un modèle de combustion phénoménologique multi zones original, basé sur la description de Dec et al. , permettant notamment d’évaluer les évolutions des températures de flamme et de cœur de jet, de la longueur d’accroche de flamme et la richesse correspondante. Une large campagne expérimentale est ensuite menée sur un moteur 2 litres de série modifié, avec deux configurations de recirculation de gaz d’échappement (EGR) : haute pression (HP) et basse pression (BP), et dont les résultats sont analysés pour partie à l’aide du modèle de combustion. Les caractéristiques thermodynamiques et la composition des gaz d’admission sont modifiées de façon séparée afin d'isoler l'influence de ces différents paramètres sur les émissions et le déroulement de la combustion (dégagement de chaleur instantané), en particulier lors de l’utilisation de forts taux de recirculation de gaz d’échappement ; différents points de fonctionnement sont étudiés. Les évolutions des émissions de NOx et de particules sont le résultat de processus complexes et de phénomènes antagonistes ; dans la plupart des cas, des explications sont proposées. Finalement, des régimes de combustion à très faibles émissions de NOx et de particules sont décrits et analysés, et des voies de réduction des émissions de NOx en maintenant constant le niveau d’émissions de particules et la consommation spécifique sont proposées, en particulier à l’aide de la boucle EGR BPIn-cylinder pollutant emissions reduction (NOx and particulate matter (PM) principally) is a major challenge during automotive Diesel engine design. The objective of this work is to characterize inlet gas thermodynamic properties and composition (exhaust gas recirculation) on combustion and pollutant emissions of a Diesel engine. The bibliographic survey gives principal phenomena occurring during direct injection Diesel combustion and pollutant formation, and identifies some models for fuel jet description and combustion. A local experimental study on an optically accessible one cylinder Diesel engine gives some new informations on combustion at low load conditions, for non diluted and diluted conditions, with and without pilot injection, and allow to test and adapt some fuel jet models. These latter are utilized to develop an original multi zone phenomenological combustion model, based on Dec’s description, allowing the evaluation of core spray and flame temperature, as well as lift-off length and corresponding fuel/air ratio. A wide range experimental study is then undertaken on a 2 litre standard Diesel engine, with two exhaust gas recirculation (EGR) loops: a high pressure (HP) one and a low pressure one (LP). The results are analysed with the combustion model. Inlet gas thermodynamic properties and composition are modified separately to isolate the influence of these parameters on combustion (rate of heat release), in particular when utilizing high EGR rates. Various operating points are studied. NOx and PM emissions are the result of complex and sometimes opposite phenomena; explanations are proposed in most cases. Finally, low-NOx / low-PM emissions combustion regimes are described and analysed, and in-cylinder strategies for reducing NOx emissions while maintaining specific fuel consumption and PM emission level are proposed, in particular owing to LP EGR loop
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Auzas, Frédéric. "Décharge radiofréquence produite dans les gaz à pression élevée pour le déclenchement de combustion." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112253.
Full textAbstract:
Cette étude s’attache à caractériser une décharge électrique radiofréquence (RF) générée par une alimentation résonante pour des applications automobiles de déclenchement de combustion. Pour répondre aux futures normes de pollution, il convient de dépasser les limites de la bougie d’allumage conventionnelle. La décharge hors-équilibre du système d’allumage RF créée à l’extrémité d’une pointe apparaît multi-filamentaire. Sa durée peut atteindre plusieurs centaines de microsecondes. A la pression atmosphérique, la chronologie de l’étincelle établie par imagerie rapide et mesures électriques rapides permet d’identifier les étapes de sa formation depuis son initiation en fonction de la polarité de l’électrode jusqu’au maintien des filaments dans le temps et l’espace. Certaines propriétés physico-chimiques de la décharge RF sont aussi mises en avant. A pression élevée et dès 3 bars, il s’opère une transition dans la propagation des filaments. Une instabilité supposée électrostatique tend à déformer la structure ramifiée durant la phase de maintien. Les températures du plasma déterminées par spectroscopie d’émission révèlent un confinement thermique. L’inflammation d’un mélange air-propane par la décharge RF est étudiée expérimentalement et au travers d’un modèle numérique. L’importance de la thermique apparaît au travers de la forme du noyau de flamme qui s’appuie sur la structure de la décharge donnant lieu à un volume enflammé très important. Ainsi, la décharge RF est une réelle alternative à l’arc électrique pour les moteurs à