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Experimental and cfd technology for preventive reduction of diesel engine emissions caused by cavitation erosion (PREVERO)

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Étudier l'érosion de cavitation dans les moteurs diesel

Des études ont été conduites pour quantifier l'érosion dans les systèmes d'injection de carburant des moteurs diesel qui résulte de la cavitation. Des résultats expérimentaux et théoriques ont été utilisés pour enrichir le développement d'un modèle d'érosion.

Technologies industrielles

Les émissions polluantes de moteurs diesel peuvent être réduites de manière considérable en augmentant la pression d'injection du carburant. Cependant, cela peut entraîner une augmentation de l'érosion dans certaines parties du moteur et une réduction de la durabilité du système d'injection. L'érosion peut être due à la cavitation, la formation et l'éclatement rapide de bulles de vapeur dans le flux de carburant, entraînant une onde de choc qui peut abîmer les composants du moteur. L'un des principaux défis relevés par les chercheurs consistait à intégrer dans le modèle les observations des caractéristiques de flux et la résistance des matériaux aux effets de l'érosion. Cela nécessitait une compréhension précise de l'impact des caractéristiques du flux de carburant sur les matériaux composant le système d'injection. Les chercheurs du Laboratoire des écoulements géophysiques et industriels (LEGI) de Grenoble, en France, ont conduit des expériences pour vérifier le modèle d'érosion. Le modèle a été validé à la fois d'un point de vue hydrodynamique et matériel et il a été utilisé pour prévoir le temps d'incubation et la vitesse d'érosion. Le modèle a révélé des variations en terme de taille au niveau de la région de cavitation. La taille et l'emplacement correspondaient également à la zone d'érosion enregistrée à partir des observations expérimentales. L'érosion était prévue dans la région subissant l'éclatement de bulles, ce qui correspondait également aux mesures observées. Le partenaire du projet AVL List GmbH a incorporé le modèle d'érosion dans le programme informatique FIRE, qu'il avait développé. Le modèle d'érosion a été validé par AVL en utilisant les résultats du LEGI. La capacité de prévoir la probabilité et la vitesse d'érosion signifiait un gain de temps pour le développement de nouveaux moteurs prototypes, et par conséquent une baisse des coûts.

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