Pour comparer un fuel : $\frac{LHV}{m_{a1} + 1}$

Rôle du fuel :

• Brûler pour apporter une contribution dans le cylindre et augmenter la pression à l’intérieur. Lorsqu’on observe un premier graphe montrant la quantité d’énergie par litre par rapport à la quantité d’énergie pas kg, on voit que c’est l’hydrogène le plus important en MJ/kg par rapport à un faible MJ/l. L’aluminum pourrait aussi être bon mais produit un oxyde solide. On va plutôt analyser un autre paramètre pour choisir les bons fuels: LHV → c’est l’énergie utilisable d’un fuel dans un moteur.

  

  → Si on considère la masse du tank avec le fuel, on obtient la densité volumétrique net d’énergie. Diesel ~38MJ/kg → 30MJ/kg et $H_2$ → descend à 5MJ/kg

Injection du fuel :

• On ne doit pas injecter le fuel comme une vapeur car il ne doit pas totalement s’évaporer.

• On a besoin d’une certaine volatilité du fuel pour l’injecter

  • Essence SI s’évapore facilement, il brule directement. il y a du gas à la surface du liquide.
  • Diesel CI s’évapore beaucoup plus difficilement et seulement à haute température. On a besoin donc d’une source de chaleur pour augmenter la température du fuel. Le fuel est plus lourd, on doit souffler pour faire des dropelettes.

  → Ce qui différencie diesel et essence : température d’auto-ignition

Pour une Combustion on a 2 options :

• Un fuel qui s’auto-ignition tout seul à faible température
• Un fuel qui crée beaucoup de vapeur/gas à faible température

Volatilité et auto-ignition :

• La limite d’auto-ignition est bien plus élevée pour les carburants légers que les carburants lourds.

RON : Research Octane Number

→ un grand RON = une plus grande T° de vaporisation (Research Octane Number si RON augmente surtout plus haut delay ignition non ?)

• entre l’heptane d’indice 0 et l’iso-octane d’indice 100
• Valeurs usuelles : 95-98
• Le MON (5 points plus bas) todo
• Pour un haut indice, il faut des chaines courtes, ramifiées, des insaturés et des composés cycliques

MCN : Minimum Cetane Number

→ une plus grande MCN = une T° d’auto-ignition plus basse, donc un délai d’auto-ignition/ inflammation plus court

• 100 pour cétane, 0 pour méthylnaphltalène
• valeur classique : 40 pour fuels lourds, 50 pour les petits moteurs
• Paramètres favorables sont : chaines longues, rectilignes, saturées et non cycliques

MON : capacité du fuel à avoir un certain taux de compression

Indice de Méthane ( carburant gazeux, moteur SI) :

• 100 pour CH4, 0 pour H2

Fuel et [SI](<https://martinrampanelli.notion.site/SI-49ec441c3ea940baba16a18c3f37bf0d>) :

• les SI on donc besoin d’un bon mélange air/essence pour avoir une très bonne combustion des vapeurs. L’essence se vaporise facilement mais est très résistante à l’auto-ignition.
• Besoin d’une bonne résistance à l’auto-ignition pour éviter le knocking
• On veut un grand nombre d’octane → min RON = 95

On est pas homogène : stratifié

Le mélange n’a pas la même richesse partout dans le cylindre : on a différent phi en fonction d’où on se trouve dans le cylindre. Plus on se trouve loin du centre de la flamme, plus on a un phi proche de 0. On peut avoir une stratification sans homogénéité (des endroits avec phi > 1) mais le but est d’avoir un phi moyen équivalent à 1.

• On remplit le reste du cylindre avec de l’air, et on remplit en fonction de la pédale d’accélération
  • La raison d’avoir un phi < 1 : pour le post-traitement après la combustion
  • C’est un des types de combustion dans le moteur à compression homogène
• Mélange pauvre phi = 0.3 HCCI
  • Idée de stratification avec phi = 1 et un mélange injecté proche de la turbulence car plus facile d’igniguer le mélange même avec un phi = 0 plus loin, qu’un phi = 0.3 homogène.

→ Voir HCCI

Pourquoi ?

On ne veut pas créer du NOX : 2 conditions pour le créer :

• Avoir un phi très faible et une haute température

• Stratification : comme on est en homogène, on évite la suie grâce à phi < 1

(Attention à bien limiter la température)

• La zone LTC : Low Temperature Combustion : zone à faible température pour éviter le NOX, mais pour tout de même brûler

Trade off car un petit phi et une température élevée améliore l’éfficacité

Fuel et [CI](<https://martinrampanelli.notion.site/CI-4acd88ab6f2548839c1ab5f796506f46>) :

• Le diesel s’évapore donc beaucoup moins mais s’auto-inflamme plus facilement
• Les CI se basent donc sur l’auto-ignition des fuels et ne doivent pas être résistant
• On veut on grand nombre de cetane → min MCN = 50