Plus de monoxyde de carbone grâce à une cylindrée plus petite
La tendance des constructeurs automobiles à utiliser des machines plus petites entraîne une augmentation de la présence de monoxyde de carbone sur les parois des chambres de cylindres, comme l'ont déterminé des chercheurs de l'Université technique de Darmstadt. Leurs processus simulés de moteurs à combustion et les études qui en découlent sont pertinents tant pour l'industrie automobile que pour les concepteurs de moteurs.
Le monoxyde de carbone se forme lors d'une combustion incomplète du carburant et devrait être évité, et pas seulement en raison de ses effets nocifs sur la santé. Comme les fabricants de moteurs tendent de plus en plus à construire des moteurs plus petits, une plus grande quantité de gaz toxique est libérée. Selon des chercheurs du département de génie mécanique de l'université technique de Darmstadt, ce downsizing entraîne une augmentation de la présence de monoxyde de carbone.
"Il y fait plus froid qu'à l'intérieur du cylindre, c'est pourquoi les processus couplés de réaction et de transport se déroulent différemment sur les parois. Mais nous ne nous attendions pas à une concentration aussi élevée de monoxyde de carbone à proximité des parois", explique Sebastian Bürkle, directeur du domaine de recherche spécial Transregio 150.
Les simulations sur ordinateur sont importantes
Les interactions flamme-paroi étant plus marquées dans les petits moteurs, le problème est plus grave au niveau des parois que dans les machines de plus grande cylindrée. La cause des taux élevés de monoxyde de carbone a également été mise en évidence par le phénomène, notamment grâce à des simulations sur ordinateur. "Nos calculs montrent que le monoxyde de carbone ne se forme pas à proximité des parois, mais qu'il s'y accumule en raison de l'écoulement", explique Guido Künne, co-auteur de l'étude.
Les résultats ne sont pas seulement pertinents pour les constructeurs automobiles, mais aussi pour les concepteurs de moteurs d'avion. Une nouvelle technique, la combustion dite "lean burn", réduit certes les émissions d'oxyde d'azote de l'aviation. Mais comme la flamme brûle alors plus près de la paroi, la concentration de monoxyde de carbone augmente.
La quantité de polluants pourrait être réduite en modifiant la géométrie de la chambre de combustion ou en augmentant la température des parois.
