la Composition de l’essence et du diesel 
à la Fois l’essence et le carburant diesel sont constitués de centaines de molécules d’hydrocarbures. En outre, plusieurs composants d’origine biologique, tels que l’éthanol dans le mélange d’essence, sont courants.
L’essence contient principalement des alcanes (paraffines), des alcènes (oléfines) et des aromatiques. Le carburant Diesel se compose principalement de paraffines, d’aromatiques et de naphtènes., Les hydrocarbures de l’essence contiennent généralement 4 à 12 atomes de carbone avec une plage d’ébullition comprise entre 30 et 210 °C, tandis que le carburant diesel contient des hydrocarbures avec environ 12 à 20 atomes de carbone et la plage d’ébullition est comprise entre 170 et 360 °C. L’essence et le carburant diesel contiennent environ 86% en poids de carbone et 14% en poids d’hydrogène, mais le rapport hydrogène / carbone varie quelque peu selon la composition.
Les hydrocarbures paraffiniques, en particulier les paraffines normales, améliorent la qualité d’inflammation du carburant diesel, mais les propriétés à basse température de ces paraffines ont tendance à être médiocres., Les aromatiques dans l’essence ont un indice d’octane élevé. Cependant, les aromatiques et les oléfines peuvent aggraver la propreté du moteur et augmenter les dépôts du moteur, ce qui est un facteur important pour les nouveaux moteurs sophistiqués et les dispositifs de post-traitement. Les composés aromatiques peuvent entraîner des composés cancérigènes dans les gaz d’échappement, tels que le benzène et les composés polyaromatiques. Les oléfines dans l’essence peuvent entraîner une augmentation de la concentration d’oléfines réactives dans les gaz d’échappement, dont certaines sont cancérigènes, toxiques ou peuvent augmenter le potentiel de formation d’ozone., Des additifs peuvent être nécessaires pour garantir des propriétés adéquates de l’essence et du carburant diesel.
l’essence et le carburant diesel traditionnels ne sont pas couverts de manière exhaustive dans le « système D’Information sur les carburants de L’AMF ». Au lieu de cela, l’accent est mis sur d’autres options de mélange ou de remplacement de l’essence et du diesel. Cependant, la technologie des moteurs ainsi que la législation et les normes pour l’essence et le diesel sont brièvement discutées.
Essence – législation et normes
le moteur et la technologie de post-traitement imposent des exigences sur la qualité du carburant., Des analyses de base du carburant ont été élaborées pour examiner la performance générale et l’opérabilité des carburants dans les moteurs à combustion interne. Les propriétés du carburant importantes dans les contextes environnementaux, telles que la compatibilité du carburant avec les dispositifs antipollution, ont été définies par la suite. La fonctionnalité et les performances générales de l’essence peuvent être définies, par exemple, en termes d’indice d’octane, de volatilité, de teneur en oléfines et d’additifs. La performance environnementale peut être définie, par exemple, en termes d’aromatiques, d’oléfines, de teneur en benzène, d’oxygénats, de volatilité et de soufre (le plomb n’est pas autorisé dans la plupart des pays)., Les propriétés du carburant sont contrôlées par la législation et par les normes de carburant. Il existe également un certain nombre d’autres normes régionales et nationales sur les carburants.
en Europe, la Directive sur la qualité des carburants, 2009/30/ce, définit les exigences relatives aux propriétés de base du carburant pour l’essence. La norme européenne EN 228 comprend des exigences plus étendues que la Directive sur la qualité des carburants pour garantir le bon fonctionnement de l’essence sur le marché. Le CEN (Comité européen de normalisation) élabore des normes en Europe.
aux États-Unis, ASTM D 4814 est une spécification pour l’essence., La norme ASTM comprend un certain nombre de classes, de dérogations et d’exceptions tenant compte du climat, de la région et, par exemple, de la teneur en éthanol de l’essence. En 2011, L’US EPA a accepté une dérogation pour l’utilisation d’un mélange d’éthanol à 15 vol% pour les voitures 2001 et plus récentes. Aux États-Unis, les mélanges essence-oxygénat sont considérés comme « sensiblement similaires” s’ils contiennent des hydrocarbures, des éthers aliphatiques, des alcools aliphatiques autres que le méthanol, jusqu’à 0,3% de méthanol en vol, jusqu’à 2,75% de méthanol en vol avec un volume égal de butanol ou de l’alcool de poids moléculaire plus élevé. Le carburant ne doit pas contenir plus de 2.,0% en poids d’oxygène à l’exception des carburants contenant des éthers aliphatiques et/ou des alcools (à l’exclusion du méthanol) qui ne doivent pas contenir plus de 2,7% en poids d’oxygène. Aux États-Unis, le carburant dit de la série P composé de butane, de pentanes, d’éthanol et du co-solvant dérivé de la biomasse, le méthyltétrahydrofurane (MTHF), est autorisé pour les voitures FFV.
