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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Patrice Seers


PLAN DE COURS

Automne 2022
MEC737 : Moteurs alternatifs à combustion interne (3 crédits)





Préalables
Programme(s) : 7684,7884
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MEC335    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 10,0 % 90,0 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours

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.




Objectifs du cours

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




Stratégies pédagogiques

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.



Utilisation d’appareils électroniques

Non applicable




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 15:30 - 17:30 Travaux pratiques et laboratoire
Mercredi 08:30 - 12:00 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Patrice Seers Activité de cours Patrice.Seers@etsmtl.ca A-2126
01 Pierre-Lou Billerot Travaux pratiques et laboratoire pierre-lou.billerot.1@ens.etsmtl.ca A-2112



Cours

Semaine

Contenu

TP*

1

Chimie des carburants

 

2

Combustion

 

3

Composantes

 

4

Paramètres opérationnels et design

 

5

Admission d’air et échappement des gaz brûlés

 

6

Admission d’air et échappement +  Écoulement à l’intérieur du cylindre

 

7

Combustion moteur allumage commandé

 

8

Combustion moteur allumage commandé

 

9

Combustion moteur à auto-inflammation/HCCI

 

10

Émissions polluantes

 

11

Émissions polluantes +

Transfert de chaleur

 

12

Friction et lubrification

 

13

Caractéristiques opérationnelles et révision

 

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




Laboratoires et travaux pratiques

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




Utilisation d'outils d'ingénierie

Non applicable




Évaluation

 

Examen intra

30 %

Examen final

40 %

Laboratoires (10%), projet (10%) et quiz (10%)

30 %

 

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




Double seuil
Note minimale : 55



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 17 octobre 2022



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.



Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



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



Ouvrages de références
  • 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, 5e édition, Robert Bosch GmbH, Stuttgart, 2000.
  • W.W. Pulkrabek, Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine, 2e 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.

 

 




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

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




Autres informations
  • 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.