Investigation du cliquetis dans les moteurs dual-fuel

Abstract

L'épuisement des carburants fossiles, la pollution de l'environnement et l'augmentation rapide de la demande d'énergie ont motivé les chercheurs à réaliser, entre autres, des études pour développer le processus de combustion dans les moteurs. Les réglementations strictes visant à réduire les émissions nocives ont encouragé ces dernières années l'utilisation de carburants alternatifs à faible émission de carbone ou neutres en carbone combinés à de nouvelles technologies de contrôle des émissions. Le fonctionnement dual-fuel (DF) est une technique intéressante tant sur le plan économique qu'environnemental. Plusieurs études ont montré que ce concept est une voie prometteuse notamment pour contrôler les émissions de suies et de NO x , même pour les moteurs diesel existants. Cependant, pour être plus attractif, quelques aspects doivent être améliorés pour de meilleures performances et des émissions plus faibles. L'un des principaux problèmes du fonctionnement dual-fuel est qu' aux faibles charges, ces moteurs présentent un rendement inférieur à celui du fonctionnement au diesel. Les émissions d'hydrocarbures imbrûlés et de monoxyde de carbone sont également plus élevées en dual-fuel. De plus, le risque cliquetis aux charges élevées nécessite une attention particulière. Le cliquetis est un phénomène néfaste, voire fatal dans certains cas, pour les moteurs et notamment ceux en fonctionnement dual-fuel. Le présent travail de thèse vise à améliorer ce mode de fonctionnement. A cet effet, l’impact de l'enrichissement des moteurs DF au GN avec des taux de participation élevés en H 2 , à diverses charges de moteur, est d’abord examiné comme technique d'amélioration de ce type de moteur. L'effet sur les caractéristiques de combustion, les performances, les émissions ainsi que le cliquetis est étudié expérimentalement. Le phénomène du cliquetis dans ces moteurs dual-fuel au HGN, a bénéficié d’un intérêt particulier. Des pistes sont proposées et examinées afin de l'éviter ou du moins retarder son apparition dans le cas spécifique de ce type de moteur. L'effet de la stratégie d'injection du carburant pilote (une seule injection et l'injection fractionnée) avec différents paramètres d'injection, à savoir l'instant d'injection et de préinjection, la pression d'injection et la quantité du pilote sur le cliquetis est étudié expérimentalement.