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Physique de fonctionnement des moteurs

14 jours MOT/PHYM
Niveau
Fondamentaux
Public
  • Cette formation est particulièrement recommandée pour une reconversion interne ou externe.
  • Elle s'adresse aussi aux ingénieurs et techniciens R&D, BE, essais, chefs de projet moteur, GMP, architectes.
Finalité
  • Cette formation permet de concevoir et développer un moteur à combustion interne.
Objectifs
  • À l'issue de la formation, les participants pourront :
  • concevoir une road map sur les principales tendances technologiques (pièces et fonctions principales) des moteurs à combustion interne,
  • traduire les attendus en terme de prestation sous forme de technologie à intégrer dans le moteur ou à développer,
  • définir les principaux critères des fonctions constitutives du moteur (pièces, fonctions, contraintes auxquelles est soumis le moteur),
  • spécifier l'architecture d'un moteur à combustion interne,
  • calculer et quantifier les principales spécificités d'un moteur (architecture, nombre de cylindres, nature de la combustion, caractéristiques géométriques et de performances, etc.).
Les + pédagogiques
  • Cette formation est illustrée par de nombreux exercices pratiques issus de cas réels.

SEMAINE 1 3.5 jours
  • Fonctionnement thermodynamique du moteur (1,5 jour)
  • Historique.
  • Notions de thermodynamique : premier et deuxième principe, limites de rendement d'un moteur. Énergie interne, enthalpie, entropie. Cycles thermodynamiques, cycle Beau de Rochas.
  • Architecture du moteur - Paramètres de performances et de rendement (2 jours)
  • Paramètres géométriques : alésage, course, rapport volumétrique, diagramme de distribution.
  • Pression moyenne : PME, PMI, PMF.
  • Rendement global : analyse par le produit des 4 rendements et influence des paramètres de réglage.
  • Richesse, coefficient de remplissage, rendement volumétrique, pouvoir calorifique, énergie spécifique d'un mélange air-carburant.
SEMAINE 2 3.5 jours
  • Mécanique du moteur (1,5 jour)
  • Acyclisme : efforts dus à la pression des gaz et aux efforts d'inertie. Conséquences de l'acyclisme et solutions pour atténuer leur impact.
  • Équilibrage : efforts d'inertie dus aux masses rotatives et aux masses alternatives. Utilité des contrepoids et des arbres d'équilibrage.
  • Distribution : description des différents types de commande de soupape, loi de levée.
  • Boucle d'air (2 jours)
  • Lien entre remplissage et performances.
  • Remplissage en air : utilisation des ondes de pression dans les conduits d'admission et d'échappement.
  • Distribution variable : présentation des principales technologies et de leurs applications.
  • Suralimentation par turbocompresseur : fonctionnement, technologie, adaptation.
SEMAINE 3 3.5 jours
  • Combustion (2 jours)
  • Équation de combustion.
  • Combustion essence : propagation du front de flamme, influence de la turbulence ; influence du HLC et du calage (CA50) sur le rendement ; combustions anormales (cliquetis, préallumage, rumble).
  • Combustion Diesel : délai d'auto-inflammation, flammes de prémélange et de diffusion ; formation des polluants (PM, NOx, HC, CO), systèmes d'injection ; nombre de swirl ; EGR.
  • Carburants (0,5 jour)
  • Familles d'hydrocarbures : indice d'octane et de cétane, viscosité, teneur en soufre, ...
  • Biocarburants : mélanges essences-éthanol, huiles végétales, esters d'acides gras.
  • Post-traitement des gaz d'échappement (1 jour)
  • Constitution et fonctionnement des catalyseurs d'oxydation (Diesel) et trifonctionnels (essence). Amorçage, efficacité. Mécanismes de vieillissement. OSC (Oxygen Storage Opacity). Sondes à oxygène. Pièges à NOx, réduction sélective (SCR). Filtration des particules.
SEMAINE 4 3.5 jours
  • Matériaux - Tenue mécanique (1,5 jour)
  • Outils de base du métallurgiste : diagramme fer/carbone, TTT, TRC. Caractéristiques des alliages utilisés dans l'automobile : fontes, aciers, aluminiums. Procédés de fabrication des pièces brutes. Traitements de surface.
  • Propriétés mécaniques des pièces : module d'Young, limite élastique, résistance à la rupture. Analyse des pièces constitutives du moteur menant au choix du matériau et du procédé de fabrication.
  • Modes de dégradation des pièces (1 jour)
  • Dégradation d'origine thermique, d'origine mécanique : diagramme de Goodman, aspects vibratoires. Dégradations d'origine tribologique : viscosité d'une huile, paramètres de lubrification, courbe de Stribeck.
  • Vibro-acoustique (1 jour)
  • Grandeurs définissant une onde, mode de propagation. Vocabulaire du vibro-acousticien (dB, dBA, harmonique, résonance.
  • Création et acquisition du signal. Analyse et interprétation (sonagramme, tracking).
  • Bruits et vibrations du groupe motopropulseur, atténuation.