3d Modeling of Combustion for Di-Si Engines Modélisation 3D de la combustion dans les moteurs à injection directe d'essence

Abstract

Direct injection of gasoline is a promising concept to reduce fuel consumption of SI engines. The development of GDI engines is difficult and 3D CFD is a way to support its design. It requires models able to describe the spray and its evaporation and combustion. This paper presents a model, the ECFM, that enables to compute combustion for stratified load in the GDI engines. This model is a development of the Coherent Flame Model which includes thermal expansion effects, and is coupled with a burnt/unburnt gases conditionnal thermodynamic properties description. The model is validated by comparing measurements and computations on the GDI Mitsubishi engine in production. L'injection directe d'essence (IDE) est un concept prometteur pour les moteurs à allumage commandé. La mise au point de ce type de moteur est néanmoins délicate, et le calcul 3D des chambres de combustion est un moyen d'aider à leur conception. Ceci nécessite cependant de disposer de modèles adaptés, à même de décrire le jet d'essence, son évaporation et la combustion du mélange créé. Cet article présente un modèle ECFM de simulation de la combustion dans les moteurs IDE, y compris en fonctionnement stratifié. C'est un développement du modèle flamme cohérente qui comprend des effets d'expansion thermique et est couplé avec une description conditionnelle gaz frais/gaz brûlés des grandeurs thermodynamiques. Ce modèle a été validé par rapprochement de mesures et simulations sur le moteur GDI Mitsubishi.