Remplissage & suralimentation - Modélisation, simulation & analyseMOT/REMPS

Pour qui ?

  • Cette formation vise à concevoir, modéliser, simuler, intégrer et valider des systèmes de remplissage en air.
Public :
  • Cette formation s’adresse aux ingénieurs, cadres et techniciens travaillant dans le domaine des essais, des calculs, ou dans des bureaux d’études de conception, souhaitant bien comprendre les solutions permettant d’optimiser le remplissage ou choisir les caractéristiques d’un turbocompresseur en vue d’une application donnée.

Niveau : Expertise

Programme

  • REMPLISSAGE EN AIR DES MOTEURS ATMOSPHÉRIQUES

      • Grandeurs caractéristiques : rendement volumétrique, coefficient de remplissage, rendement de livraison.
      • Phénomènes élémentaires régissant le transvasement.
      • Pertes de charge : équation de Bernoulli, section équivalente, part relative de chacun des éléments du circuit d’admission, mesure sur banc stationnaire, influence sur les performances du moteur en pleine charge.
      • Acoustique admission :
      • Utilisation des ondes de pression pour améliorer le remplissage ; modes acoustiques de type “monocylindre” (régimes élevés) ou “multicylindre” (bas régimes). Utilisation de paramètres sans dimension (nombre de Broome) pour caractériser le déphasage et l’amplitude de l’onde.
      • Compromis entre acoustique et perte de charge.
      • Optimisation des moteurs multicylindres : influence du nombre de cylindres, des éléments du circuit d’admission en amont du plenum.
      • Acoustique variable : variation des longueurs de tubes, des volumes, compromis avec les pertes de charge.
      • Compromis entre le bruit de bouche engendré par les pulsations de pression et les performances.
      • Acoustique échappement : influence de la pression dans la pipe et du calage angulaire de l’ouverture de la soupape d’échappement (AOE). Modes monocylindre et multicylindre. Influence du nombre de cylindres et de l’architecture de la ligne d’échappement : échappements de type “3Y” ou “4 dans 1”. Acoustique variable à l’échappement.
      • Distribution : optimisation des lois de levée et des angles d’ouverture et fermeture des soupapes. Distribution variable : différents types, intérêt.
  • SURALIMENTATION PAR TURBOCOMPRESSEUR

      • Intérêt et limitations de la suralimentation : utilisation de l’énergie des gaz d’échappement, augmentation de la puissance du moteur mais aussi des pressions cylindre, des températures, des contraintes thermiques ; nécessité de pouvoir faire varier la perméabilité de la turbine par waste-gate ou géométrie variable.
      • Compresseur centrifuge : aérodynamique dans le compresseur, pompage, rendement isentropique de compression, régime critique. Travail de compression de l’air. Champ compresseur : courbes caractéristiques et représentation des points de fonctionnement du moteur dans le diagramme rapport de compression/débit corrigé. Paramètres de réglage du compresseur : diamètre d’entrée, diamètre de roue, section volute, forme des ailettes, ported shroud, géométrie variable. Technologie, limitations (éclatement, température).
      • Turbine centripète : énergie fournie par la turbine, rendement isentropique de détente, rendement mécanique. Courbes caractéristiques dans le diagramme débit corrigé/taux de détente. Récupération de l’énergie des bouffées d’échappement. Choix de la turbine. Waste-gate. Turbine à géométrie variable. Turbine “twin-scroll”. Technologie de la turbine et du carter central et limitations : température, vibrations d’ailettes, fatigue, lubrification. Paliers, étanchéités.
      • Suralimentation par double turbo : différents types de montages, intérêts, inconvénients.
      • Adaptation d’un turbocompresseur à un moteur donné : exercice dirigé en salle.
      • Détermination du débit et de la masse volumique de l’air à l’entrée de la culasse, calcul du débit corrigé, choix du compresseur, calcul de la puissance d’entraînement du compresseur, calcul du rapport de détente et choix de la turbine, calcul du débit dans la waste-gate, choix d’une turbine à géométrie variable, cas du fonctionnement en altitude.
  • REMPLISSAGE DES MOTEURS SURALIMENTÉS

      • Utilisation dans les architectures modernes des véhicules.
      • Optimisation du remplissage pour les moteurs suralimentés.
      • Couplage suralimentation VVT.
      • Couplage suralimentation EGR.
      • Importance du Refroidisseur de suralimentation
      • Intérêts de la distribution dite “Miller”.
      • Intérêt de la distribution variable pour la dépollution.
  • MODÉLISATION & SIMULATION DU REMPLISSAGE

      • Fondamentaux de la modélisation et de la simulation 1D du remplissage et de la suralimentation.
      • Études de cas des principales architectures moteur sur base de modèles GT-Power.
      • Moteur atmosphérique à allumage commandé.
      • Optimisation de moteurs suralimentés Diesel et à allumage commandé.

Objectifs

  • Vous serez capable de :
  • à partir d’une road map des systèmes de remplissage et d’un cahier des charges prestations,
  • calculer, modéliser, simuler et définir les architectures optimales d’un système de remplissage,
  • intégrer dans l’analyse les phénomènes d’ondes de pression à l’admission et à l’échappement qui régissent le remplissage en air du moteur et leurs actions sur l’acoustique,
  • spécifier les caractéristiques majeures du système de remplissage.

Pédagogie

  • La dimension pratique est apportée par des exercices de dimensionnement et de matching.
  • Utilisation de GT-Power pour modéliser et simuler le remplissage des moteurs.
  • Études de cas du remplissage des principales architectures moteur.
  • Analyses paramétriques à l’aide de la simulation du remplissage des moteurs.