Potential of ozone to enable the low load operation of a Gasoline Compression Ignition engine

Le moteur essence à allumage par compression (GCI), reposant sur la combustion partiellement prémélangée de l'essence (GPPC), peut potentiellement assurer des opérations efficaces et propres. Le moteur GCI s'est avéré efficace à forte charge, mais l'indice d'octane élevé de l...

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Auteur principal: Pinazzi, Pietro Matteo, 19-
Autres auteurs: Foucher, Fabrice, 19..-...., Enseignant-chercheur en énergétique (Directeur de thèse, Membre du jury), Dagaut, Philippe, 1960- (Membre du jury), Contino, Francesco, 19..- (Membre du jury), Tahtouh, Toni, 1984- (Membre du jury), Pilla, Guillaume, 1981- (Membre du jury)
Format: Thèse numérique
Langue:Anglais
Français
Publié: 2018.
Sujets:
Accès en ligne:Accès réservé au texte intégral
Note: Titre provenant de l'écran-titre
Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire Pluridisciplinaire de recherche en ingénierie des systèmes, mécanique et énergétique (Orléans ; 2008-....) (Laboratoire)
Autre(s) contribution(s) : Philippe Dagaut (Président du jury) ; Fabrice Foucher, Philippe Dagaut, Robert Dibble, Francesco Contino, Toni Tahtouh, Guillaume Pilla (Membre(s) du jury) ; Robert Dibble, Francesco Contino (Rapporteur(s))
Autres localisations: Voir dans le Sudoc
Variante du titre:Potentiel de l ozone pour atteindre le fonctionnement en faible charge d un moteur essence à allumage par compression
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500 |a Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) 
500 |a Partenaire(s) de recherche : Laboratoire Pluridisciplinaire de recherche en ingénierie des systèmes, mécanique et énergétique (Orléans ; 2008-....) (Laboratoire) 
500 |a Autre(s) contribution(s) : Philippe Dagaut (Président du jury) ; Fabrice Foucher, Philippe Dagaut, Robert Dibble, Francesco Contino, Toni Tahtouh, Guillaume Pilla (Membre(s) du jury) ; Robert Dibble, Francesco Contino (Rapporteur(s)) 
502 |a Thèse de doctorat. Energétique. Orléans. 2018 
520 |a Le moteur essence à allumage par compression (GCI), reposant sur la combustion partiellement prémélangée de l'essence (GPPC), peut potentiellement assurer des opérations efficaces et propres. Le moteur GCI s'est avéré efficace à forte charge, mais l'indice d'octane élevé de l'essence limite considérablement les opérations à faible charge. Le présent travail étudie le potentiel de l'utilisation de l'ozone, fort agent oxydant, pour améliorer la réactivité de l'essence et permettre le fonctionnement à faible charge de GCI. L'ozone peut être produit on board en équipant le moteur d'un générateur d'ozone, sans impact dramatique sur le coût du moteur et sur la complexité du contrôle du moteur. Les essais effectués avec un moteur monocylindre ont montré que l'ozone favorise la combustion HCCI de l'essence, permettant d'étendre la limite d auto-inflammation et de réduire la température minimale nécessaire de celle-ci. Les diagnostics optiques ont montré que ces propriétés sont liées à une prolifération radicale accrue, amenées par des réactions à basse température induites par l'ozone. En parallèle, le processus de combustion GCI a été étudié dans des conditions de faible charge. Sans ozone, la température d'admission doit être considérablement augmentée pour permettre l'auto-inflammationdes mélanges essence-air pauvres. De plus, les résultats indiquent que le monoxyde d azote (NO) contenu dans les gaz brûlés résiduels peut, dans certaines conditions, favoriser fortement la combustion GCI. Ensuite,l'effet de l'ozone a été étudié dans des conditions d'injection directe GCI. Les résultats démontrent qu une stratégie avec double injection est nécessaire pour maximiser l effet promoteur de l ozone et pour contrôler le processus de combustion GCI. Enfin, l'utilisation d une forte concentration d ozone a permis d atteindre des opérations à faible charge en mode GCI, avec des faibles émissions de NOx et de suie, et cela, sans avoir besoin d'augmenter la température ou la pression d'admission. 
520 |a Gasoline Compression Ignition (GCI) engine, relying on Gasoline Partially Premixed Combustion (GPPC) has potential for efficient and clean operations. GCI engine showed to be effective at high load, however, the highoctane number of gasoline dramatically limits low load operations. The present work investigates the potential of using ozone, a strong oxidizing agent, to improve gasoline reactivity and enabling low load GCI operation.Ozone can be produced in-situ and on-demand by equipping the engine with an ozone generator, without a dramatic impact on the engine cost and the engine control complexity. Experiments in a single cylinder engine showed that ozone promotes gasoline HCCI combustion, making possible to extend the lean limit and reducing the minimum temperature needed for autoignition. Optical diagnostics showed that these properties are related to an increased radical proliferation related to ozone-induced low temperature reactions. In parallel, GCI combustion process was investigated under low load conditions. Without ozone, the intake temperature should be considerable increased to enable auto ignition of lean gasoline-air mixtures. Moreover, results indicated that the NO contained into residual burnt gases can strongly promote GCI low load combustion. Finally, the effect of ozone was investigated under GCI direct-injection conditions, demonstrating that low load GCI operation with low NOx and Soot emission can be achieved by seeding the intake of the engine with ozone without needing of increasing the intake charge temperature or boosting the intake pressure. 
650 |a Moteurs diesel  |x Combustion 
650 |a Chaleur de combustion 
650 |a Combustion  |x Effets de l'ozone 
650 |a Thèses et écrits académiques 
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