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AU COEUR DE LA CHAMBRE DE COMBUSTION

Les moteurs conventionnels

Depuis son invention, l’automobile fonctionne majoritairement à l’aide d’un moteur thermique à combustion interne, à 4 temps, qui peut être alimenté à l’essence (moteur à allumage commandé) ou au gazole (moteur Diesel). Des progrès technologiques importants ont permis d’augmenter le rendement de ces moteurs conventionnels en vue de réaliser des économies d’énergie. La préoccupation écologique est, elle aussi, au cœur de la recherche sur le développement des moteurs.

 Comment fonctionne un moteur ?

 Un moteur automobile conventionnel est constitué, en général, de plusieurs chambres de combustion. Chacune d’entre-elles est délimitée par la culasse, le cylindre et le piston. L’architecture du moteur repose également sur une cinématique bielle – manivelle qui permet de transformer un mouvement rectiligne alternatif (déplacement du piston) en un mouvement rotatif (rotation du vilebrequin). La combustion du mélange carburé (mélange air-essence) dans la chambre se traduit, à chaque cycle, par une élévation de pression des gaz qui permet de mettre en mouvement le piston et le système bielle-manivelle. Le vilebrequin est, ensuite, connecté aux organes mécaniques de transmission (boîtes de vitesses, arbres de transmission, etc.) afin d’entraîner les roues du véhicule. La boîte de vitesses permet d’adapter la vitesse de rotation des roues à celle du moteur. Les performances d’un moteur dépendent, en premier lieu, de la quantité d’énergie dégagée par la combustion, donc de la quantité de mélange carburé présente dans la chambre de combustion. Celles-ci sont ainsi directement liées au volume de la chambre (cylindrée unitaire) et au nombre de chambres ou cylindres du moteur (cylindrée totale).

Pourquoi l’appellation “moteur à 4 temps” ?

 Ce sont les 4 temps nécessaires au cycle de transformation de l’énergie chimique contenue dans le carburant en énergie mécanique. Chaque temps correspond à un demi-tour de rotation du vilebrequin (une montée ou une descente du piston). Les temps 1 et 4 sont des temps consacrés aux transferts des gaz (admission des gaz frais et échappement des gaz brûlés), les temps 2 et 3 sont les temps nécessaires à la préparation et à la réalisation de la combustion et à sa transformation en énergie mécanique.

  • Pour un moteur à essence, les 4 temps se décomposent ainsi :

– 1er temps : Admission (Remplissage du cylindre)
Le piston descend et aspire le mélange air-essence.
– 2e temps : Compression
Le piston remonte comprimant le mélange air-essence, une étincelle est générée pour enflammer le mélange.
– 3e temps : Combustion – Détente
C’est celui qui correspond au développement de la combustion et à l’expansion des gaz brûlés : le piston est repoussé vers le bas, l’énergie chimique est transformée en énergie mécanique.
– 4e temps : Echappement (Vidange des gaz brûlés du cylindre)
Le piston remonte et évacue les gaz brûlés.

 Principes de fonctionnement

  • Pour un moteur diesel, les 4 temps se déroulent de la même façon à deux différences près :

– 1ère différence :
C’est de l’air pur qui est admis et comprimé lors des temps 1 et 2, puis le carburant est introduit directement dans le cylindre (par injection) en fin de compression.
– 2ème différence :
Le mélange s’enflamme spontanément, sans étincelle, du fait de l’élévation de la température de l’air liée à sa compression.

 Indice de cétane/indice d’octane

L’indice de cétane caractérise l’aptitude du gazole à s’auto-enflammer spontanément. L’indice d’octane caractérise l’aptitude de l’essence à résister à l’auto-enflammation afin de se préserver de combustions non contrôlées par l’étincelle électrique (combustions anormales, cliquetis).

Qu’est-ce que la combustion ?

 Pour réaliser une combustion complète d’1 g de carburant conventionnel (essence ou gazole), il faut, en théorie, environ 14,6 g d’air. Ce mélange idéal est appelé mélange stœchiométrique.

– Les moteurs à essence actuels fonctionnent en grande majorité à la stœchiométrie. Après introduction d’un mélange homogène d’air et d’essence dans le moteur, la combustion (inflammation du mélange) est initiée par une étincelle (allumage commandé). La combustion se traduit par la propagation d’un front de flamme qui balaye toute la chambre.

– Les moteurs Diesel fonctionnent avec un excès d’air. Le gazole est injecté sous pression dans une masse d’air préalablement comprimée. La combustion s’initie par auto-inflammation (allumage par compression). La combustion est dite stratifiée ou hétérogène car elle a lieu dans un milieu constitué à la fois de zones très riches en carburant (situées notamment près du nez d’injecteur) et de zones très pauvres, voire sans carburant (près de la paroi du cylindre).

Qu’est-ce que le rendement d’un moteur ?

