Modélisation, commande et réglage d'un moteur à combustion interne alimenté par injection indirecte de gaz naturel comprimé PDF Download
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Author: Marc Nicollerat
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 200
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Author: Marc Nicollerat
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 200
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Author: Khalil Saikaly
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 155
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Le but de cette thèse est de concevoir une protection préventive des moteurs de cogénération vis à vis du cliquetis. Ce travail est fondé sur un suivi continu de l'indice de méthane du gaz. Dans une première étape, un simulateur de combustion moteur est développé. Il repose sur un modèle thermodynamique 2-zone permettant l'évaluation d'un estimateur de cliquetis. L'estimateur adopté est basé sur l'évaluation de l'énergie des gaz frais. La principale contribution scientifique apportée par cette étape est formulée par le postulat suivant : si deux gaz ont la même tendance au cliquetis i.e. Le même indice de méthane, alors ils ont le même comportement vis à vis du délai d'ignition et de la vitesse de flamme pour un même réglage du moteur.Dans une deuxième étape, un banc d'essais qui utilise un moteur monocylindre est mis en place pour réaliser 3 objectifs principaux :(1)contrôler automatiquement les différents réglages du moteur (i.e., l'avance à l'allumage, la charge et l'excès d'air du mélange), (2) varier la composition du gaz et par suite son indice de méthane et (3) détecter le cliquetis par évaluation de l'IMPO.Finalement, les essais menés sur le banc montrent l'effet de l'indice de méthane et des réglages moteur sur les tendances au cliquetis. Les résultats expérimentaux ont ensuite été comparés avec les résultats des simulations dans le but de calibrer le modèle numérique. Suite aux simulations numériques, une cartographie de contrôle calculant les réglages optimaux du moteur en fonction de l'indice de méthane a été créée. Cette cartographie a ensuite été utilisée dans un système de protection du moteur qui a été testé avec succès sur le banc d'essais.
Author: Marc Mercier
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 167
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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’essence
Author: Alain Dauron
Publisher:
ISBN: 9782726107126
Category :
Languages : fr
Pages : 248
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LA MODELISATION DU MOTEUR A COMBUSTION INTERNE EST UTILE POUR LA RESOLUTION DE NOMBREUX PROBLEMES DE COMMANDE. PARMI CEUX-CI, LA REGULATION DE RICHESSE JOUE UN ROLE IMPORTANT DANS LES EMISSIONS DE POLLUANTS. ELLE PERMET EN PARTICULIER L'OPTIMISATION DU FONCTIONNEMENT DU POT CATALYTIQUE. UN ALGORITHME DE REGULATION EST DEFINI A PARTIR DE MODELES SIMPLIFIES. IL COMPREND UNE COMPENSATION ADAPTATIVE DU RETARD VARIABLE DE LA MESURE DE RICHESSE ET UNE PREDICTION NON LINEAIRE DE PERTURBATION (DYNAMIQUE DU DEBIT D'AIR). DES ESSAIS SUR UN VEHICULE EXPERIMENTAL CONFIRMENT LA VALIDITE DES MODELES ET INDIQUENT LES PERFORMANCES DE LA REGULATION, COMPAREES A CELLES DES METHODES UTILISEES SUR LES VEHICULES DE SERIE
Author: Jean-Loup Gauducheau
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 195
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CETTE THESE TRAITE DE CERTAINS ASPECTS LIMITANT LA COMBUSTION DES MELANGES TRES PAUVRES DE GAZ NATUREL ET D'AIRE DANS LES MOTEURS. IL Y EST PROPOSE UNE AMELIORATION DU FONCTIONNEMENT DANS CES CONDITIONS PAR L'AJOUT D'UNE FAIBLE QUANTITE D'HYDROGENE. LES TROIS PREMIERES PARTIES PRESENTENT UNE SIMULATION NUMERIQUE DE COMBUSTION DU GAZ NATUREL DANS L'AIRE A HAUTE PRESSION. ETABLI AUTOUR D'UN SCHEMA CINETIQUE COMPLEXE, CE MODELE ETUDIE L'INFLUENCE LOCALE DE LA TURBULENCE SUR LE FRONT A TRAVERS L'ETIREMENT QUE CE DERNIER SUBIT. GLOBALEMENT FRAGILISEE PAR L'ETIREMENT EXISTANT DANS LA CHAMBRE DE COMBUSTION LORSQUE LE MELANGE S'APPAUVRIT, LA FLAMME SE VOIT RENFORCEE PAR L'AJOUT D'HYDROGENE A RICHESSE CONSTANTE. LA QUATRIEME PARTIE PRESENTE UNE PREMIERE VALIDATION PAR UNE CAMPAGNE DE VISUALISATIONS EFFECTUEES PAR UN DISPOSITIF D'OMBROSCOPIE COUPLE A UNE CAMERA RAPIDE. LES RESULTATS PRESENTENT LA DEPENDANCE DE LA VITESSE TURBULENTE DE FLAMME AUX DIFFERENTS PARAMETRES MOTEURS TELS QUE LE REGIME, LA RICHESSE OU LA PROPORTION D'HYDROGENE INTRODUITE. ENFIN, LE DERNIER CHAPITRE MONTRE, PAR UNE COMPAGNE D'ESSAIS SUR UN MOTEUR PROTOTYPE DE POIDS LOURD ALIMENTE AU GAZ NATUREL, QUE L'AJOUT D'UNE FAIBLE QUANTITE D'HYDROGENE ACCOMPAGNEE D'UNE BAISSE DE LA RICHESSE PERMET DE REDUIRE LES EMISSIONS POLLUANTES EN PRESERVANT LES PERFORMANCES.
