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Fruit des travaux de l'ingénieur allemand [[Rudolf Diesel]] de [[1893]] à [[1897]], le '''moteur Diesel''' est un [[moteur à combustion interne]] dont l'allumage n'est pas [[moteur à allumage commandé|commandé]] mais spontané, par phénomène d'[[Point d’auto-inflammation|auto-inflammation]]. Il n'a donc pas besoin de [[bougie d'allumage|bougies d'allumage]]. Cela est possible grâce à un très fort [[taux de compression]] (rapport volumétrique) d'environ 14:1 à 25:1, permettant d'obtenir une température de 700 à {{unité|900|°C}}. Des [[bougie de préchauffage|bougies de préchauffage]] sont souvent utilisées pour permettre un meilleur démarrage du [[moteur]] à froid, en augmentant, temporairement, la température d'un point de la [[chambre de combustion]].
 
Le carburant devait être du [[charbon]] pulvérisé, mais ses résidus de combustion usaient prématurément le moteur, poussant Rudolf Diesel à lui a préférépréférer un carburant liquide ; le [[fioul]] ([[gazole]]) a été préféré car moins coûteux et se pulvérisant mieux grâce à une moindre [[viscosité]], mais du [[fuel lourd|fioul lourd]] ou des [[Huile végétale carburant|huiles végétales]] ou des [[Huile minérale|minérales]] sont parfois utilisées.
 
Rudolf Diesel développa son moteur dans la fabrique de machines d'Augsbourg (Maschinenfabrik [[Augsburg]]), entreprise prédécesseur de [[MAN (constructeur)|MAN]]<ref>[http://www.jesuismort.com/biographie_celebrite_chercher/biographie-rudolf_diesel-5164.php Biographie de Rudolf DIESEL] Sur le site jesuismort.com</ref>.<!--Drôle de nom pour une ref!!-->
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* Si l'injection directe existe depuis les débuts du moteur Diesel, elle n'était pas utilisée en [[automobile]], mais seulement sur les moteurs lents (industriels, poids-lourds et marins). Des raisons techniques<ref>Fumées et bruit supérieurs, gradient de pression trop élevé.</ref> contraignaient à utiliser des pistons très solides et très lourds, incompatibles avec des vitesses élevées. Il fallut attendre [[1988]] pour que la technologie [[common rail]] (injection directe à haute pression), mise au point par le [[Centro Ricerche Fiat]] en collaboration avec les filiales de [[Fiat]] [[Magneti Marelli]] et [[Elasis]] soit utilisée pour la première fois sur la [[Fiat Croma]]. Ce moteur prit le nom de TDid<ref>Notons que [[Rover_(automobile)|Rover]], quelques mois avant Fiat avait aussi commercialisé un véhicule léger équipé d'un moteur Diesel à injection directe, mis au point en collaboration avec [[Perkins_(moteurs)|Perkins]], mais s’agissant d’une version utilitaire de la [[Montego]], Fiat revendique l’antériorité pour les véhicules particuliers, ce qui est exact puisque le groupe britannique ne commercialisa la version berline équipée de ce moteur que quelques mois après la Croma.</ref>.<br />Avec les nouveaux dispositifs d’injection directe, injecteurs-pompe, rampe commune et injecteurs piézo-électrique, la pression atteint jusqu'à {{unité|2500|bar}} (contre {{formatnum:1400}} pour la première rampe commune et moins de {{formatnum:1000}} pour un moteur à injection indirecte), ce qui assure une pulvérisation du gazole turbulente, continue, constante et bien répartie, essentielle pour une bonne combustion<ref>Cette technologie porte le nom de [[HDi]] chez le constructeur automobile [[PSA Peugeot Citroën|PSA]], pour ''High-pressure Direct Injection'', ou encore de dCi (''Direct Common rail Injection'') chez [[Renault]].</ref>.
 
* Pour faciliter le départ à froid on crée un "point chaud" à l’intérieur de la chambre de combustion voire un rechauffageréchauffage de l'air admis. Les moteurs Diesel (notamment les moteurs de poids-lourds) sont équipés de systèmes de préchauffage (parfois appelés « bougies »), de réchauffage d'air, ou encore d'un système de surcharge à la pompe d'injection.
 
Les autres avantages du moteur Diesel par rapport aux [[Moteur à allumage commandé|moteurs à essence]] sont les suivants :
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Le lien entre la présence dans le carburant d'hydrocarbures naphténiques et aromatiques et particulièrement, d'[[Hydrocarbure aromatique polycyclique|hydrocarbures aromatiques polycycliques]] (HAP) et la formation de particules étant avérée, la réglementation a limité à {{unité|8.0|% masse}} la teneur en composés aromatiques polycycliques du gazole. On sait aussi que l'ajout de composés oxygénés, qui améliorent la qualité de la combustion, diminue la production de particules ; il est prévu d'incorporer des [[Ester méthylique d'huile végétale|méthyl-esters d'acides gras]] (EMHV) au gazole, mais à hauteur maximale de {{unité|7.0|% vol.}}, sans qu'une teneur minimale soit fixée.
 
{{qui|Certains}} imaginent une limitation plus stricte de la teneur en composés aromatiques ou l'obligation d'introduire une certaine proportion de composés oxygénés. Toutefois, de fortes difficultés se font jour : éliminer les aromatiques par [[extraction]] serait bien plus difficile dans le gazole que dans l'essence ; les hydrogéner par [[hydrotraitement]] consommerait énormément d'hydrogène, pour les transformer en [[Pétrole naphténique|naphténiques]] qui ne valent guère mieux. Une bonne façon de limiter la teneur en aromatiques (en même temps que d'élever l'[[indice de cétane]] et d'améliorer la tenue au froid) serait de davantage recourir à l'[[hydrocraquage]] pour l'obtention de gazole, mais ceci requiert des investissements élevés. Par ailleurs, les pétroliers demeurent hostiles à l'incorporation de produits oxygénés dans les carburants.
 
A plus longue échéance, si les procédés "gas to liquids" se développent, le gazole issu du [[procédé Fischer-Tropsch]] suivi d'[[hydroisomérisation]] fournirait un gazole totalement paraffinique, donc à très haut indice de cétane, le degré d'isomérisation permettant de contrôler la tenue au froid. Une telle composition réduirait fortement les émissions de particules. Il est également envisagé d'utiliser le [[méthoxyméthane]], plus connu sous la désignation de diméthyl-éther (DME), comme carburant diesel du fait de son indice de cétane élevé (55, à comparer à celui du gazole, de 51 au minimum). Sa formule semi-développée CH<sub>3</sub>OCH<sub>3</sub> met en évidence qu'il s'agit d'un produit léger, à chaîne carbonée courte et dépourvue de cycle aromatique, et de surcroît oxygéné. La qualité de la combustion serait toute autre, qu'il s'agisse des particules et imbrûlés de toutes sortes ou des NO{{ind|x}}.