211service.com
Un moteur plus efficace
Une nouvelle version du moteur à combustion interne, qui pourrait réduire considérablement la consommation de gaz, pourrait être étonnamment pratique et facile à déployer, selon les récentes découvertes de chercheurs du MIT. Les tests sur un prototype basé sur la technologie, qui permet aux moteurs de basculer entre la technologie conventionnelle et le nouveau type de combustion à économie de gaz, montrent qu'il ne nécessite pas de carburant spécial, et les moteurs utilisant la technologie peuvent être fabriqués à moindre coût à partir d'automobiles conventionnelles. les pièces.
Combustion propre : Un nouveau moteur à essence sans étincelles pourrait réduire considérablement la consommation de carburant. Dans un moteur conventionnel (en haut), un mélange de carburant et d'air est allumé par une bougie d'allumage. Dans un diesel (au milieu), le carburant s'enflamme lorsqu'il est injecté dans de l'air comprimé chaud. Une alternative aux deux est appelée allumage par compression à charge homogène (en bas). Ici, un mélange de carburant et d'air est comprimé jusqu'à ce qu'il brûle. Parce que le carburant et l'air sont prémélangés, ils brûlent plus uniformément que dans un moteur diesel, produisant beaucoup moins de suie et d'oxyde d'azote.
La technologie d'économie de gaz, appelée allumage par compression à charge homogène, ou HCCI, utilise une forme de combustion beaucoup plus efficace que l'allumage par étincelle conventionnel. Dans certaines conditions, il peut réduire la consommation de carburant de 25 pour cent, dit Guillaume Vert , professeur de génie chimique au MIT et co-auteur de la nouvelle étude. C'est très similaire à l'efficacité d'un moteur diesel, qui réalise également une combustion par compression plutôt que par étincelle. Mais contrairement aux moteurs diesel, le HCCI permet une combustion plus uniforme et est donc beaucoup plus propre. Un système qui combine HCCI avec la combustion conventionnelle pourrait améliorer l'économie de carburant de quelques miles par gallon en moyenne, dit Green.
Plusieurs groupes de recherche travaillent sur le nouveau type de combustion. Volvo, par exemple, a construit un système hybride qui peut basculer entre l'allumage par étincelle conventionnel et le HCCI. Certains experts s'attendaient cependant à ce que le nouveau type de moteur nécessite un carburant spécial.
La recherche du MIT montre qu'un moteur HCCI peut fonctionner avec n'importe laquelle des variétés d'essence vendues en Amérique du Nord, ce qui rend inutile un carburant spécial. Les chercheurs ont testé une gamme d'essences différentes fabriquées dans différentes raffineries. Ils ont découvert que le moteur HCCI était moins sensible au carburant que les gens ne le craignaient, dit Green.
Bien que le HCCI présente plusieurs limitations de performances, celles-ci peuvent être résolues à l'aide d'une approche hybride, dans laquelle un moteur pourrait basculer entre le HCCI et l'allumage par étincelle conventionnel. L'utilisation de pièces déjà produites en série pourrait rendre la construction d'un tel hybride relativement peu coûteuse, dit Green.
Dans les moteurs à essence conventionnels, une étincelle enflamme un mélange de carburant et d'air dans une chambre de combustion, créant une explosion qui entraîne un piston. Bien que cela se produise très efficacement lorsque le moteur travaille dur, il est moins efficace à des charges plus faibles, comme pendant la croisière, lorsque moins d'essence est pompée dans la chambre de combustion. A ces moments, pour maintenir le rapport carburant/oxygène optimisé, un vide partiel est créé dans la chambre. Il faut de l'énergie supplémentaire pour faire ce vide, ce qui diminue l'efficacité du moteur.
La technologie HCCI évite l'utilisation d'un vide énergivore. Au lieu de cela, les gaz chauds d'un cycle de combustion précédent restent dans la chambre ; le moteur utilise une combinaison de chaleur provenant de ces gaz chauds et de chaleur générée en comprimant le mélange pour élever des températures suffisamment élevées pour que le mélange explose.
Mais si la température du moteur est trop basse, comme lorsqu'il démarre ou qu'il fonctionne sous de très faibles charges, le mélange ne devient pas assez chaud pour brûler. Et à des charges élevées, lorsque la température est élevée, le mélange peut brûler trop tôt, désynchronisé avec le cyclage du moteur, provoquant un phénomène potentiellement dommageable appelé cliquetis. Les différences dans les carburants peuvent également affecter précisément le moment où le mélange brûle.
Le système hybride bascule entre les deux formes de combustion. Pour ce faire, il faut changer la façon dont le moteur traite les gaz brûlés. Lors de la combustion par étincelle, les gaz sont expulsés par une vanne ouverte. Dans HCCI, le moment de l'ouverture de cette vanne est modifié de sorte qu'elle se ferme avant que les gaz ne s'échappent complètement, les emprisonnant à l'intérieur.
John Heywood , professeur de génie mécanique au MIT qui n'a pas participé à ce travail, a déclaré que le HCCI pourrait éventuellement offrir des avantages encore plus importants à mesure que les chercheurs trouveraient des moyens d'adapter le moteur afin qu'ils puissent l'utiliser pour une plus large gamme de charges. De plus, il pourrait être utilisé en combinaison avec d'autres technologies d'économie d'essence déjà disponibles sur de nombreux véhicules. La mesure dans laquelle la HCCI peut être combinée avec d'autres approches pourrait déterminer dans quelle mesure elle est adoptée, suggère Heywood.