Les constructeurs D’Automobiles et de moteurs ont défini des recommandations pour les carburants dans la « World Wide Fuel Charter” (WWFC)., La catégorie 4 est la catégorie WWFC la plus stricte pour les « marchés avec d’autres exigences avancées en matière de contrôle des émissions pour permettre des technologies sophistiquées de traitement aval des NOx et des particules”.
certaines exigences et propriétés du carburant sont indiquées dans les tableaux 1 et 2 ci-dessous.
le Tableau 1. Exigences sélectionnées pour les propriétés de l’essence en Europe et aux États-Unis, ainsi que les recommandations des fabricants automobiles (WWFC). Les exigences et normes complètes sont disponibles auprès des organisations respectives.
le Tableau 2., Exemples de certaines propriétés de l’essence non limitées.
Diesel – législation et normes
Le moteur et la technologie de post-traitement imposent des exigences pour la qualité du carburant. Des analyses de base du carburant ont été élaborées pour examiner la performance générale et l’opérabilité des carburants dans les moteurs à combustion interne. Les propriétés du carburant importantes dans les contextes environnementaux, telles que la compatibilité du carburant avec les dispositifs antipollution, ont été définies par la suite., La fonctionnalité et les performances générales du carburant diesel peuvent être définies, par exemple, en termes de qualité d’allumage, de distillation, de viscosité et d’additifs. La performance environnementale peut être définie en termes d’aromatiques et de teneur en soufre.
Les propriétés du carburant sont contrôlées par la législation et par les normes de carburant. En Europe, la Directive 2009/30/ce sur la qualité des carburants définit les exigences relatives aux propriétés de base du carburant diesel. La norme européenne EN 590 comprend des exigences plus étendues que la Directive sur la qualité des carburants pour garantir le bon fonctionnement du carburant diesel sur le marché., En Europe, le CEN (Comité européen de normalisation) élabore des normes.
aux États-Unis, ASTM D 975 est une spécification pour le carburant diesel. La norme ASTM comprend plusieurs classes. Il existe également un certain nombre d’autres normes régionales et nationales sur les carburants.
Les constructeurs D’Automobiles et de moteurs ont défini des recommandations pour les carburants dans la « World Wide Fuel Charter” (WWFC). La catégorie 4 est la catégorie WWFC la plus stricte pour les « marchés avec d’autres exigences avancées en matière de contrôle des émissions pour permettre des technologies sophistiquées de traitement aval des NOx et des particules”.,
certaines prescriptions et propriétés du carburant sont indiquées dans les tableaux 3 et 4 ci-dessous.
le Tableau 3. Exigences sélectionnées pour les propriétés du carburant diesel en Europe et aux États-Unis, ainsi que les recommandations des fabricants automobiles (WWFC). Les exigences et normes complètes sont disponibles auprès des organisations respectives.
le Tableau 4. Exemples de certaines propriétés non limitées du carburant diesel. a, b
technologie du moteur
Les moteurs à essence à allumage par étincelles sont la principale source d’énergie des voitures particulières., Les moteurs à allumage commandé sont simples et bon marché par rapport aux moteurs diesel à allumage par compression. En outre, le rapport air-carburant stœchiométrique permet l’utilisation d’un catalyseur à trois voies (TWC), capable de réduire simultanément et efficacement les émissions de monoxyde de carbone (CO), d’hydrocarbures (HC) et d’oxydes d’azote (NOx). Un inconvénient des moteurs à allumage commandé est leur efficacité inférieure par rapport aux moteurs à allumage par compression. Par conséquent, la consommation de carburant des moteurs à allumage commandé est supérieure à celle des moteurs diesel, tant en termes énergétiques qu’en termes volumétriques.,
Les Voitures à essence équipées de moteurs à carburateur étaient disponibles jusqu’à la fin des années 1980. Aujourd’hui, les moteurs à allumage commandé sont des moteurs à injection port, principalement équipés d’injection multipoint (MPFI, carburant injecté dans l’orifice d’admission). Dans les années 1990, des moteurs à allumage commandé à injection directe avec un rendement plus élevé et une consommation de carburant inférieure sont apparus sur le marché. Des modèles utilisant une combustion maigre avec excès d’air ont également été introduits dans les années 1990, mais ils ont rapidement disparu du marché., Les moteurs à allumage commandé, qu’ils soient à injection directe ou directe, sont désormais basés sur un rapport air/carburant stœchiométrique et sont équipés d’un catalyseur TWC.
