Des outils logiciels validés pour la conception de moteurs

Les gaz d'échappement polluent l'air de nos villes et contribuent au réchauffement climatique. Ainsi les législateurs européens ont-ils imposé une limitation très sévère sur les émissions provenant d'échappements. Pour se conformer à ces nouvelles exigences, faciliter le processus de conception et l'accélérer, les ingénieurs s'orientent vers des méthodes assistées par ordinateur.

Dans le cadre du projet de R&D MINNOX, Ford Werke AG a associé ses talents avec ceux d'autres constructeurs automobiles et d'instituts de recherche, en vue de réduire les émissions d'oxyde d'azote (NOx). Le projet a recueilli des données expérimentales à partir d'un moteur pilote, fonctionnant sous diverses charges.

Les ingénieurs de Ford ont abouti à une approche originale pour estimer la température des composants métalliques du moteur, en combinant la dynamique des fluides (CFD) avec la méthode des éléments finis (FEM). AVL, le coordinateur du projet MINNOX, a développé FIRE, un logiciel de CFD, pour étudier le transfert de chaleur entre le bloc-moteur, la combustion des gaz et le liquide de refroidissement. De son côté, le logiciel de FEM a fourni des informations sur d'autres paramètres thermodynamiques des différentes phases.

La validation des résultats du modèle a montré une amélioration de l'exactitude ainsi qu'une réduction notable du temps nécessaire aux simulations, grâce à une automatisation plus poussée de la procédure. Ceci améliore la modélisation des émissions de polluants, car la production d'oxyde d'azote (NOx) dépend directement de la température du moteur. Ces nouveaux outils serviront à améliorer la conception des moteurs, afin de réduire la production d'oxyde d'azote.