Un moteur à l'éthanol plus efficace

Un moteur flex-fuel amélioré permettra aux véhicules d'obtenir un meilleur rendement énergétique grâce à un mélange d'éthanol et d'essence. La pression dans le moteur change pour s'adapter aux différents mélanges de carburant. Ceci, combiné à l'utilisation de turbocompresseurs, le rend presque aussi efficace qu'un moteur diesel, selon ses développeurs.

Gros coup de pouce : Cette image montre un modèle du moteur à injection directe boosté à l'éthanol de Ricardo. Les tuyaux d'admission sont représentés en bleu ; tuyaux d'échappement en rouge.

Les moteurs dits flex-fuel utilisent un mélange de carburants, la combinaison la plus courante étant d'environ 15 pour cent d'essence et 85 pour cent d'éthanol. Mais ces moteurs ont tendance à payer une pénalité d'efficacité de 30% car ils sont optimisés pour utiliser de l'essence, explique Rod Beazley, directeur du groupe de produits pour l'essence à la société de recherche en ingénierie. Richard , basé à Détroit. Par conséquent, même si les mélanges éthanol-carburant commerciaux tels que l'E85 coûtent moins cher que l'essence à la pompe, cela revient toujours moins cher de faire fonctionner un moteur à essence ordinaire, dit-il.

Le nouveau moteur à injection directe d'éthanol (EBDI) de Ricardo est conçu pour tirer pleinement parti des propriétés favorables de l'éthanol pour améliorer les performances et réduire la consommation. [L'éthanol] a un indice d'octane très élevé par rapport aux autres carburants et une chaleur de vaporisation plus élevée, explique Luke Cruff, ingénieur en chef du programme EBDI de Ricardo.

Un indice d'octane plus élevé signifie qu'un carburant est moins sujet aux détonations indésirables ou aux cognements. Une chaleur latente de vaporisation plus élevée signifie que l'éthanol peut aider à contrôler les conditions de gaz dans la chambre de combustion en abaissant les températures. En modifiant la pression et la température, le carburant injecté dans le moteur brûlera plus efficacement et réduira la formation de gaz d'oxyde nitreux.

Les moteurs flex-fuel ordinaires sont incapables d'exploiter ces propriétés car ils sont optimisés pour l'essence et fonctionnent à des pressions de cylindre inférieures, explique Cruff. Le moteur EBDI surveille en permanence le mélange de carburant à l'aide de capteurs. Il modifie ensuite la pression des cylindres, l'injection de carburant, le calage des soupapes et d'autres facteurs pour garantir que les conditions tirent le meilleur parti du mélange de carburant. L'une des façons dont le moteur modifie la pression dans les cylindres consiste à utiliser la turbocompression.

Nous avons conçu ce moteur pour qu'il soit optimisé pour l'éthanol et le gaz, et tout mélange des deux, explique Beazley. Nous utilisons tous ces mécanismes de contrôle pour modifier efficacement les caractéristiques de compression du moteur.

En conséquence, le moteur est capable de combler l'écart entre les moteurs à allumage commandé et le diesel, explique Cruff. Nous pouvons obtenir des performances équivalentes du véhicule et, dans certains cycles de conduite, une consommation de carburant équivalente, ajoute Beazley. En plus d'améliorer les performances des mélanges éthanol-essence, ces modifications apportent également des améliorations avec l'essence, bien que les avantages ne soient pas aussi importants. La turbocompression, par exemple, permet d'utiliser des moteurs plus petits et plus efficaces sans sacrifier la puissance.

C'est une progression naturelle, dit Hua Zhao , directeur du Centre for Advanced Powertrain and Fuels Research à l'Université Brunel, à Londres, au Royaume-Uni. Différentes entreprises essaient des approches similaires, dit-il. C'est une bonne idée et fait partie d'une tendance à réduire la taille des moteurs en remplaçant les gros moteurs par des plus petits.

La technologie est différente d'une autre approche pour augmenter les performances du moteur avec de l'éthanol. Dans cette approche, le moteur est optimisé pour fonctionner à l'éthanol, et lorsque de l'essence est utilisée, de petites quantités d'éthanol sont injectées à partir d'un réservoir de carburant séparé dans le moteur pour éviter les cognements. (Voir L'incroyable moteur de rétrécissement.)

Actuellement, le moteur concept de Ricardo n'a été testé que dans des conditions de laboratoire. Mais la société installe un prototype dans une camionnette GMC Sierra 3500 HD. En remplaçant le gros moteur diesel V8 de 6,6 litres par le plus petit moteur V6 EBDI de 3,2 litres de Ricardo, il devrait être possible d'obtenir le même type d'économie de carburant et de performances du véhicule. La technologie est également très évolutive, explique Beazley. En plus de remplacer les moteurs des voitures particulières, il peut être utilisé pour les moteurs des gros équipements agricoles, dit-il.

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