Development of Natural Gas Demonstrator Based on an Urban Vehicle with a Down-Sized Turbocharged Engine

Abstract

-Développement d'un démonstrateur gaz naturel sur la base d'un véhicule urbain doté d'un moteur suralimenté-L'objectif principal de ce projet est de confirmer le potentiel du gaz naturel en tant que carburant, pour les applications urbaines notamment. Un véhicule de démonstration utilisant uniquement le CNG (compressed natural gas) comme carburant à été développé, en se basant sur un véhicule urbain existant. Le but est de parvenir à des émissions de CO 2 faibles, avec un niveau maximal de 100 g/km sur le cycle de conduite MVEG (motor vehicles emissions group), tout en respectant les niveaux d'émissions de polluants imposés par la norme Euro IV. L'accent est mis par les partenaires de ce projet sur le maintien de l'agrément général du véhicule proche de la version essence de référence, telles la vitesse maximale et l'accélération. Pour ces raisons, le choix s'est porté sur une Smart équippée d'un moteur turbocompressé à faible cylindrée, permettant d'obtenir de faibles émissions de CO 2 et nécessaire pour maintenir le couple et la puissance proches des valeurs cibles. Dans un premier temps, les composants moteur spécifiques au CNG (pistons, bielle, rampe de gaz, etc.) ont été réalisés. Les réglages du moteur et la suralimentation ont ensuite été optimisés sur banc d'essai afin d'obtenir le meilleur compromis en termes de puissance, de consommation et d'émissions de polluants. La dernière étape a consisté à la calibration du moteur, d'abord sur banc d'essai puis sur véhicule. Cette optimisation a permis de respecter les normes d'émission Euro IV tout en offrant un agrément de conduite satisfaisant.

Unburned hydrocarbon formation in a natural gas engine under sea wave load conditions

“…Similar works [29,30] prove that part of the fuel injected to the intake port will generate wall wetting in the cold start. Tilagone and Venturi [31] changed a gasoline engine of vehicle application to a natural gas engine to evaluate the performance and emission of the engine, and they demonstrated that natural gas contributes to a remarkable decline in emission compound, meaning 50% less UHC compared to a gasoline engine. The main reason for this drop is the limited oil film adsorption-desorption phenomenon.…”

Natural Gas Engine Technologies: Challenges and Energy Sustainability Issue

“…The volumetric efficiency loss due to the displacement of air by gaseous fuels can be compensated by boosting the induced air, thereby increasing the breathing efficiency of the engine [219]. The volumetric efficiency of gaseous-fuel engines is also affected by the lack of evaporative cooling that is associated with liquid fuels [220,221]. In terms of the fuel properties, CNG has a lower laminar flame speed and a lower energy density compared to its liquid counterpart, as shown in Table 7.…”

Towards a Stronger Simulation Support for Engine Control Design: a Methodological Point of View

“…In order to reach very low CO 2 emissions IFP has developed a Compressed Natural Gas (CNG) hybrid Smart 600 cc Smart engine [24]. To improve torque at low speed, a mild-hybrid approach based on a 3 kW starter alternator supplies extra-power for peak load conditions.…”