Use of Ethanol/Diesel Blend and Advanced Calibration Methods to Satisfy Euro 5 Emission Standards without DPF

Abstract

Résumé -Utilisation d'un carburant Diesel éthanolé à l'aide de méthodes de calibration avancées afin de satisfaire les normes Euro 5 sans filtre à particules -L'utilisation des biocarburants s'est développée durant ces dernières années de façon importante afin de diversifier les sources d'énergies et de limiter la hausse des émissions de gaz à effet de serre du secteur des transports. L'un des carburants renouvelables les plus adaptés à une production de masse est l'éthanol. Celui-ci est aujourd'hui principalement utilisé dans les moteurs à allumage commandé, alors que la part des véhicules Diesel sur le marché européen est de l'ordre de 60 %. Ce constat nous a incité à proposer une formulation innovante utilisant de l'éthanol pour les applications Diesel. Les principaux verrous technologiques pour cette utilisation sont la miscibilité, la température d'éclair, la lubrification ou encore l'indice de cétane. Des travaux ont été réalisés pour optimiser la formulation contenant de l'éthanol, des biodiesels de première et seconde générations. Appliqué à un véhicule optimisé pour la norme Euro 4, ce carburant oxygéné a permis une diminution drastique des émissions de particules. Il a été cependant observé que les émissions de HC et de CO peuvent être problématiques tout autant que celles de NO x si les paramètres du contrôle moteur ne sont pas adaptés. Des analyses de combustion apportent une aide à la compréhension de ces résultats par l'étude du délai d'autoinflammation ou encore de la combustion de l'injection pilote. Ainsi, au banc moteur, des méthodes avancées de calibrations telles que les plans d'expériences ont été utilisées pour optimiser l'adéquation moteur/carburant. Une approche de type global a été proposée et comparée à une approche locale plus classique. Cette optimisation à chaud permet une réduction simultanée des émissions de NO x et de particules. Ces résultats laissent également présager une réduction du bruit de combustion et des émissions de CO 2 sur véhicule. Un banc moteur dynamique a été ensuite utilisé pour étudier plus en détail le potentiel de réduction des émissions polluantes. Le comportement d'un véhicule sur le cycle européen NEDC avec démarrage à froid a pu être reproduit. Différentes méthodologies innovantes, basées notamment sur l'optimisation simultanée des cartographies de base et des cartographies de correction à froid, sont présentées. Elles permettent d'adapter les réglages du moteur par rapport à l'impact que ce carburant alternatif peut avoir sur la combustion et l'activation du catalyseur ou les émissions de HC et CO à la source. Ces méthodes ont permis de limiter le travail sur véhicule au banc à rouleaux à la validation des résultats obtenus sur banc moteur et à l'optimisation finale des cartographies à froid. Cette étude a prouvé qu'il était possible de satisfaire les normes Euro 5 avec cette nouvelle formulation de carburant tout en conservant une configuration de véhicule Euro 4 sans filtre à particules. En définitive, ce carburant innovant apparaît comme une solution i...

Bibliometric Studies on Emissions from Diesel Engines Running on Alcohol/Diesel Fuel Blends. A Case Study about Noise Emissions

“…Results shown that at high load, combustion noise was worse when diesel fuel was used; however, low and middle loads provided lower values. Magand et al [59] proved that combustion noise increased with the use of ethanol/diesel fuel blends, as cylinder pressure and heat release rates increased. This could be explained by the delayed combustion of the pilot injection.…”