allumage commandéTo comply with the forthcoming anti-pollution norms, it is necessary to exceed the limits of the conventional spark plug. The goal of the present study is the characterization of a radiofrequency (rf) gas discharge promising for automotive combustion applications. Powered by a resonant system and created at the tip of a single pin-electrode the non-equilibrium rf discharge of 100s µs duration appears multi-filamentary and large in volume. The detailed chronology of the rf spark was analyzed in air at atmospheric pressure owing to time-resolved imagery and fast electrical measurements. The different stages of the discharge formation from the breakdown depending on the electrode polarity up to the maintenance of the filaments in space and time are described. At the gas pressure above 3 bars, the discharge appears rather different. An instability assumed to be electrostatic tends to deform the branched structure during the maintenance phase. The thermal confinement of plasma channels is revealed from emission spectroscopic measurements. The ignition of an air-propane mixture by the rf discharge is studied experimentally and simulated numerically. The thermal processes of ignition seem to be of primary importance. The flame kernel correlated to the structure of the discharge leads to an ignited volume much more important compared with the conventional arc discharge. This study shows the real alternative the rf discharge can be for fuel engine ignition
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Garnier, Sébastien. "Etude des paramètres influençant l'allumage de type "moteurs à allumage commandé"." Orléans, 2003. http://www.theses.fr/2003ORLE2049.
Full textAbstract:
La combustion de mélanges pauvres homogènes constitue une des voies envisageables pour réduire les émissions polluantes et la consommation en carburant. Mais son utilisation dans les moteurs à allumage commandé est limitée par l'irrégularité cyclique, car ce mode de combustion présente une grande sensibilité aux conditions initiales. La connaissance des conditions locales près de la bougie lors de l'allumage est donc une donnée essentielle à sa compréhension et à sa maîtrise. Nous avons étudié l'influence de la vitesse de l'écoulement sur les signaux électriques mesurés aux bornes de la bougie et proposé un nouveau modèle de déformation de l'étincelle. Puis nous nous sommes intéressés à d'autres variations des signaux par des paramètres tels que la pression, l'érosion ou la température d'électrode, avant d'étudier l'influence conjointe de la température d'électrode et de la richesse d'un mélange propane-air sur les signaux mesurés et sur la vitesse de flamme laminaire à étirement nul.
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Truquet, Rémy. "Variations cycliques et dégagements de chaleur : analyse et voies de controle." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT065H.
Full textAbstract:
Notre recherche est motivee par le besoin d'apporter une contribution a l'etude d'un phenomene physique complexe qui intervient dans le controle du fonctionnement d'un systeme industriel. Notre application vise le phenomene du degagement de chaleur qui se produit dans les moteurs a allumage commande. La comprehension du phenomene constitue une premiere etape a la suite de laquelle il est envisageable de proposer des solutions pour l'exploiter dans le cadre du controle des moteurs a combustion interne. L'amelioration du controle est necessaire en raison des normes de pollution qui deviennent tres severes dans le secteur automobile. La base de cette etude consiste a analyser le phenomene du degagement de chaleur et des variations cycliques qui l'accompagnent. Cette caracterisation est realisee par la mise en place d'un systeme de mesure de la pression cylindre dans un moteur automobile de serie. Nous decrivons l'ensemble du montage experimental en portant une attention particuliere aux caracteristiques de la mesure de pression realisee par une sonde piezo-electrique qui subit des contraintes importantes. La realisation d'un code de calcul du cycle thermodynamique d'un moteur a allumage commande est presentee. Ce code permet de simuler l'ensemble du cycle et d'exploiter les mesures de pression cylindre pour analyser, en particulier, l'impact des differents parametres du fonctionnement du moteur sur le deroulement de la phase du degagement de chaleur ainsi que sur les dispersions cycliques. Les resultats presentes mettent en valeur l'influence respective de l'angle d'avance a l'allumage, de la richesse, de la charge et de la vitesse de rotation du moteur sur les differentes phases du degagement de chaleur. Ces resultats permettent d'ameliorer un modele simple du degagement de chaleur. Dans l'optique du controle moteur, il reste integrable dans un modele predictif du comportement dynamique du moteur. Dans ce cadre, nous effectuons une analyse de differentes methodes d'observation ou de simulation de la phase de combustion dans les moteurs, ce qui permet de degager des solutions viables pour prendre en compte ce phenomene dans les controleurs des moteurs automobiles.
