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Whole space combustion for diesel light duty vehicles

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Vers des voitures particulières diesel plus écologiques

Les réglementations strictes en matière d'environnement exigent des moteurs diesel qu'ils produisent le moins d'émissions possibles. Poussé par cela, le projet SPACE-LIGHT a étudié un nouveau procédé de combustion homogène pour moteurs diesel destiné à être utilisé dans des véhicules de faible puissance.

Changement climatique et Environnement icon Changement climatique et Environnement

Les récents progrès réalisés en matière de moteurs diesel pour automobiles ont conduit à un fonctionnement extrêmement efficace accompagné de faibles émissions de CO2. Pourtant, en vertu des réglementations européennes, les émissions de CO, HC, NOx et de particules doivent encore être réduites. Poussé par cela, le projet s'est concentré sur le développement de processus de combustion homogène pour les voitures particulières à moteur diesel. Ledit processus d'allumage par compression à charge homogène (HCCI - Homogeneous Charge Compression Ignition) atteint des niveaux d'émissions de NOx et de particules extrêmement faibles sans compromettre le rendement du moteur diesel. Une partie des travaux du projet a été consacrée à l'étude des principes de base du comportement du turbocompresseur et de la formation de pulvérisation pendant le fonctionnement du moteur diesel HCCI à des charges moyennes. Diverses configurations turbocompresseur-moteur ont été étudiées à l'aide de simulations numériques. L'un des principaux problèmes était l'adéquation du turbo dans la mesure où des taux élevés de recirculation des gaz d'échappement (EGR - Exhaust Gas Recirculation) et de refroidissement des charges sont requis dans des conditions de fonctionnement à charge moyenne en mode HCCI. Les systèmes EGR sont des techniques efficaces pour réduire le niveau d'émissions toxiques de NOx d'un moteur diesel en introduisant un gaz d'échappement dans le système d'entrée du moteur. Sans combustion, le gaz d'échappement occupe une partie de l'espace de la chambre de combustion tout en réduisant la température et les émissions de NOx. Dans un moteur turbo, des taux élevés de EGR peuvent entraîner une réduction des débits massiques et augmenter les taux de compression. Un modèle informatique a été généré dans la perspective d'une prévision efficace et fiable des conditions de travail du turbocompresseur et, ce faisant, des performances du moteur en mode HCCI. Par ailleurs, la caractérisation d'un nouveau système d'injection novateur a été réalisée dans un banc d'essai expérimental. Grâce à des techniques d'imagerie laser, la surveillance et l'analyse de la formation du cône de vaporisation ont pu être réalisées en reproduisant des conditions thermodynamiques similaires à celles créées lors de l'injection de carburant à un stade avancé. Les chercheurs se sont en outre penchés sur des analogies inconnues entre divers paramètres, tels que la pression du carburant, la durée d'impulsion de l'injection, la température de l'air et la pénétration de la pulvérisation. Des collaborations sont recherchées avec des instituts de recherche et/ou des fabricants de moteurs automobiles et à grande puissance ayant une certaine expérience en matière de formation de cônes de vaporisation dans le cadre du mode de combustion HCCI et/ou de l'adéquation moteur-turbo.

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