Author: Olivier Grondin
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 214
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Le travail de cette thèse a pour objet la modélisation du moteur à allumage par compression pour le contrôle et le diagnostic. Le moteur Diesel est le moteur à combustion interne le plus performant et l'un des plus propres grâce aux actionneurs modernes. Cependant, les normes anti-pollutions sont de plus en plus strictes et, aujourd’hui, la réduction des émissions nocives dépend en partie des stratégies de commande des actionneurs. C’est pourquoi, les modèles sont devenus indispensables à chaque étape du développement du contrôle moteur : synthèse des algorithmes de commande, simulation et validation. Le système considéré est un moteur Diesel six cylindres à injection directe équipé d’un turbocompresseur. Le modèle développé repose sur des lois physiques pour les cylindres, les collecteurs, le turbocompresseur et le vilebrequin. Des lois empiriques ont été choisies pour la modélisation de la combustion et des transferts thermiques afin de réduire le temps de simulation. Le modèle, programmé en langage C dans l’environnement Matlab-Simulink, est capable de prédire l’évolution des variables utiles au contrôle moteur au degré vilebrequin. Les résultats sont conformes à ceux obtenus à l’aide d’un code de calcul industriel et ils sont représentatifs des mesures réalisées sur le banc moteur expérimental. Le modèle a ensuite été implanté sur un calculateur puissant nous permettant de disposer d’un simulateur adapté aux applications temps réel. Une partie de cette étude a aussi été consacrée à la modélisation du processus de combustion à l’aide d’un modèle de représentation non linéaire : le modèle NARMAX. L’objectif est de construite un modèle capable de prédire l’évolution de la pression cylindre en exploitant d’autres mesures disponibles sur un moteur. Les coefficients du modèle NARMAX ont été identifiés directement à partir des mesures des entrées et des sorties du système. Ce type de modèle présente l’avantage d’être moins coûteux en terme de temps de calcul par rapport aux modèles physiques. Les résultats sont encourageants et montrent que l’utilisation du régime instantané comme variable d’entrée principale du modèle permet de reproduire l’allure de la pression cylindre dans le cas d’une combustion précoce.
Author: Sun Pak
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 213
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Un moteur diesel faible puissance a était converti en A.C. puis alimenté au gaz naturel. Les caractéristiques générales de la combustion (délais, durées de combustion, dispersion cyclique) ont été étudiées en fonction du rapport air-gaz, de l'avance à l'allumage, et du type de bougie ainsi que les performances du moteur. Pour le comportement en mélange très pauvre, nous avons déterminé les limites opératoires, analyse le déroulement de la combustion et observe les variations de pression. En utilisant un générateur de turbulence en forme de cône, nous avons reculé les limites pauvres et réduit la dispersion cyclique et la pollution estimée en fonction de la richesse du mélange, de l'avance à l'allumage, de la vitesse et de la charge du moteur. A la fin de l'étude, nous donnons les conditions opératoires optimum pour différentes charges et vitesses.