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Benoit, Laurent. "Prédiction des instabilités thermoacoustiques dans les turbines à gaz." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20044.
Full text
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Georjon, Thierry. "Contribution à l'étude des interactions gouttelettes-gaz dans un écoulement diphasique de type jet diesel." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1998. http://www.theses.fr/1998ECDL0027.
Full textAbstract:
Ce travail s'inscrit dans le contexte général de la compréhension des phénomènes liés à l'injection diesel, avec une attention particulière sur les interactions gouttes-gaz. Un écoulement stationnaire type diesel est produit par décharge d'eau pressurisée à travers un orifice de caractéristiques similaires à celles de l'injection diesel et débouche dans de l'air à pression et température ambiantes. L'écoulement est d'abord caractérisé expérimentalement par anémométrie phase doppler. Des ressemblances au niveau de la dispersion turbulente entre le jet étudié dans sa partie diluée et un jet d'air faiblement chargé de particules ont été mises en évidence, avec notamment une réponse sélective des gouttes aux fluctuations de l'écoulement. Il existe également une forte anisotropie entre les composantes fluctuantes longitudinales et transversales ainsi qu'une forte hétérogénéité dans la couche de mélange. La particularité de l'étude réside dans l'établissement progressif du jet porteur dans une zone ou le transfert d'énergie entre les gouttes et le gaz n'est pas complètement achevé, ce qui génère des conditions d'entrainement d'air spécifiques. Faute de moyens expérimentaux adéquats pour des mesures sur la phase continue, une technique basée sur un couplage fluorescence induite par laser et anémométrie laser à effet doppler est proposée. Dans les configurations optimales, l'efficacité de la discrimination entre les deux phases est proche de 70%. Par contre, des limitations sont constatées pour l'analyse d'un jet type diesel. L'écoulement est ensuite caractérisé numériquement avec le code kiva-ii. Par comparaison avec les résultats expérimentaux obtenus, il est montré que les quantités moyennes sont relativement bien décrites par le modèle utilisé. Par contre, les quantités fluctuantes sont sous-estimées, l'anisotropie constatée expérimentalement n'est pas transcrite, et le débit massique d'air entrainé est plus important que celui mesuré.
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Collura, Salvatore. "Réactivité des suies diesel en atmosphères oxydantes." Metz, 2004. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2004/Collura.Salvatore.SMZ0410.pdf.
Full textAbstract:
L'objectif principal de cette thèse était d'étudier la réactivité des suies d'échappement d'un véhicule diesel sous atmosphère oxydante. Les suies diesel présentées ici proviennent de deux lots obtenus sur un même banc moteur. Cette étude s'inscrit dans un projet intitulé " modélisation d'un filtre à particule catalysé " pour lequel plusieurs laboratoires (LTAC Metz, LRS Paris VI et LCA Saint-Avold) associés à Renault SA ont collaboré. Tout d'abord les échantillons de suies ont été caractérisés par diverses techniques analytiques. C'est ainsi que nous avons pu déterminer les caractéristiques structurales et chimiques des suies ainsi que leur comportement thermique. Nous avons aussi mis en évidence l'existence d'interactions entre les suies et les composés adsorbés à leur surface lors de traitement thermique en atmosphère inerte (formation d'une couche carbonée microporeuse). Concernant la réactivité des suies non catalysée sous air, les paramètres cinétiques ont été déterminés grâce à des analyses thermogravimétriques. Quel que soit l'échantillon de suie utilisé, les valeurs obtenues pour la combustion de la matrice carbonée des suies sont proches (Ea = 140-170 kJ. Mol-1, n ~ 0,25, nO2 ~ 0,72). Ni la quantité de fraction organique soluble (FOS), volatile (FOV), ni les inclusions minérales et le traitement thermique ne semblent avoir d'influence sur les paramètres cinétiques de la combustion des suies. L'effet d'un catalyseur de type Pt/ZrO2-CeO2 sur l'oxydation des suies sous air et sous un mélange contenant 10 % d'oxygène et 700 ppm de NO2 dans l'argon a été étudié en thermobalance. En présence de catalyseur, l'énergie d'activation diminue et l'ordre de la réaction par rapport à la masse de suie augmente. Il y a un changement de mécanisme de réaction. Dans le cas de la réaction sous