Le gaz naturel comprimé (CNG) offre une alternative attrayante aux carburants traditionnels en raison de sa haute densité énergétique et de son respect de l'environnement. Avec une valeur d'octane d'environ 120 et une chaleur de combustion de 38 à 47 MJ/kg, le CNG permet une combustion efficace tout en réduisant les émissions de CO₂. Ces propriétés rendent le CNG particulièrement intéressant pour une utilisation dans les véhicules.
Défis de l'injection de CNG
L'optimisation du moteur à CNG nécessite une régulation précise de la pression d'injection. Le CNG est stocké dans des réservoirs haute pression à environ 200 bar et injecté selon la demande du moteur entre 2 et 9 bar. Des pressions plus faibles conviennent à une conduite économique, tandis que des pressions plus élevées offrent plus de puissance et de couple.
Influence de la pression et de la température
Le rendement de la combustion dans le cylindre dépend fortement de la température et de la pression du gaz naturel. Une augmentation de la pression à volume constant augmente la densité du gaz et donc sa valeur calorifique. Sans calibration précise, cela peut entraîner des pertes de puissance et une mauvaise conduite.
Technologies d'injection pour le CNG
Pour une combustion efficace du carburant, la quantité de gaz naturel injectée doit être toujours adaptée aux besoins en air du moteur. La gestion électronique du moteur utilise généralement un débitmètre d'air pour déterminer la quantité précise d'air nécessaire puis la quantité de gaz naturel à injecter.
Injection centrale (CPI)
Avec l'injection centrale, le gaz naturel est injecté depuis un module d'injection de gaz (Natural Gas Distributor – NGD) dans le collecteur d'admission. Un capteur de pression centrale mesure la pression et la température dans le module d'injection pour que les soupapes d'injection fournissent exactement la quantité de carburant nécessaire.
Injection multipoint (MPI)
Alternativement, l'injection peut également se faire sans le module d'injection, en assignant une soupape d'injection à chaque cylindre. Avec l'injection multipoint, le gaz est injecté de façon décentralisée à chaque extrémité du collecteur d'admission avant la soupape d'entrée du cylindre.
Optimisation de la pression du rail
Pour optimiser le système CNG, il est essentiel de mesurer précisément la pression interne du rail lors des phases de conception et de test, en la reliant au couple et aux émissions de gaz d'échappement. Des capteurs de pression de haute qualité sont indispensables pour fournir des mesures précises sur une large plage de pression et pour préserver leur intégrité à des températures élevées.
Conclusion
La mesure précise de la pression joue un rôle crucial dans l'exploitation du plein potentiel du gaz naturel comprimé comme carburant. Grâce à l'utilisation de capteurs de haute qualité, la performance, l'efficacité et la durabilité environnementale des véhicules à CNG peuvent être optimisées.
