Application de l'A.D.L, pour la mesure du champ de vitesses instationnaires de llecoulement a Ilechappement d'un moteur a combustion interne

(Reçu le 16 avril 1992, accepté le 21 septembre 1992)

Abstract
We present experimental results of instantaneous velocity measurement, which were obtained by application of the laser Doppler anemometry (L.D.A.) at the exhaust pipe of a reciprocating engine under real working conditions. First of all, we show that the instantaneous velocity is monodimensional along a straight exhaust pipe, and that the boundary layer develops within a 2 mm thickness. We also show that the cylinder discharges in two phases : the blow down period and the final part of exhaust stroke. We also make obvious, that the flow escapes very quickly : its velocity varies between - 100 m/s and 200 m/s within a period shorter than 1 ms ; thereby, we do record the acoustic resonance phenomenon, when the engine speed is greater than 3 000 rpm. Finally, we show that in the exhaust pipe the apparent fluctuation - i.e. the cyclic dispersion and the actual turbulence - may reach 15%.

Résumé
Nous présentons des résultats expérimentaux du champ de vitesses instationnaires, obtenus par adaptation et application de la vélocimétrie laser interférentielle communément appelée à effet Doppler (L.D.A.), à l'échappement d'un moteur altematif à combustion inteme en fonctionnement nominal. Tout d'abord, nous montrons que dans un tube d'échappement long et droit, la vitesse instantanée est bien monodimensionnelle et que l'écoulement occupe la quasitotalité de la section droite géométrique du tube (une couche limite d'épaisseur inférieure à 2 mm se développe très près de la paroi du tube). Nous pouvons également décrire la vidange du cylindre du moteur étudié en deux phases principales : bouffée d'échappement et refoulement des gaz brûlés par le piston. Nous mettons de même en évidence l'état très pulsé de l'écoulement, puisqu'en un intervalle de temps inférieur à 1 ms, la vitesse de l'écoulement varie de - 100 m/s à 200 m/s ; nous enregistrons ainsi l'apparition du phénomène de résonance acoustique à des vitesses de rotation supérieures à 3 500 tr/mn. Enfin, nous montrons qu'à l'échappement d'un moteur, l'intensité de fluctuation maximale, qui regroupe la dispersion cyclique et la turbulence proprement dite, peut atteindre 15%.