 Le moteur est un transformateur d’énergie chimique en énergie mécanique. Le rendement d’un moteur est le rapport entre l’énergie fournie au moteur (énergie chimique contenue dans le carburant) et l’énergie mécanique restituée. Il est important d’optimiser ce rendement pour éviter la déperdition d’énergie, particulièrement dans un contexte de développement durable.

Dans des conditions optimales de fonctionnement, un moteur automobile offre aujourd’hui un rendement maximal de l’ordre de 36 % pour un moteur à essence et de 42 % pour un moteur Diesel. C’est-à-dire, qu’en moyenne, un peu plus d’un tiers de l’énergie fournie par le carburant est transformée en énergie utile pour faire avancer le véhicule, le reste étant principalement dissipé en chaleur dans l’atmosphère. Ces conditions optimales correspondent cependant à une utilisation du moteur à charge élevée.

La puissance maximale que doit fournir le moteur est déterminée par la masse du véhicule, sa vitesse maximale et son agrément d’utilisation (lutte contre l’inertie liée au poids, résistance à l’avancement dans l’air, potentiel d’accélération). Or, en règle générale, les véhicules automobiles sont utilisés sur de petits parcours en agglomération, ce qui se traduit finalement par une sollicitation des moteurs à faibles charges. Dans ces conditions, le rendement se trouve dégradé avec des valeurs n’atteignant que 15 %.

De gros efforts de recherche et développement sont engagés dans ce domaine afin d’améliorer les rendements des moteurs dans toutes les conditions d’utilisation des véhicules. Une des voies d’amélioration repose sur le concept d’éco-suralimentation (ou downsizing). Celui-ci consiste à réduire la cylindrée du moteur (donc sa taille et son poids), en conservant un niveau de performance équivalent à un moteur de plus forte cylindrée au moyen de la technique de suralimentation (turbocompresseur). Ce procédé permet de diminuer substantiellement les pertes énergétiques du moteur.

 Quelles émissions font l’objet d’une réglementation européenne ?

Il s’agit principalement du monoxyde de carbone (CO), des hydrocarbures imbrûlés (HC), de l’oxyde d’azote (NOx) et des particules pour les moteurs Diesel. Le dioxyde de carbone (CO 2) n’est pas réglementé au niveau des transports mais fait l’objet d’un engagement d’objectif de réduction de la part des constructeurs européens.

Le post-traitement des émissions

 C’est l’étape qui consiste à transformer les gaz d’échappement, entre le moteur et le pot d’échappement, pour obtenir des émissions de gaz moins polluants. Le moteur Diesel produit à la base moins d’émissions de CO et de HC mais occasionne, contrairement à l’essence, des émissions de particules et de fumées. Le post-traitement des moteurs Diesel et des moteurs à essence présente, par conséquent, certaines différences.  Actuellement, il existe 2 principaux moyens pour réaliser le post-traitement des émissions :

– le pot catalytique qui convertit principalement le CO, les HC et les NOx, et qui permet de réduire également les particules de suie (fraction organique soluble présente sur les particules),
– le filtre à particules (diesel seulement) qui stocke les particules puis les brûle périodiquement (tous les 500 km environ) dans des conditions parfaitement maîtrisées.

De nouvelles technologies sont en cours de développement pour améliorer encore le traitement des émissions, parmi lesquelles on peut citer, les pièges à oxyde d’azote et la catalyse “SCR” (avec injection d’un agent réducteur spécifique, l’urée).

La réduction de la pollution à la source

 Il s’agit de procédés en amont, le traitement se faisant à la source au sein de la chambre de combustion. Deux voies sont possibles :

– optimisation des combustions traditionnelles au travers de la mise en œuvre de nouvelles technologies telles que l’option de l’ajout d’activateurs de carburant Xp3 par exemple. (injection, suralimentation, etc.)
– mise en œuvre de nouveaux modes de combustion homogène.

 Maîtriser l’impact environnemental

Malgré l’émergence de nouvelles technologies, le couple “moteur à combustion interne/ carburants pétroliers” dominera, et pour longtemps encore, l’univers des transports routiers avec deux conséquences environnementales : une pollution urbaine et une pollution “globale” qu’il faut maitriser.

– La pollution urbaine, particulièrement sensible dans les zones de circulation denses ou mal ventilées, est provoquée par les polluants émis à l’échappement des moteurs à la suite du processus de combustion : le monoxyde de carbone (CO), les oxydes d’azote (NOx), les hydrocarbures imbrûlés (HC) et les particules de suie. Ces émissions font l’objet d’une réglementation grâce à laquelle l’industrie automobile a démontré sa capacité à générer des véhicules de plus en plus propres. Mais des marges de progrès existent pour continuer de réduire les émissions de polluants, et en particulier celles de NOx et de particules diesel.

– La pollution globale imputable à l’automobile est liée à l’émission de gaz carbonique (CO 2), mise en cause dans l’effet de serre et sa conséquence climatique : le réchauffement de la planète. Les transports routiers représentent à eux seuls 23 % des émissions de CO en Europe.