Les émissions de gaz d’échappement des moteurs à allumage commandé utilisant un rapport air/carburant stœchiométrique peuvent être contrôlées efficacement à l’aide d’un catalyseur à trois voies (TWC). Dans TWC, le monoxyde de carbone et les hydrocarbures imbrûlés sont oxydés simultanément avec la réduction des oxydes d’azote. Avec TWC, une réduction de plus de 90% des émissions de co, DE HC et de NOx est obtenue, et les émissions se produisent principalement lors du démarrage à froid ou de fortes accélérations., Cependant, dans certaines conditions, le catalyseur TWC peut générer des émissions d’ammoniac et d’oxyde nitreux. Les TWCs ne fonctionnent efficacement que dans une fenêtre lambda très étroite proche du rapport air/carburant stœchiométrique et ne peuvent donc pas être utilisés dans des moteurs fonctionnant avec un mélange pauvre, tels que les moteurs diesel. L’avantage d’un mélange pauvre serait une meilleure consommation de carburant, mais au prix d’une augmentation des émissions de NOx. La recirculation des gaz d’échappement (EGR) est l’une des technologies courantes utilisées pour réduire les émissions de NOx des moteurs diesel, et elle est également utilisée dans les moteurs à allumage commandé., Pour les voitures à allumage commandé à injection directe, les émissions de particules sont élevées et des filtres à particules peuvent donc devenir nécessaires.
Les moteurs à allumage commandé sont aujourd’hui moins sensibles au carburant que les anciennes générations de moteurs, et les émissions massiques absolues sont faibles. Cependant, lors de démarrages à froid, de conditions de conduite difficiles et de basses températures, il peut y avoir de grandes différences, absolues et relatives, entre les carburants pour toutes les voitures. Dans le passé, les moteurs à carburateur étaient particulièrement sensibles au carburant, par exemple, des problèmes de maniabilité et de verrouillage de la vapeur ont été rencontrés., La plupart des voitures à essence peuvent aujourd’hui tolérer au moins jusqu’à 10% d’éthanol en vol en Europe et aux États-Unis.
DIESEL – en raison de leur rendement élevé, les moteurs diesel à allumage par compression sont la principale source d’énergie des véhicules lourds, en raison de leur rendement élevé. Aujourd’hui, les moteurs diesel deviennent de plus en plus populaires également dans les voitures légères. Les dispositifs de contrôle des émissions et les solutions internes aux moteurs ont des effets cruciaux sur les émissions d’échappement. Les moteurs Diesel fonctionnent sur un mélange pauvre, ce qui améliore la consommation de carburant, mais au prix d’une augmentation des émissions d’oxyde d’azote (NOx)., Les émissions de NOx sont formées à partir d’azote dans l’air à des températures élevées. Les émissions élevées de particules constituent un autre problème des moteurs diesel.
la réduction catalytique sélective (RCS) et la recirculation des gaz d’échappement (EGR) sont les technologies couramment utilisées pour réduire les émissions de NOx des moteurs diesel. L’EGR est une technologie de moteur interne, tandis que le SCR est un dispositif de post-traitement des gaz d’échappement utilisant un agent réducteur, tel que l’ammoniac ou l’urée. Avec L’EGR, une partie des gaz d’échappement est renvoyée dans les cylindres du moteur, ce qui abaisse la température de combustion et, par conséquent, les émissions de NOx., Un rapport EGR élevé peut entraîner des problèmes de propreté du moteur et les émissions de particules peuvent augmenter. Le catalyseur d’oxydation réduit les émissions organiques volatiles. Les filtres à particules réduisent efficacement les émissions de particules.
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