El motor diésel , también llamado motor de encendido por compresión , es un motor de combustión y explosión cuya combustión se desencadena durante la inyección de combustible en la cámara de combustión , por un fenómeno de autoencendido vinculado a las altas temperaturas. Estas temperaturas de 700 a 900 ° C se alcanzan gracias a una alta relación de compresión (relación volumétrica de 14 a 25: 1). Las bujías incandescentes se utilizan a menudo para arrancar en frío motores pequeños, que crean un punto de acceso que facilita la liberación de la inflamación de la mezcla de aire y combustible. Para los motores de barco y los grandes motores estacionarios de fueloil pesado , el combustible se calienta a una temperatura alta para permitir el arranque.
El motor Diesel toma su nombre del trabajo del ingeniero alemán Rudolf Diesel entre 1893 y 1897.
El motor diesel puede ser de dos tiempos (especialmente en barcos, con sobrealimentación por compresor e inyección neumática) o de cuatro tiempos , especialmente en vehículos de carretera y la mayoría de barcos.
Si la patente del motor de combustión interna fue presentada en 1807 por François Isaac de Rivaz , no fue hasta Étienne Lenoir en 1860 para ver aparecer su primera aplicación real. La máquina, que es similar a un motor de encendido por chispa , primero funciona con gas de iluminación , lo que significa que debe estar conectada a las tuberías de la ciudad. El descubrimiento del petróleo en la década de 1850 y la invención del carburador por el austriaco Siegfried Marcus en 1865, llevaron a Lenoir a presentar en la Exposición Universal de 1867 un motor de gasolina , entonces un subproducto de la destilación del petróleo lampante . Si bien la técnica mejoró, en particular por las primeras aplicaciones que Nikolaus Otto hizo del ciclo Beau de Rochas a partir de 1876, Rudolf Diesel buscó hacerlo más simple, más pequeño y más accesible, permitiendo el uso de cualquier combustible. La27 de febrero de 1892, presentó una patente para un motor de carbón pulverizado, en el que la combustión se desencadenaba por alta compresión y no por encendido por chispa. Asistido por el francés Frédéric Dyckhoff , y apoyado por el director de la fábrica de máquinas de Augsburg (futuro MAN ), se comprometió a construir los primeros prototipos a partir de 1894. Probaron diferentes combustibles, entre derivados del petróleo y gasolina. Resultado real en 1897: un motor con inyección neumática de combustible líquido, con una cilindrada de 19,6 L , que ofrecía 14,7 kW ( 20 CV ) a 172 rpm para un consumo de 238 g / ch / h .
En 1900, con motivo de su lanzamiento comercial, el invento ganó el Gran Premio de la Exposición Universal .
Por su peso debido a los refuerzos que impone a su mecánica ( culata , pistones , cigüeñal ), y la complejidad que conlleva su bomba de inyección neumática, el motor Diesel queda reservado para maquinaria pesada. Primero equipó instalaciones en su mayoría fijas, se unió a los astilleros rusos de Ludvig Nobel durante el invierno de 1902/1903, luego a los astilleros franceses en 1903 cuando Adrien Bochet y Frédéric Dyckhoff instalaron la barcaza Le Petit Pierre en el canal Marne-Rin . El equipo de la Armada en 1904 primer submarino, el egret , con un motor diesel de 140 CV de la Compañía Francesa de motores de gas e ingeniería mecánica, y la Royal Navy construyó su primer modelo con un motor de bola caliente de seis cilindros Hornsby-Akroyd de 500 CV al año siguiente en el HMS A13 . La situación empezó a cambiar en 1909, cuando Prosper L'Orange, un empleado de Benz & Cie, inventó la inyección mecánica, un sistema más simple y ligero que su homólogo de aire.
Después de la Primera Guerra Mundial , el Diesel se extendió por todo el sector marítimo, e incluso apareció en locomotoras . Luego, la industria se centró en el automóvil. Peugeot probó en 1921 un prototipo entre París y Burdeos . L'année suivante, Benz met sur le marché un deux cylindres pour tracteurs agricoles , puis c'est Daimler qui, en 1923, expose des camions à moteurs Diesel au Salon de Berlin , et effectue un trajet Berlin- Stuttgart -Berlin à bord d 'otro. Las optimizaciones aportadas por Robert Bosch durante los años siguientes completan la apertura del camino hacia la democratización. Citroën en 1933 comercializó un Rosalie 11UD de manera bastante confidencial, el primer automóvil de pasajeros de producción del mundo equipado con un motor diésel, con una cilindrada de 1766 cm 3 . Mercedes ganó un contrato en 1935 para equipar una flota de taxis alemanes con motores diesel. Al año siguiente, la marca lanzó un modelo para el público en general, el 260 D , antes de que Peugeot lo imitara en 1938 con su 402 .
