À la fin de ce cours, l’étudiant sera en mesure :

• d'expliquer le fonctionnement des moteurs alternatifs à combustion interne et les choix de conception;
• de distinguer et utiliser les différentes définitions caractérisant les moteurs et leurs performances;
• d'analyser et expliquer le changement de comportement d’un moteur (causes-effets);
• de concevoir un modèle thermodynamique simple de moteur à partir des différentes équations présentées dans le cours.

Nomenclature et propriétés des carburants. Introduction à la combustion et à la formation des polluants. Classification et cycles des moteurs. Calculs de performances des moteurs à piston. Introduction aux systèmes d’injection multipoint séquentielle et d’injection directe essence et diesel et leurs contrôles. Processus d’échange des gaz à l’admission et à l’échappement. Écoulement interne des moteurs. Préparation du mélange air-carburant par injection. Combustion homogène et stratifiée. Combustion appliquée au moteur à allumage commandé et diesel. Système de réduction des émissions polluantes. Transferts de chaleur dans les moteurs et lubrification. Introduction à la modélisation des moteurs pour la prédiction des performances et la pollution.

Séances de laboratoire portant sur les différents thèmes abordés en classe.

1. OBJECTIFS

Ce cours de 3 crédits a pour objectif d’introduire les étudiants aux principaux éléments des moteurs alternatifs à combustion interne à injection appliqués au domaine automobile/camion dans le but de développer plus spécifiquement leurs compétences de conception et de caractérisation.

De même, ce cours vise aussi à développer chez les étudiants une bonne synthèse des éléments de la mécanique des fluides, de la thermodynamique, du transfert de chaleur et de la combustion nécessaires à la conception et l’analyse des moteurs à piston.

Finalement, au terme du cours, les étudiants devraient être en mesure de progresser de manière autonome dans un des champs de spécialisation du domaine des moteurs alternatifs à combustion interne.

2. OBJECTIFS SPÉCIFIQUES

À la fin du cours, l’étudiant devrait maîtriser les aspects suivants :

• Les notions fondamentales de la combustion et des carburants.

• Les principes de fonctionnement des composantes mécaniques et électroniques principales des moteurs à piston diesel et à allumage commandé.

• Les paramètres influençant et quantifiant les performances des moteurs à piston ainsi que la physique impliquée, telle que l’écoulement interne, transfert de chaleur, lubrification.

• La formation du mélange en injection directe et indirecte, la combustion à allumage commandé et par auto-inflammation, ainsi que les paramètres expérimentaux permettant la caractérisation de la combustion.

• Les mécanismes de formation des émissions polluantes et les méthodes de post-traitement.

• Des laboratoires et un projet serviront à illustrer certaines notions présentées en classe.

Professeur
Groupe 01
Patrice Seers
Préalable
MEC335

À la fin du cours, l’étudiant devrait maîtriser les aspects suivants :

• Les notions fondamentales de la combustion et des carburants.
• Les principes de fonctionnement des composantes mécaniques et électroniques principales des moteurs à piston diesel et à allumage commandé.
• Les paramètres influençant et quantifiant les performances des moteurs à piston ainsi que la physique impliquée, telle que l’écoulement interne, transfert de chaleur, lubrification.
• La formation du mélange en injection directe et indirecte, la combustion à allumage commandé et par auto-inflammation, ainsi que les paramètres expérimentaux permettant la caractérisation de la combustion.
• Les mécanismes de formation des émissions polluantes et les méthodes de post-traitement.
• Des laboratoires et un projet serviront à illustrer certaines notions présentées en classe.

* L’horaire des TP sera remis au premier TP c’est-à-dire durant la 2e semaine de cours.

Non applicable

CLAUSE PARTICULIÈRE: Une note moyenne de 55 % dans les évaluations individuelles est nécessaire pour réussir le cours.

• Notes de cours MEC-737 disponibles sur le site du cours (Moodle).

• C. R. Ferguson, A. T. Kirkpatrick, Internal combustion engines, second edition, Wiley, New York, 2001.
• J.B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw-Hill, USA, 2018.
• Richard van Basshuysen, Gasoline Engine with Direct Injection. Processes, Systems, Development, Potential.Vieweg+Teubner, Wiesbaden, Allemagne, 2009.
• L. Benoît, Technologie des injections électroniques et performances moteur, E.T.A.I., France, 1996.
• Bosch Automotive Handbook, 5^e édition, Robert Bosch GmbH, Stuttgart, 2000.
• W.W. Pulkrabek, Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine, 2^e édition, Prentice Hall, New Jersey, 2003.
• G.L. Borman, K.W. Ragland, Combustion Engineering, McGraw-Hill, USA, 1998.
• Diesel Engine Reference Book, Second Edition, Society of Automotive Engineers, USA, 1999.
• C. Baumgarten, Mixture formation in internal combustion engines, Springer-Verlag, 2006.
• F. F. Zhao, Technologies for near-zero-emission gasoline-powered vehicles, SAE, Warrendale, PA, USA, 2007
• C. Arcoumanis, T. Kamimoto, Flow and combustion in reciprocating engines, Springer-Verlag, Berlin, Allemagne 2009.

Site MOODLE :
https://ena.etsmtl.ca

• Le matériel pédagogique rendu disponible dans le cadre de ce cours est la propriété intellectuelle de l’enseignement. Il est fourni exclusivement aux étudiants inscrits au cours. Toute reproduction nécessite l’approbation du détenteur du droit d’auteur.
• Il est interdit d’enregistrer les séances de cours ou de diffuser les capsules vidéos et tous autres matériels liés à ce cours.