Author: Aimé Marie Joseph Witz
Publisher:
ISBN:
Category : Internal combustion engines
Languages : fr
Pages : 664
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Author: Livier Ben
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 217
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Le travail présenté s'inscrit dans le cadre de l'utilisation du Gaz Naturel comme carburant des véhicules du secteur automobile (GNV). Le contexte scientifique est celui des écoulements à masse volumique variable, fortement instationnaires avec ses conséquences sur la combustion prémélangée. Le travail est focalisé sur le mélange local/air carburant gazeux et sur le comportement du système moteur. Sur le plan applicatif, il vise une meilleure connaissance des différents systèmes d'alimentation en gaz carburant pour les moteurs à allumage commandé. La première partie est une étude locale sur une expérience modèle simulant la phase d'admission d'un moteur quatre temps. Nous analysons la formation du mélangé air-carburant dans le conduit d'admission et dans le jet de soupape, avec une injection transverse continue ou séquentielle. La méthode de diagnostic est la fluorescence induite par plan laser donnant une valeur locale et instantanée de la richesse du mélange air/carburant. Au total, 72000 images ont été acquises et traitées à 18 phases distinctes au cours du cycle. La comparaison des mélanges entre une injection continue faible vitesse et deux injections séquentielles est réalisée. L'impact sur la paroi en fonctionnement séquentiel permet de diminuer les hétérogénéités. Le passage de la soupape atténue les différences entre les deux types d'injections sans toutefois la supprimer. La seconde partie est une étude globale et système sur un banc d'essai de moteur 4 cylindres de série. Les mêmes technologies d'injection que sur l'expérience modèle sont testées : trois systèmes d'injection gaz et un système d'injection essence. Les performances et les émissions polluantes sont caractérisées. La production des oxydes d'azote fait l'objet aussi d'une modélisation par un code thermodynamique. Quel que soit le système d'alimentation en gaz, la réduction de pollution par rapport à l'essence a été constatée. Par ailleurs, il a été mis en évidence un fonctionnement gaz à richesse faible de 0,7 avec un fort gain en stabilité cyclique, une pollution améliorée et un rendement non dégradé. Les différences d'homogénéités mesurées sur l'expérience modèle ont été corrélées favorablement aux différences d'émissions polluantes émises par le moteur, mettant en avant l'importance du mélangé des gaz à l'admission sur la qualité finale d'un moteur à allumage commandé. Cette étude est réalisée dans le cadre d'une opération de recherche faisant intervenir la région Midi-Pyrénées, Gaz de France, PSA Peugeot Citroën et Renault.
Author: Thierry Baritaud
Publisher: Editions TECHNIP
ISBN: 9782710807711
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 212
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With an increasingly challenging commercial environment, and the need imposed by safety principles to reduce both fuel consumption and pollutant emissions, the development of new engines can now benefit from the advances of computational fluid dynamics. Engine CFD is a most challenging simulation problem. This is caused by the spread of time and space scales, the excursion amplitude of most parameters, the high quasi-cyclic unstationarity of engine flows, the importance of minor geometry details, the number of physical and chemical processes including turbulent combustion and multi-phase flows to model. However, engine CFD has now reached a state where it has become a widely used tool, not only for engine understanding, but also increasingly for engine design. Undoubtedly, laser diagnostics in optical access engines have also brought significant help.Contents: 1. State of the art of multi-dimensional modeling of engine reacting flows. 2. Simulation of the intake and compression strokes of a motored 4-valve SI engine with a finite element code. 3. A parallel, unstructured-mesh methodology for device-scale combustion calculations. 4. Large-eddy simulation of in-cylinder flows. 5. Simulation of engine internal flows using digital physics. 6. Automatic block decomposition of parametrically changing volumes. 7. Developments in spray modeling in diesel and direct-injection gasoline engines. 8. Cyto-fluid dynamic theory of atomization processes. 9. Influence of the wall temperature on the mixture preparation in DI gasoline engines. 10. Simulation of cavitating flows in diesel injectors. 11. Recent developments in simulations of internal flows in high pressure swirl injectors. 12. 3D simulation of DI diesel combustion and pollutant formation using a two-component reference fuel. 13. Modeling of NOx and soot formation in diesel combustion. 14. Multi-dimensional modeling of combustion and pollutants formation of new technology light duty diesel engines. 15. 3D modeling of combustion for DI-SI engines. 16. Combustion modeling with the G-equation. 17. Multi-dimensional modeling of the aerodynamic and combustion in diesel engines. 18. CFD aided development of a SI-DI engine. 19. CFD engine applications at FIAT research centre. 20. Application of a detailed emission model for heavy duty diesel engine simulations. 21. CFD based shape optimization of IC engine.
