Architecture d’un moteur diesel

Table des matières

Remerciements
Résumé
Listes des figures
Liste des tableaux
Nomenclature
Introduction générale
Chapitre I : Les moteurs à combustion interne diesel
I.1.Introduction
I.2.Histoire des moteurs à combustion interne
I.3.Description générale d’un moteur diesel
I.3.1. Histoire du moteur diesel
I.4.Architecture d’un moteur diesel
I.4.1. Organes fixes
I.4.1.1. Le bloc-cylindres
I.4.1.2. La culasse
I.4.1.3. Carter
I.4.2. Organes mobiles
I.4.2.1. Le piston
I.4.2.2. La bielle
I.4.2.3. Le vilebrequin
I.4.2.4. Volant d’inertie
I.5.Les différents moteurs diesel
I.5.1. Injection
I.5.1.1. Moteur à injection direct
I.5.1.2. Moteur à injection indirecte
I.6.Principe de fonctionnement
I.7.Déroulement de la combustion
I.7.1. Délai d’auto-inflammation
I.7.2. Phase de combustion pré-mélangée
I.7.3. Combustion turbulente
I.7.4. Combustion tardive
I.8.Diagramme indiqué
I.9.Avantages et inconvénients du moteur diesel
I.10. Formation des polluants pendant le processus de combustion dans les moteurs diesel
I.10.1. Hydrocarbures non brûlés HC
I.10.2. Le monoxyde de carbone
I.10.3. Les oxydes d’azote
I.10.4. Les suies
I.11. Paramètres influants sur la combustion et les émissions
I.11.1. Recirculation des gaz d’échappement (EGR)
I.10.2. Tubulures d’admission
I.10.3. Stratégies des systèmes d’injection
I.10.4. Turbocompresseur
I.10.5. Le refroidissement de l’air de suralimentation
I.10.6. Système d’échappement
I.10.7. Le système SCR du moteur TDI CR
I.11.Conclusion :
Chapitre II : Le système EGR
II.1. Introduction
II.2. Principe de fonctionnement
II.3. Les différents types de recirculation des gaz des échappements
II.3.1. Selon le type de recyclage
II.3.1.1. Le recyclage interne « par croisement des soupapes »
II.3.1.2. Le recyclage externe
II.3.2.Selon le système de commande
II.3.2.1. Vanne EGR pneumatique
II.3.2.2. Vanne EGR électrique
II.3.3. Selon la température de l’EGR
II.3.3.1. EGR à froid
II.3.3.2. EGR à chaud
II.4. Avantages et inconvénients de système EGR
II.4.1. Les Avantages
II.4.2. Les inconvénients
II.5. La formule de calcul de l’EGR
II.6. Exemples de technologie de système EGR
II.6.1. Le moteur 1.2l 3 cylindres TDI
II.6.2. Le moteur 2.0l TDI avec 4 soupapes par cylindre
II.6.3. Moteur 1.9 l TDI
II.7.Conclusion
Chapitre III : Formulation mathématique
III.1. Introduction
III.2. Equations de l’aérothermochimie turbulente
III.2.1. La phase fluide
III.2.1.1. L’équation de continuité de l’espèce chimique m
III.2.1.2. L’équation de conservation de la masse totale
III.2.1.3. L’équation de quantité de mouvement
III.2.1.4. L’équation de conservation d’énergie
III.2.1.5. L’équation d’état
III.3. Equtions de l’ecoulement moyen
III.4. Les Modèles physiques
III.4.1. Turbulence
III.4.1.1. Modèle de Turbulence k-ε
III.4.1.2. Le Modèle de Turbulence RNG k-ε
III.4.2. Modélisation du Jet
III.4.2.1. Formulation Mathématique
III.4.2.2. Modèles d’atomisation
III.4.2.2.1. Modèle hybride KH-RT
III.4.2.3. Collision
III.4.2.4. Evaporation
III.4.2.5. Accélération de la gouttelette
III.4.2.6. Interaction Jet- Gaz
III.4.3. Modèle de dégagement de chaleur
III.4.4. Transfert thermique
III.4.4.1. Loi de paroi
III.5. Les Modèles chimiques
III.5.1. Modélisation de la combustion turbulente
III.5.1.1. Aperçu sur les Modèles de combustion turbulente
III.5.2. Modèle d’Allumage
III.5.3. Formations des polluants
III.5.3.1. Le modèle de formation de NOx
III.5.3.2. Modèle de formation des suies
III.6. Le code de calcul CFD ‘CONVERGE’
III.6.1. Structure standard de CONVERGE
III.6.2. Algorithme de calcul de CONVERGE V2.3.0
III.6.3. Techniques de maillage
III.7. Conclusion
Chapitre IV : Résultats et discussions
IV.1. Introduction
IV.2. Présentation du moteur MK-DIR620-145.
IV.3. Maillage
IV.3.1. Conditions initiales
IV.3.2. Condition aux limites
IV.3.3. Profil d’injection de carburant
IV.3.4. Choix des modèles de simulation pour le moteur diesel
IV.3.4. Mécanisme réactionnel
IV.4. Temps de résolution
IV.5. Résultats et discussions
IV.5.1. Validation du code.
IV.5.1. Le Taux de dégagement de chaleur et la température
IV.5.2. Emissions du cycle
IV.5.3. Champs scalaires
IV.6. Investigation numérique sur l’influence de système EGR
IV.6.1. Pression moyenne
IV.6.2. Taux de dégagement de chaleur
IV.6.3. Température moyenne
IV.6.4. Oxyde d’azote
IV.6.5. Particules de suies
IV.6.6. Les hydrocarbures
IV.6.7. Monoxyde de carbone
IV.6.8. Comparaison des contours (NOx/suie)
IV.7. Conclusion
Conclusion générale
Bibliographie
Annexes