L’Union européenne a fixé un objectif de 130 g/km parcouru de CO en 2012 et 95 g/km en 2020. La moyenne des émissions de CO des véhicules neufs vendus en France est de 133 g/km.

Chiffre clé: 132,8 g/km Émissions de CO2 des voitures neuves vendues en 2009 : la France au 1er rang en Europe.

   

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L’additif XP3, ACTIVATEUR DE CARBURANT et ses multifonctions est le meilleur compromis efficace sur le marché, il débarrasse le moteur de tous ses dépôts nocifs en contribuant à entretenir, à maintenir les moteurs propres et contribue au respect de la planète!

 Tout comme la vaisselle n’est pas propre si elle est lavée uniquement à l’eau, des dépôts se forment dans le moteur s’il n’est pas correctement nettoyé. Les additifs Xp3 sont comme un liquide vaisselle pour la chambre de combustion. Ils éliminent les impuretés qu’elle et le système d’injection présentent. Il en résulte :

  1. Un nettoyage en profondeur, 2. une performance améliorée et 3. une consommation réduite.

    Pour ce faire, Xp3 dispose du seul activateur de carburant multifonctionnel sur le marché adapté à tous les véhicules et à tous les carburants: diesel et essence. Cet additif détache les résidus de carburant du système d’injection, il élimine la carbonisation et les dépôts présents dans les distributeurs de carburant, les soupapes d’injection et d’admission ainsi que les autres composants du système d’alimentation. Cela permet de prévenir les difficultés au démarrage, les irrégularités du ralenti, une mauvaise aspiration des gaz, les pertes de puissance, les à-coups du moteur et de mauvais taux d’émission des gaz d’échappement.
    L’additif Super concentré 1 / 4000 diesel et essence, est le produit équivalent pour tous les véhicules. Il débarrasse également le moteur des dépôts et nettoie les injecteurs. De plus, il évite la corrosion du circuit de carburant. Il peut également être utilisé préventivement, afin de limiter la formation de dépôts dès le départ.

    Ces dépôts se forment lentement et de manière quasiment imperceptible pour le conducteur. Mais leur impact est multiple. S’ils se déposent sur les injecteurs, le carburant n’est plus vaporisé aussi finement dans la chambre à combustion et, en conséquence, sa combustion est moins efficace. Il en résulte une consommation de carburant plus élevée, une performance moteur moindre et une formation accrue de dépôts supplémentaires. En outre, ces dépôts accroissent l’usure, ce qui augmente le risque de pannes et la probabilité de réparations onéreuses.
    L’utilisation de l’activateur de carburant Xp3 est extrêmement facile : il suffit simplement de verser les additifs dans le réservoir de carburant. Ils peuvent donc être aussi bien utilisés dans l’atelier, lors de la révision, que vendus directement aux automobilistes.

 La technologie Xp3 répond à l’accroissement de la demande de transport

Le développement économique, le libre-échange et la pratique du flux tendu dans l’industrie entraînent une croissance du transport routier de marchandises au détriment du rail. L’accès à la civilisation automobile d’un plus grand nombre, notamment dans les pays émergents, est aussi à l’origine de l’augmentation de la demande de transport. Augmentation qui sera le principal moteur de la croissance de la consommation pétrolière dans le monde dans les prochaines années.

– 97 % des consommations d’énergie du secteur des transports sont assurées par le pétrole.

– Les transports utilisaient un tiers de la production mondiale de pétrole en 1973, contre plus de 50 % aujourd’hui.

– Le parc automobile, près d’un milliard de véhicules (voitures particulières et véhicules utilitaires) aujourd’hui, va doubler dans les deux ou trois prochaines décennies.

– La part des énergies alternatives dans les transports devrait progresser de 3 % aujourd’hui à 10-15 % à horizon 2030.

– En France, le transport de marchandises représente près de 70% du trafic routier.

– En France, il y a 598 véhicules pour 1000 habitants, en Chine 38, en Inde 16.

Au sujet de XP3
L’activateur de carburant Xp3 est produit depuis 1990 par XP Lab INC, groupe basé à SAN DIEGO USA. 27 années d’expérience au service de la biotechnologie nous a établi comme le leader dans le développement non seulement des additifs et des amplificateurs de carburant, mais d’innombrables autres produits comme les graisses, les lubrifiants spécialisés, les revêtements anticorrosifs, les nettoyants et détergents et plus encore. Xp Lab INC développe et teste dans ses propres laboratoires et réalise également des tests par des laboratoires tiers indépendants à travers le monde. Et les lance ensuite sur le marché mondial sous son propre nom XP3. En plus du marché Américain, nos produits sont distribués dans plus de 110 pays dans le monde.

Nous disposons d’un large réseau de distributeurs exclusifs dans le monde entier qui possèdent l’organisation commerciale et technique pour répondre à tous vos besoins. Xp3 est distribué en France par  Oxyg group à Vichy sur www.oxyggroup.fr

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