La technologie alimente un nouvel avenir pour les moteurs à combustion interne

Jul 31, 2023

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Selon les dirigeants de flottes ainsi que les responsables de la maintenance des flottes, la mort du moteur à combustion interne pourrait s'avérer grandement exagérée malgré l'enthousiasme suscité par les groupes motopropulseurs électriques. Les leaders de l'industrie se sont efforcés de prolonger la durée de vie du moteur à pistons de base.

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Le secret de cette prolongation de la durée de vie des moteurs thermiques réside dans l'utilisation de carburants plus écologiques, car ils permettent de réduire les coûts de carburant et de maintenance des flottes tout en réduisant les gaz à effet de serre. Ces moteurs plus récents auront également beaucoup plus de facilité à respecter les normes strictes d'émission à venir pour les polluants primaires comme les NOx, les particules et les hydrocarbures imbrûlés. Les experts estiment que le résultat final probable de la nouvelle technologie des carburants sera un avenir beaucoup plus vert qui, en même temps, ressemblera souvent au présent familier.

"Les problèmes du moteur diesel sont davantage liés au carburant qu'au moteur lui-même", a déclaré BJ Johnson, co-fondateur et PDG de ClearFlame Engine Technologies.

Les nouveaux moteurs utiliseront tous des carburants à faible teneur en carbone, dont beaucoup proviennent de sources non minérales qui tirent leur énergie directement du soleil, réduisant ainsi le CO2 dans l'atmosphère. Le gaz naturel renouvelable captera le méthane à faible teneur en carbone provenant de sources actuelles telles que l’agriculture et les décharges, et brûlera le carburant dans les moteurs. Bien que ces moteurs rejettent du CO2, la quantité est moindre que lorsqu’ils fonctionnent au diesel, ce qui entraîne un résultat « carbone négatif ».

Un moteur est équipé du système de combustion ClearFlame, y compris un module de commande du moteur ClearFlame. (Flamme Claire)

Cummins présentera le X15N en 2024, un moteur au gaz naturel à allumage par étincelle qui sera le premier des moteurs de l'entreprise basé sur sa nouvelle plate-forme indépendante du carburant qui utilise des pièces communes sous la culasse. "Le moteur au gaz naturel aura une culasse unique pour le refroidissement nécessaire et son système d'allumage par étincelle", a déclaré David King, chef de produit sur route nord-américain de Cummins, moteurs au gaz naturel et renouvelable, ajoutant que le moteur de 15 litres va changer la donne en raison de son « levez-vous et partez ».

Le moteur au gaz naturel aura 1 850 livres-pied de couple disponible à 1 100 tr/min et 1 800 livres-pied au pic de couple du X15 diesel de 1 000 tr/min. King a également noté qu'il est plus silencieux qu'un moteur diesel, qu'il tourne au ralenti ou qu'il génère des grognements.

Johnson

David Johnson, PDG de Westport Fuel Systems, décrit un type différent de moteur au gaz naturel basé sur la théorie originale de Rudolf Diesel. Alimenté via son système d'injection directe haute pression développé par Westport, le moteur brûle du gaz naturel comme carburant principal avec une petite dose de diesel pour l'allumage. L'injecteur HPDI breveté fournit les deux carburants sous une pression extrême via une conception à double aiguille concentrique. Il conserve une efficacité, une puissance et un couple similaires à ceux du diesel, mais doit utiliser du gaz naturel liquéfié pour que sa pompe à carburant embarquée puisse produire la pression d'injection élevée nécessaire. Il faudra également un système de réduction catalytique sélective des NOx et un simple filtre à particules diesel. Westport et le groupe Volvo ont récemment signé une lettre d'intention pour utiliser le système pour réduire les émissions de CO2, en particulier lorsque le gaz naturel renouvelable est le carburant.

Hyliion a créé un modèle hybride, ERX Powertrain, qui fonctionne au gaz naturel renouvelable. Il combine une grande batterie à l’arrière de la cabine avec un moteur de 12 litres fonctionnant au RNG. Il peut être rechargé hors réseau pour produire 75 miles de fonctionnement entièrement électrique. Son moteur au gaz naturel de 12 litres entraîne uniquement un générateur, qui charge les batteries et assure la propulsion via des essieux électriques tandem. Les essieux se régénèrent également pendant le freinage, ce qui donne une autonomie totale d'environ 1 000 milles. Jusqu'à 672 chevaux de pointe sont disponibles et les batteries alimentent toutes les charges de l'hôtel pendant les pauses.