Pourquoi l'E85 fonctionne-t-il si bien ?
(avec un moteur adapté ...)
En 2007/2008, aux débuts de l'E85, en France, nous avons eu la chance de nous appuyer sur les expériences des Etats-Unis et de la Suède pour progresser plus vite dans la compréhension de l'alcool-moteur car nous avions oublié en 50 ans notre histoire française des carburants destinés à l'automobile.
J'ai retrouvé mes notes et une copie du forum de l'époque qui m'avaient permis de monter mes tableaux de calculs à l'époque. J'avoue que je ne comprenait pas grand chose à l'époque et je n'avais aucune idée de l'antériorité de l'utilisation de l’éthanol ou du méthanol dans un moteur à combustion.
Voulez- vous en savoir plus ?
LTFT et consommation
J'avais juste la certitude, 10 ans après que ces formules fonctionnaient et que toutes mes lectures d'articles sérieux, scientifiques et documentés sur le Net validaient les calculs de consommations, de puissance sans jamais expliquer clairement pourquoi.
Effet "Pouvoir énergétique"
Un volume donné d'E85 contient 73% de la valeur énergétique en BTU (1 British Thermal Unit = 1055 joules) pour un même volume d'essence.
- Dans une voiture au Sans Plomb, vous avez besoin d'un poids d'air égal à 14,7 fois le poids du carburant pour atteindre le lambda 1 (le mélange de combustion idéal).
- Avec E85 il vous faut seulement 9,765 fois la masse d'air par rapport à la masse de E85.
- Donc, en d'autres termes, vous avez besoin de 1,5 fois (14,7 / 9,765) la masse d'éthanol pour une même quantité d'air.
Mais attention, ce sont des valeurs de masse, pas des volumes !
Effet "Masse"
L'éthanol est plus lourd que l'essence.
La masse d'un litre d'essence est d'environ 737 g à 15 ° C, la densité de E85 est de 780 g / l à 15 ° C. Cela signifie que nous avons besoin (737/780) * (14,7 / 9,765) = 1,42 fois plus de volume de E85 par quantité d'air.
C'est comme ça que calcule le calculateur d'injection pour déterminer le LTFT !
Maintenant que nous savons que la quantité d'énergie provenant de la combustion de l'E85 n'est que de 73%, cela voudrait dire 1,4 * 0,73 = 1,02 et donc le moteur devient 2% plus chaud avec E85 ?
Non, car il y a deux autres choses à prendre en compte:
A -- Combien de carburant faut-il par km?
D'après le contenu énergétique que vous attendez (1 / 0,73 = 1,37), une voiture a besoin de 37% de carburant en plus pour parcourir la même distance et ainsi produire la même quantité de chaleur.
En réalité, une voiture fonctionnant sur E85 pur consomme environ 30% de carburant en plus, donc vous ne mettriez que 1,3 x 73% = 95,4% d'énergie (chaleur) pour faire la même chose !
En d'autres termes, le moteur devient plus efficace avec E85.
Comment est-ce possible ?
Il y a plusieurs raisons, une des raisons telles que la combustion est plus complète et que le réglage optimisé de l'allumage sans risque de détonation (les véhicules modernes ont une marge de +/-4% en général) , etc.
B -- La chaleur latente de la vaporisation de l'éthanol par rapport à l'essence
La chaleur latente de vaporisation est la quantité de chaleur absorbée et nécessaire pour évaporer un liquide à un gaz.
Dans un moteur à combustion, les combustibles liquides refroidissent la charge d'admission et la chambre de combustion lorsqu'ils sont évaporées.
Cela rend la charge d'admission plus dense et fournit plus d'énergie par volume dans le moteur.
L'effet de refroidissement aide également à arrêter la détonation et réduit les températures des composants du moteur et de l'huile servant à les refroidir.
C'est aussi la raison pour laquelle de nombreux concepteurs de moteurs (turbo) rendent le mélange très riche à pleins gaz (WOT), pour refroidir le moteur avec du carburant et pour éviter la surchauffe du moteur à pleine charge.
La moindre chaleur latente de vaporisation est également la principale raison pour laquelle les moteurs de voitures au GNC et au GPL sont beaucoup plus chauds, détruisent le haut moteur et produisent plus de NOx.
La chaleur latente de vaporisation de l'essence est d'environ 150 Btu / gal pour E85, elle est de 359 BTU / gal pour l'essence.
Pour une quantité donnée d'éthanol refroidit le moteur 2,4 fois plus (au minimum) !
Si vous ajoutez le fait qu'il y a plus de carburant (1,4 fois plus à pleins gaz), vous verrez un effet de refroidissement de 2,4 x 1,4 = 3,36 autant que de l'essence!
Pas étonnant que l'éthanol améliore l'efficacité énergétique des moteurs, il fonctionne comme un intercooler!
Références
