C'est parti pour la dernière ligne droite :
La dépollution
Bon je vais commencer par un petit bilan de ce qu'on a vu au sujet des productions de Nox et de suies et comment s'en débarrasser à postériori si on n'a pas réussi à ne pas les produire.
Les Nox sont très difficiles à éliminer après la combustion donc il est nécessaire de régler la combustion pour qu'elle produise un minimum de Nox et on se débrouille pour éliminer les suies produites.
La consommation doit diminuer pour réduire le CO2, là pas le choix.
Les imbrûlés doivent aussi être réduits au minimum.
Les oxydes d'azote sont produit lorsque la température maximale est atteinte si l'oxygène est présent en abondance. Premier réflexe qu'on peut avoir c'est de retarder l'injection pour que la combustion ait lieu dans la détente avec des tempréatures de flamme plus faibles.
Mais plusieurs problèmes apparaissent :
- réduction de la course de détente disponible pour faire travailler l'énergie chimique libérée par la combustion ; d'où une augmentation de la consommation, donc du CO2 et un amaigrissement du portefeuille
- réduction de la puissance et du rendement puisqu'on utilise pas les meilleurs instants de la compression, cet effet est compensable par une suralimentation plus élevée.
- un effet saturant qui finit par dégrader fortement le rendement alors que les NOx ne diminuent plus.
- l'injection après le PMH se fait dans des gaz en détente donc en diminution de masse volumique et de température, d'où une moins bonne évaporation du carburant, un arrosage dez paroi et une production importante d'imbrulés.
Faut vraiment que je comprenne comment fonctionne ce Mfire de Nissan moi
Du coup à l'inverse si on augmente l'avance on diminue très nettement la consommation et le CO2, on améliore la puissance et le rendement mais on augmente les NOx...
Et on s'étonne après ça que les moteurs de nos jours continuent de consommer bien plus que ce qu'on sait faire, mais c'est uniquement pour satisfaire les normes Euro4 et bientôt Euro5 en produisant peu de NOx.
Pour les faibles charges, donc faibles suralimentation, l'avance à l'injection doit être importante pour éviter d'arroser les parois et de produire des imbrûlés, du coup on produit pas mal de NOx.
A forte charge on retarde l'injection pour réduire les NOx puisqu'on risque moins d'arroser les parois.
Ca c'est pour le réglage de l'injection, maintenant voyons ce qu'on peu rajouter au moteur pour réduire les pollutions.
Le refroidissement de l'air admis
C'est le fameux intercooler.
Avantages :
- accroissement des quantités d'air disponible puisqu'il est plus froid, donc plus dense.
- accroissement du couple et de la puissance
- réduction des émissions de fumées
- réductions des oxydes d'azote
A première vue c'est presque de la magie...mais il lui reste quelques défaut même si c'est en effet assez génial.
A faible charge l'air refroidi implique un arrosage des parois puisque le gasoil est moins bien vaporisé. Donc le refroidissement est pénalisant à faible charge. Donc on by-passe l'intercooler pour profiter au contraire de l'air chaud envoyé par le turbo.
A forte charge par contre l'intercooler donne toute sa dimension et apporte tous les avantages cités ci-dessus.
La recirculation des gaz d'échappement
C'est la vanne EGR.
On mélange un peu des gaz d'échappement à l'air admis à hauteur d'environ 5 %
Avantages :
- les gaz d'échappement ont déjà brûlés donc ils n'ont pas d'oxygène à apporter, ils étouffent en partie la combustion donc réduisent sa température. Donc vous l'avez compris, peu d'oxygène et temprature plus basse égal peu de NOx.....mais plus de fumées puisque la post-oxydation est arrêtée plus tôt par la baisse de température.
Malgré tout il vaut encore mieux reciruler les gaz d'échappement que retarder l'injection à outrance car l'EGR pénalise globalement moins la puissance, le rendement et les émissions de fumées qu'une injection tardive.
L'injection d'eau
En injectant de l'eau dans l'air d'admission on refroidit pas mal la temprature maximale de combustion, donc les productions de NOx en produisant peu de fumées car on ne refroidit que la temperature maximale au moment où l'eau se vaporise.
L'idée est de loin la meilleurs mais difficile à mettre en oeuvre car il faut 1 liltre d'eau pour deux litres de gasoil...vous imaginez les problèmes que ça apporte en terme de réservoir supplémentaire, de système de dosage et d'injection, et de discipline de l'utilisateur qui doit en plus faire le plein d'eau au risque de rouler avec un véhicule sur-polluant puisque réglé pour avoir tout le temps sa dose de flotte.
Le filtre à particules
Donc les constructeurs préfèrent l'EGR et doivent se débarrasser des particules produites. Pour ça il faut les brûler comme lors d'une post-oxydation, c'est à dire à haute température.
Lorsque les gaz d'échappement sont trop froids (à faible charge) il faut conserver les particules dans le filtre pour les bruler lorsque la temprature sera suffisante. Ou alors il faut apporter de la chaleur dans le filtre...