air, il semble que le contact entre les suies et le catalyseur soit nécessaire alors qu'en présence de NO2 le catalyseur est actif même sans contact. Enfin, la formation d'intermédiaires réactionnels (R-NOx) créés lors de la réaction des suies et du NO2 a été mise en évidence par thermogravimétrie. La nature de ces composés a été déterminée par spectroscopie infrarouge en réflexion diffuse en accord avec les résultats de la littérature. Des mécanismes possibles de formation et de décomposition de ces espèces ont été proposés grâce à l'analyse des gaz émis lors de la réaction suies-NO2 et la thermodésorption des R-NOx et R-Ox formésThe main objective of this thesis was to study the reactivity of diesel exhaust soot under oxidizing conditions. The two studied diesel soot are collected from the same motor bench. This survey appears in a project titled "modelling of a catalysed diesel particulate filter" in which several laboratories (LTAC Metz, LRS Paris VI and LCA Saint-Avold) had collaborated with an industrial partner (Renault SA). Firstly, the soot samples have been characterized by various analytic techniques in order to determine their structural and chemical characteristics as well as their thermal behaviour. We also put in evidence the existence of an interaction between soot and adsorbed compounds during thermal treatment in inert atmosphere (formation of a microporous carbonaceous layer). Concerning the reactivity of non catalysed soot under air, the kinetic parameters have been determined thanks to thermogravimetric analyses. The values obtained for the combustion of the carbonaceous matrix are near for all soot samples (Ea = 140-170 kJ. Mol-1, n ~ 0. 25, nO2 ~ 0. 72). Nor the quantity of soluble organic fraction (SOF), volatile organic fraction (VOF), the mineral inclusions and the thermal treatment seems to influence the combustion process. The effect of a Pt/ZrO2-CeO2 catalyst on the oxidization of soot under air and under a mixture containing 10 % of oxygen and 700 ppm of NO2/Ar has been studied by thermogravimetry. For the catalysed reaction, the activation energy decreases and the order of the reaction of soot (n) increases. There is a change of reaction mechanism. In the case of the reaction under air, it seems that contact between soot and catalyst is necessary whereas in presence of NO2 the catalyst is active even without contact. Finally, the formation of the reaction intermediates (R-NOx) created during the reaction of soot with NO2 has been put forward by thermogravimetry. The nature of these compounds has been determined by infrared spectrometry in agreement with the literature results. Some possible formation and decomposition mechanisms of these species have been proposed thanks to the analysis of gases obtained during soot-NO2 reaction and the thermodesorption of the R-NOx and ROx formed
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Shah, Samiur Rahman. "Etude expérimentale et thermodynamique de l'injection d'eau à l'admission d'un moteur diesel automobile pour la réduction à la source des émissions polluantes." Ecole centrale de Nantes, 2011. https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01207643.
Full textAbstract:
La réduction des émissions polluantes des moteurs Diesel automobile est devenue un enjeu majeur ces dernières années. Le post-traitement des NOx restant complexe et onéreux, la réduction à la source est intéressante. Pour ce faire, il existe certaines techniques classiques comme la recirculation des gaz d’échappement refroidis (EGR). L’objectif de cette thèse est d’évaluer le potentiel de l’injection d’eau à l’admission du moteur, qui est utilisée sur certain moteurs Diesel industriels. Une étude bibliographique est tout d’abord menée. Après avoir brièvement rappelé l’état de l’art sur la compréhension de la combustion Diesel et des émissions polluantes qui s’y rattachent, une analyse détaillée des travaux précédents est présentée. Les différentes techniques d’injection d’eau sont décrites et comparées, notamment du point de vue de leurs effets sur la combustion et les émissions polluantes. Le dispositif expérimental est ensuite présenté, en particulier le moteur utilisé, le système d’injection d’eau mis en place avec les différentes étapes de son développement et principaux systèmes de mesure et d’acquisition. Les équations de thermodynamique régissant le mélange de l’eau liquide avec l’air d’admission puis son éventuelle évaporation sont également établies. Elles sont alors utilisées pour évaluer