Modélisation du refroidissement des pistons haute performance

Abstract

De manière à respecter les normes européennes en matière d’émission de gaz polluants, les constructeurs automobiles pratiquent le downsizing. Cette pratique consiste en une réduction de la cylindrée des moteurs tout en maintenant un bon niveau de performance. Il s’en suit des puissances spécifiques moteur importantes, l’objectif cible étant de l’ordre de 100 kW/l. Pour de telles puissances, les températures atteintes au niveau des pistons sont élevées, ce qui pose alors le problème de leur tenue thermomécanique. Le refroidissement du piston devient donc un acteur important de la fiabilité du moteur. Le procédé le plus répandu actuellement est le refroidissement par jet d’huile. Le piston est alors refroidi par un écoulement turbulent diphasique incompressible (Air/Huile) dans un environnement mobile. Il s’agit de phénomènes physiques complexes qui sont pour l’instant mal connus. L’optimisation du refroidissement nécessitant une bonne compréhension des phénomènes physiques concernés, nous nous proposons dans ce mémoire de le modéliser au moyen du modèle 1-Fluide diphasique couplé à l’équation de l’énergie.