Auto-allumage à bas régime
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L'auto-allumage à bas régime, connu en anglais sous le terme Low-speed pre-ignition (LSPI), également connu sous le nom de stochastic pre-ignition (SPI)[1], est un événement d'auto-allumage qui se produit dans les moteurs de véhicules à essence en cas d'allumage prématuré de la charge de carburant principale[2]. Le LSPI est plus courant dans certains véhicules turbocompressés à injection directe fonctionnant dans des conditions de conduite à basse vitesse et à charge élevée[3].
Les événements LSPI sont aléatoires et peu fréquents, et leurs impacts sur les véhicules concernés peuvent inclure des pics de pression très élevés, des bruits de cliquetis forts et parfois des dommages destructeurs au moteur[4]. C'est ce qu'on appelle communément « cliquetis ». Les systèmes de gestion du moteur (ECU) peuvent gérer l'auto-allumage au moyen d'un capteur de cliquetis. Le capteur détectera l'auto-allumage et retardera le calage du moteur pour protéger le moteur contre les dommages. Un comportement indésirable du moteur se produira, comme une perte de performances ou de puissance.
Impact sur la conception du moteur
[modifier | modifier le code]Les constructeurs automobiles utilisent la réduction de la cylindrée du moteur (downsizing) pour améliorer le rendement énergétique des véhicules et réduire les émissions polluantes, et utilisent la technologie des turbocompresseurs pour récupérer la puissance perdue lors du processus de diminution de la cylindrée[5]. La présence du LSPI limite la capacité des constructeurs automobiles à exploiter tout le potentiel des moteurs turbocompressés pour répondre aux exigences croissantes en matière d'efficacité énergétique[1] et pour réduire davantage les émissions de dioxyde de carbone[6].
Des normes actualisées sur les performances pétrolières sont élaborées pour répondre au LSPI. La spécification dexos1 de nouvelle génération de General Motors (Dexos 1 Gen 2)[7], publiée en 2015, comprenait un test de moteur basé sur un moteur Ecotec à quatre cylindres GM de 2.0 litres qui testera le LSPI[8]. La norme ILSAC GF-6 (publiée en 2020) comprend également un test pour les événements LSPI liés à l'huile dans les moteurs essence à injection directe basés sur un Ford 2.0. Moteur Ecoboost quatre cylindres L[9].
Solutions potentielles
[modifier | modifier le code]Les chercheurs n’ont pas réussi à identifier une cause fondamentale unique pour toutes les instances de LSPI[10]. Toutefois, des tests impliquant l'utilisation d'huiles moteur ont montré que les huiles moteur peuvent être formulées pour empêcher le LSPI tout en conservant les performances de base de l'huile[11].
Le Southwest Research Institute (SwRI) a lancé en 2011 le consortium biennal Preignition Prevention Program (P3) visant à comprendre la source du LSPI et à travailler au développement d'un test standardisé pour les lubrifiants/carburants[6]. Les objectifs du consortium comprenaient l'examen de l'interaction entre le carburant et l'huile lors des événements LSPI, la compréhension de la manière dont la conception matérielle pourrait être utilisée pour aider à atténuer le LSPI et l'identification des fluides pouvant aider à réduire les événements LSPI[12].
L'industrie des additifs pour huile envisage également d'utiliser des additifs pour huile moteur pour supprimer le LSPI tout en conservant les avantages en matière d'économie de carburant des technologies de moteur existantes[13].
Références
[modifier | modifier le code]- Chapman, E., Davis, R., Studzinski, W. et Geng, P., « Fuel Octane and Volatility Effects on the Stochastic Pre-Ignition Behavior of a 2.0L Gasoline Turbocharged DI Engine », SAE Int. J. Fuels Lubr., vol. 7, no 2, , p. 379–389 (DOI 10.4271/2014-01-1226)
- « Aggressive engine downsizing held back by low-speed preignition problems? », Autoblog, Auto Blog, (lire en ligne, consulté le ).
- Okada, Y., Miyashita, S., Izumi, Y. et Hayakawa, Y., « Study of Low-Speed Pre-Ignition in Boosted Spark Ignition Engine », SAE Int. J. Engines, vol. 7, no 2, , p. 584–594 (DOI 10.4271/2014-01-1218)
- Anthony Martyr et Michael Alexander Plint, Engine Testing: The Design, Building, Modification and Use of Powertrain Test Facilities, Elsevier, , Google Books excerpt (ISBN 978-0080969497, lire en ligne)
- « Aggressive engine downsizing held back by low-speed preignition problems? » (consulté le )
- « SwRI to Launch Low-Speed Preignition Prevention Program (P3) Consortium » (consulté le )
- « General Motors Oil Specifications », oilspecifications.org (consulté le )
- « GM's Global Engine Oil Specification dexos® » (consulté le )
- « PC-11 and GF-6: New engines drive change in oil specs » [archive du ] (consulté le )
- Zaccardi et Serrano, « A Comparative Low Speed Pre-Ignition (LSPI) Study in Downsized SI Gasoline and CI Diesel-Methane Dual Fuel Engines », SAE International Journal of Engines, vol. 7, no 4, , p. 1931 (DOI 10.4271/2014-01-2688)
- « F+L Week 2014 Conference & Exhibition » (consulté le )
- « Pre-ignition Prevention Program Consortium » (consulté le )
- Afton Chemical, « The Holistic Approach to Engine Oil Performance », (consulté le )