en fonction des paramètres d’influence, les quantités d’eau évaporées dans le circuit d’admission du moteur et, le cas échéant, dans le cylindre, lors des phases d’admission et de compression, en particulier dans les configurations testées expérimentalement. Finalement les résultats expérimentaux obtenus au banc d’essais moteur avec l’injection d’eau sont exposés. L’influence de l’eau et ces différents effets sur la combustion et sur les émissions polluantes sont analysés et comparés à ceux de l’EGRThe pollutant emission reduction of automotive Diesel engine has become a difficult challenge during the last decade. NOx after-treatment is still complex and expensive, thus in cylinder reduction remains of interest. For that purpose, there are some well established technologies, such as exhaust gas recirculation (EGR). The aim of this study is to evaluate water injection at the engine intake, which is already in use on some industrial engines. First a bibliographic survey is presented. State of the art Diesel combustion and corresponding pollutant emissions descriptions and analyses are summarized. Previous studies on water injection are then detailed: the various techniques of water injection are described and compared, in particular, their effects on combustion and emissions. The experimental setup is then presented. This includes the engine itself as well as the water injection system with a short history of its development to its present, stable, form. Measurement methods are also explained and detailed. Following that, thermodynamic relations are developed to describe liquid water mixing with the intake air and its evaporation. They are used to evaluate the quantities of vaporised water in the intake track and eventually inside the cylinder, during intake and compression strokes. Finally, the results obtained on the engine test bench with the water injection system are presented. These results are analysed and compared to both baseline operating points and also to low-pressure exhaust gas recirculation. In light of the obtained test results, conclusions are drawn discussing the different effects of water injection on diesel engine combustion and emissions
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Jeanne, Benoît. "Etude par diagnostics optiques de l'impact d'une très haute pression d'injection sur le fonctionnement d'un moteur à injection directe essence." Rouen, 2004. http://www.theses.fr/2004ROUES058.
Full textAbstract:
Face à la difficulté de mise au point des moteurs à injection directe essence, un nouveau concept a été proposé par PSA Peugeot Citroën : l'injection à "très haute pression". L'idée avancée est alors d'améliorer la formation du mélange air-carburant en utilisant un nouveau système d'injection permettant de générer des pressions allant jusqu'à 1000 bars. Afin d'étudier l'impact de cette haute pression d'injection sur le fonctionnement d'un moteur, une caractérisation du système d'injection et des sprays formés a tout d'abord été réalisée en utilisant une enceinte pressurisée. Puis, dans un deuxième temps, le système a été testé sur un moteur transparent pour étudier son impact sur la combustion et la formation du mélange air-carburant. Dans les deux cas, la mise en œuvre de différentes méthodes de diagnostics optiques a permis d'apporter une compréhension physique des phénomènes propres à une injection à très haute pressionDue to the difficulties encountered in the development of gasoline direct injection engines, PSA Peugeot Citroën has recently proposed a new concept called "very high injection pressure". Its purpose is to enhance fuel-air mixture formation by using high injection pressure up to 1000 bars. In order to investigate the effect of this high injection pressure on engine performances, an analysis of the properties of injection system and sprays has been carried out using a pressurized cell. Then, the very high pressure injection system has been tested on an optical engine with the aim of studying combustion and fuel-air mixing within the combustion chamber. In both cases, various optical diagnoses set-up have been used in order to enable physical comprehension of injection and combustion processes in the particular case of very high injection pressure
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Marc, Daniel. "Étude expérimentale de la compression d'un écoulement de rouleau : situation modèle de l'aérodynamique interne des moteurs à pistons." Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT013H.
