Recirculation des gaz d’échappement (EGR) - application aux 2 temps - Partie 1 introduction

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Recirculation des gaz d’échappement (EGR) - application aux 2 temps - Partie 1 introduction

Tout le monde a déjà entendu parler de la fameuse vanne EGR de nos moteurs diesel, on sait à peu près tous à quoi sert cette vanne, et pourquoi elle a tendance à s'encrasser, par contre le principe de l'EGR, en anglais exhaust gas recirculation, en général on ne voit pas trop l'interêt.

Je vous propose donc de vous expliquer le principe et d'ouvrir ensuite la discussion sur l'intérêt d'utiliser ce concept sur nos petits moteurs 2 temps.

Les moteurs diesel ont pas mal de points forts, lesquels, si on ajoute un prix à la pompe favorable (comme c'est le cas dans de nombreux pays européens) ont permis l'émergence de cette motorisation (62% de diesel en France l'an dernier). Le principale point fort est bien sûr son rendement supérieur aux moteurs essence. le carburant gazole étant plus énergétique que l'essence, ce qui accentue la perception de cet avantage, la différence en consommation est en généralement bien visible.

Pour vous expliquer rapidement, les deux principales causes de ce meilleur rendement sont le taux de compression plus élevé, qui impacte directement le rendement de cycle, et le fonctionnement en excès d'air qui réduit les pertes thermiques lors de la combustion.

Mais ces deux caractéristiques ont aussi de gros inconvénients, elles favorisent la production de NOx (polluants) à la source et limitent la capacité du système anti pollution à les traiter.

La solution à ces problèmes est donc l'utilisation de gaz d'échappement refroidis mélangés avec l'air d'admission, l'EGR. les intérêts ici sont multiples:
-réduire l'excès d'air en remplaçant une partie de l'air par des gaz qui ne participent pas à la combustion (pas directement en tous cas)
-réduire la température de combustion en modifiant les caractéristiques thermodynamiques dans la chambre de combustion.

Le résultat de l'utilisation d'EGR sur les moteurs diesel est donc la réduction des émissions de NOx à la source (sortie moteur). 

Et les moteurs essence?

Depuis quelques années on voit revenir en force les moteurs essence, et en particulier les petits moteurs suralimentés.

L'intérêt de l'utilisation de moteur essence suralimenté, est de remplacer de gros moteurs essence par des plus petits, et donc de réduire la consommation sur un cycle d'utilisation, en augmentant la charge du moteur afin de faire fonctionner le moteur sur des points de rendement supérieur.

L'utilisation d'EGR dans ce cas est différente. Sur les moteurs atmosphériques (sans suralimentation), le but est d'une part d'utiliser les caractéristiques thermodynamiques des gaz d'échappement pour améliorer le rendement de combustion, et de l'autre de réduire les pertes par pompage en permettant d'ouvrir plus le papillons.

 

Vous allez comprendre maintenant où je veux en venir...

Sur les moteurs essence suralimentés (aussi, un peu en atmo) la limitation de rendement liée à la protection anti cliquetis (knocking en anglais) et assez importante, en effet pour empêcher le moteur de rencontrer du knocking, il faut réduire l'avance à l'allumage, ce qui a pour effet d'augmenter la température à l'échappement, ce qui nécessite d'augmenter la richesse, ce qui réduit le rendement... vous comprenez là, le cercle vicieux qui se met en place à forte charge. En ajoutant des gaz d'échappement refroidis à l'admission, on peut alors réduire la température de combustion et la ralentir, ce qui permet d'éloigner le knocking, ce qui permet de remettre de l'avance, de réduire la température échappement, de réduire la richesse... 

Maintenant que l'on a compris le principe sur moteur 4 temps, on va pouvoir passer aux choses sérieuses, dans la prochaine partie, on va ouvrir la discussion sur l'utilisation de cette technologie sur les moteurs 2 temps. On présentera quelques résultats de simulations afin de confirmer ou d'infirmer nos hypothèses. 

Si vous avez des questions, que le sujet vous intéresse ou bien que vous n'êtes pas d'accord, n'hésitez pas à nous en faire part!

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136 comments

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