2) RESULTATS

 

RESULTATS 1998

Voiture de sport atmosphérique

L'étude porte sur les résultats que pouvait fournir la corrélation établie par Kihm, Lyn et Son. Dans cette corrélation, le fioul est remplacé par de líeau distillée. L'utilisation d'Excel a permis de programmer cette corrélation et tracer les courbes de résultats. La formule envisagée est la suivante : 

SMD: diamètre moyen de Sauter exprimé en mm

d0: diamètre de líorifice du gicleur en mm

Nombre de Reynolds de l'air:

DH : diamètre hydraulique du carburateur exprimé en mètres

Nombre de Reynolds de l'eau:

Attention: d0 est à prendre en mètres

Nombre de Weber: 

d0 est à prendre en mètres

Les coordonnées x et y doivent être prises en mm ainsi que le diamètre d0 lorsquíil est rapporté à ces variables.

En prenant d0 = 0.6 mm, et Reg = 70000, les valeurs calculées coïncident avec celles de la littérature.

 

 
 
SMD/d0 pour d=0,6 mm - Reg=70 000 - x=10 mm 

 Le moteur étudié est celui d'une voiture de sport du type BMW M3 321 CV . Le diamètre du gicleur est de l'ordre de: d0 = 274 microns. Plusieurs essais ont été réalisés en faisant varier d0 autour de cette valeur. Lorsque la taille du gicleur change, la vitesse díinjection est modifiée ( si líon conserve le même nombre global de gicleurs ) car la quantité díessence à injecter demeure constante.

L'étude a été menée sur un seul carburateur et un seul gicleur en faisant líhypothèse que le résultat est valable pour tous les gicleurs. Les carburateurs sont supposés identiques, cette hypothèse se justifie donc à condition que le débit díair les traversant soit le même. Les 3 carburateurs étant disposés plus au moins en parallèle sur le circuit díadmission, ceci nécessite néanmoins que les conduits soient dessinés de telle manière que la perte de charge dans chacun díeux soit égale.

En revanche il semble moins évident de négliger líinfluence mutuelle des gicleurs au sein díun même conduit. Ce point serait peut être à approfondir. Les résultats suivant ont été obtenus pour d0 = 250 microns. La vitesse en sortie díorifice qui en découle est alors de 50 m/s. 

 
Diamètre 
mm 
Viscosité dynamique 
kg/m/s 
Masse volumique 
kg/m3 
Vitesse 
m/s 
Fioul
2,5.10-1 
5,2.10-4 
720 
50 
Air
2,84.10-2 
1,80.10-5 
1,2 
109 
 
 
 
SMD/d0 - d0=10 mm 

 La validité des résultats est à remettre en question pour les valeurs de y inférieures à 5 mm. De même pour x=1 mm, il ne semble pas physique que líon puisse obtenir une valeur de SMD nettement supérieure au diamètre de líinjecteur lorsque y dépasse 10 mm. En effet, étant données les trajectoires des particules, il ne doit pas y avoir de carburant en ces points. Ces remarques étaient díailleurs valables dans le cas de líeau, pour laquelle la littérature se garde de montrer les résultats pour les faibles valeurs de x et y (y<7.5 mm et x<10mm).

Pour notre application, il est intéressant de connaître la répartition de la taille des gouttes hors de cette zone. Les résultats obtenus semblent acceptables. Pour autant, il ne faut pas oublier les hypothèses qui ont été faites. La plus forte est de considérer la vitesse de líair constante et stationnaire dans toute la section du conduit. En réalité cette vitesse fluctue de façon périodique (le régime est instationnaire). Ces courbes montrent que pour d0 = 0.250mm, la taille de la majorité des gouttes de combustible se situe en dessous de 21,2 microns à une distance de 270 mm du gicleur. Les particules se situant dans la conduite du côté opposé à líorifice díinjection sont bien les plus grosses ce que nous avions déjà remarqué. Celles qui sont situées à y=25mm ont une taille voisine de 28 microns. Notons quíelles représentent une proportion mineure. Un conduit díadmission tel que le carburateur soit distant de 270mm de la culasse semble donc approprié. En effet les quelques centimètres supplémentaires à parcourir dans la culasse permettront díabaisser le diamètre de toutes les gouttes sous la barre des 20 microns. Il faut également rappeler que la corrélation suppose líemploi díun tube rectiligne de section constante, ce qui níest pas le cas en réalité. Díailleurs même pour notre étude ceci implique que le divergent au niveau du Venturi soit díangle très faible.

Le problème n'est pas entièrement résolu, car l'injection dépose un film liquide sur la face opposée au gicleur. Le mouvement d'air agit sur ce film en décollant des gouttes dont la taille est inconnue et très difficile à évaluer.