Full textAbstract:
Cette étude a été motivée par la nécessité d'améliorer la connaissance et la maîtrise de l'aérodynamique interne des moteurs. Les enjeux sont grands, car les émissions et les rendements sont étroitement liés aux phénomènes de mélange macroscopique et microscopique dans le cylindre. On s'intéresse dans cette étude expérimentale, à un type d'écoulement particulier appelé rouleau. Généré à l'admission par le recul du piston, cet écoulement tourbillonnaire a comme principale caractéristique d'être perpendiculaire à l'axe du cylindre. Déstabilisé durant la compression, il évolue vers un régime pleinement turbulent au point mort haut. Ce travail a été mené à partir d'une expérimentation modèle : cylindre de section carrée, ce qui permet d'assurer un caractère bidimensionnel à l'écoulement en fin d'admission. De rapport volumétrique de compression nominal de 10, il offre de larges accès pour l'utilisation de moyens de diagnostic optique. Des résultats et des interprétations basés sur des mesures par ADL, PIV, et PIV rapide, nous ont permis d'une part, de suivre la structure de l'écoulement sur un cycle et de proposer un scénario de son processus de rupture. Nous montrons en particulier l'importance du confinement et la possibilité de développement d'instabilité elliptique sur l'axe du tourbillon. Au travers d'une analyse statistique des données, nous caractérisons de façon détaillée l'écoulement en terme de vorticité, de taux de rouleau et quantifions l'importance des variations cycle à cycle. Les fluctuations sont principalement amplifiées par le cisaillement produit par l'interaction du tourbillon avec les décollements qu'il induit aux parois. La déstabilisation du rouleau suivant son axe constitue également une source importante de fluctuations et se traduit par un transfert important de l'énergie cinétique moyenne vers une turbulence tridimensionnelle. L'intensité de turbulence est maximum à 40ʿ du vilebrequin avant le point mort haut puis chute rapidement. Les échelles intégrales longitudinales correspondent au 1/3 de la hauteur du volume mort à la fin de la compression
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Costa, Isabelle Da. "Étude cinétique de réactions de composés monoaromatiques en tube à onde de choc et en réacteur parfaitement agité." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. https://hal.univ-lorraine.fr/tel-01750303.
Full textAbstract:
Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une meilleure compréhension des mécanismes réactionnels liés à la combustion anormale dans les moteurs à allumage commandé (cliquetis) et à la formation de polluants émis à l'échappement des moteurs diesel (polyaromatiques, suies). L'étude expérimentale de l'oxydation du benzène et du toluène été réalisée sur deux appareillages complémentaires afin de couvrir un vaste domaine de température: un tube à onde de choc et un réacteur parfaitement agité. Le tube à onde de choc permet de déterminer les délais d'auto-inflammation de mélanges composés d'aromatiques, d'oxygène et d'argon à haute température (de 1 1300 à 2200 K) et à haute pression (de 6,5 à 9,5 atm) en suivant l'émission des radicaux OH- à 306 nm. Le réacteur auto-agité par jets gazeux permet de mesurer, par chromatographie en phase gazeuse, les profils des produits de réactions en fonction du temps de passage à pression atmosphérique à température modérée (de 873 à 933 K). Un mécanisme a été écrit à partir d'une analyse des principales voies réactionnelles proposées dans la littérature. Les paramètres cinétiques associés (facteurs pré-exponentiels et énergies d'activation) sont soit issus de la littérature, soit calculés par des méthodes d'estimation basées sur des analogies. Le mécanisme proposé contient plus de 160 espèces et 1080 réactions élémentaires et est fondé, pour les espèces contenant moins de 6 atomes de carbone, sur une base de réactions déjà validée. Des simulations ont été effectuées à l'aide de la bibliothèque de logiciel CHEMKIN II et permettent d'obtenir un accord satisfaisant avec les résultats expérimentaux, aussi bien pour les délais d'auto-inflammation que pour la distribution des espèces obtenue en réacteurs dynamiques. Des analyses de sensibilité et de vitesse ont permis de dégager les voies réactionnelles prépondérantes. En parallèle, une étude expérimentale de pyrolyse en tube à onde de choc des xylènes a été réalisée en utilisant la méthode de détection ARAS. Elle a permis de déterminer les constantes de vitesse de décomposition unimoléculaire du para-xylène, du méta-xylène et de l'ortho-xylène. Ces constantes de vitesse sont proches quelque soit l'isomère considéré.
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Nguyen, Thi Thanh Xuan. "Etude physico-chimique de la formation et de l'évolution des particules dans la ligne d'échappement des véhicules : Modélisation et expérimentation." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. http://www.theses.fr/2005STR13173.
Full text
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Ollivier, Eric. "Contribution à la caractérisation des transferts thermiques dans les moteurs à allumage commandé : application à la détection du cliquetis." Nantes, 2006. http://www.theses.fr/2006NANT2135.
Full textAbstract:
Le cliquetis est un frein au développement de moteurs de nouvelle génération munis d'une faible cylindrée et suralimentés. Il est aussi un obstacle à l'utilisation du gaz naturel comme alternative au pétrole dans les applications stationnaires dédiées à la production d’électricité ou à la production combinée chaleur-force. Ce phénomène provient de l’auto-inflammation de la charge fraîche dans la chambre de combustion. Il s'accompagne d'un fort accroissement des pertes pariétales pendant le cycle et peut à terme conduire à la destruction du moteur. Ce travail propose d’établir une méthode de détection non intrusive d’un cliquetis durable. Elle repose sur la mesure de deux températures influencées par les effets du cliquetis sur le bilan énergétique du moteur. La première est la température des gaz d’échappement. Sa chute significative a été évaluée par un modèle thermodynamique prédictif dans lequel l'influence du cliquetis sur le déroulement de la combustion et les transferts thermiques gaz paroi ont été pris en compte. La seconde est une température de paroi dont l'accroissement a été calculé par un modèle de conduction thermique dans les parois de la chambre. L’étude de leur évolution conjuguée a permis d’établir une méthode non intrusive de détection du cliquetis. Le concept, validé sur banc, permet de distinguer les réglages moteurs cliquetant et d'évaluer l'intensité du phénomène. La métrologie utilisée à cet effet favorise sa mise en œuvre en milieu industrielKnock is an obstacle in the development of small displacement and turbocharged engines. It is also an impediment to the use of natural gas as an alternative to the petroleum as fuel in steady applications dedicated to the production of electricity or combined heat and power. This phenomenon results from the auto-ignition of the end gas in the cylinder. Knock enhances the heat losses during the cycle and, if durable, can lead to the destruction of the engine. This work aims at developing a non intrusive method to detect durable knock. It is based on the measurement of two temperatures which are influenced by the effect of knock on the energy balance of the engine. The first one is the exhaust gas temperature. The decrease of the latest due to the disturbed combustion and of the rise of the heat losses during the cycle has been quantified by the use of a “one zone” thermodynamic model. The second is a wall temperature which strong elevation has been quantified by a conductive heat transfer model in the combustion chamber walls. The analysis of their conjugated evolution lead to the establishment of a non intrusive method to detect knock. The concept, which is validated on a test bench, enables the distinction of the knocking tunings of the engine and to calculate the intensity of knock. This technique requires a simple and robust metrology which is easy to use industrial context
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Leroy, Thomas. "Cylinder filing control of variable-valve-actuation equipped internal combustion engines." Paris, ENMP, 2010. https://theses.hal.science/tel-00506471.
Full textAbstract:
Nous étudions la production de couple et de polluants de moteurs à combustion interne à distribution variable d'un type fréquemment répandu dans l'industrie automobile (moteurs Diesel ou essence). Les systèmes de distribution variable (VVA pour Variable Valve Actuation) ont été introduits dans les moteurs pour optimiser l'efficacité du fonctionnement global sur des plages très larges de points de fonctionnement, considérés à l'équilibre. A tout instant, les résultats de la combustion dépendent du remplissage en air/gaz brûlés du cylindre, qui lui même dépend de la position des actionneurs VVA et des conditions dans le collecteur d'admission. Ces deux sous-systèmes ont des temps de réponse différents, ce qui conduit, pendant les transitoires, à des pertes d'efficacit ́e du moteur. Dans cette thèse, nous proposons une solution a ce problème, qui prend la forme de boucle de coordination entre les sous-systèmes de contrôle de bas-niveau. Cette coordination s'effectue par l'intermédiaire d'un modèle de remplissage développé dans ce manuscrit. Des résultats expérimentaux établissent qu'il est possible d'améliorer la production de couple et de réduire les polluantsThe production of torque and pollutants of Variable Valve Actuation equipped internal combustion engines found in the automotive industry (both Diesel and gasoline engines) is studied. Variable Valve Actuation (VVA) is a technology which has been introduced to optimize engine efficiency at steady-states covering a wide range of operating conditions. In more details, the outcome of the internal combustion engine (torque and pollutant) depends on the cylinder filling at each stroke which, itself, depends on the VVA positions and the engine intake manifold conditions. These two subsystems have inconsistent response times which results in efficiency losses during transient operations. In this manuscript, a remedy for this issue which takes the form of coordination loops of low-level controllers is proposed. This coordination uses a cylinder filling model, designed in the thesis. Experimental results prove that torque production and pollutant emissions can be improved