Detenido por la Segunda Guerra Mundial , el movimiento se reanudó en 1949 con el Mercedes 170 D , luego en 1959 el Peugeot 403 D y su famoso motor Indenor , muy popular entre los taxis parisinos. El desarrollo de la red vial y el auge de los taxis en las áreas metropolitanas están promoviendo de hecho la expansión del diesel, que es más caro de comprar pero cuyo combustible ahora designado, diesel , tiene un costo menor que la gasolina . Desgravación fiscal tras las crisis de 1973 y 1979 , combinada con la llegada de los primeros turbocompresores (el Mercedes 300 SD de 1977, reservado para Estados Unidos , luego su variante europea 300 TD en 1979, lanzado justo después del Peugeot 604 D ), además ayuda en el despliegue de la tecnología. Volkswagen presenta su primer motor diésel compacto para el mercado de masas, el Golf D , luego firma el regreso de la inyección directa a través de su filial Audi , con el 100 , precursor del TDI , en 1985 (tecnología desarrollada por FIAT para su modelo Croma y luego vendido a Volkswagen). Doce años más tarde, apareció la primera aplicación de inyección directa common rail en un Alfa Romeo 156 , desarrollado por Magneti Marelli y luego vendido a Bosch .
El éxito de diesel en Europa (su imagen sigue siendo pobre en Asia y los mercados de América) comienza a declinar en el inicio del XXI ° siglo. Esta situación resulta de varios factores simultáneos: por un lado, la toma en cuenta de sus aspectos contaminantes mancha su percepción por parte de la ciudadanía y genera un endurecimiento de los estándares ; por otro lado, la optimización y complejidad de los sistemas utilizados conducen a precios más altos, al tiempo que aumentan la ocurrencia de fallas. La proporción de los motores diesel en las ventas de automóviles nuevos en Francia se está cayendo año tras año: 65% en el 1 er trimestre de 2014 frente a 69% en el mismo período de 2013, el 73% en 2012 y 77% en 2008. Francia sigue siendo, sin embargo, uno de los primeros países europeos en preferir los motores diésel, por detrás de Luxemburgo, Irlanda y Portugal, pero por delante de España (66,3%), y claramente por encima de la media de Europa Occidental (53,3% en 2013).
Como el motor de gasolina , el motor diesel consiste en un cigüeñal - conjunto de pistones que se deslizan en cilindros , conectados por bielas . El conjunto está cubierto por una culata , donde válvulas , accionadas por un árbol de levas sincronizado con el cigüeñal, abren y cierran alternativamente las cámaras de combustión, conectadas a los colectores de admisión y escape . En los sistemas modernos de inyección directa, el aire se introduce en la cámara de combustión (el volumen liberado por el descenso del pistón al cilindro). Subiendo, el pistón comprime y calienta el aire admitido anteriormente. Alrededor del punto muerto superior , se inyecta a su vez combustible diesel . La mezcla así formada comienza a arder, empujando el pistón hacia atrás en una carrera del motor, luego los gases quemados son evacuados por el pistón que sube por el escape.
Una variante del ciclo Beau de Rochas , el ciclo Diesel también se divide en cuatro etapas:
La especificidad de Diesel radica en su autoencendido en la cámara.
Para permitir que la mezcla se encienda automáticamente, el aire entrante se comprime a un nivel de 20: 1 (aproximadamente 35 bares ) y su temperatura aumenta de aproximadamente 600 a 1.500 ° C. Tan pronto como el combustible se inyecta (rociado como una neblina de finas gotitas), se enciende casi instantáneamente, sin la necesidad de usar un encendido por chispa por bujía . Al quemarse, la mezcla aumenta mucho la temperatura y la presión en el cilindro ( 60 a 100 bares), empujando el pistón hacia atrás y provocando, a través de la biela, la rotación del cigüeñal.
La combustión que tiene lugar en los cilindros de un motor diesel consiste en la oxidación viva del combustible por el oxígeno presente en el aire. Los productos de esta reacción ascenderían a dióxido de carbono y agua si el combustible contuviera solo hidrocarburos y la combustión fuera completa y no estuviera acompañada de reacciones secundarias. La combustión es exotérmica, es decir desprende calor.
Suponiendo que el combustible se compone enteramente de hexadecano , la reacción de combustión interna del motor diesel se puede describir, como una primera aproximación, por la ecuación para la combustión completa del hexadecano:
hexadecano + dioxígeno → dióxido de carbono + agua, o:
2 C 16 H 34 + 49 O 2→ 32 CO 2+ 34 H 2 Oel calor liberado es de aproximadamente 9.951 kJ ( PCI ) por mol de hexadecano quemado.
En las condiciones estequiométricas de combustión "neutra" (sin exceso de oxígeno), se requieren 3,46 g de dioxígeno para quemar 1 g de hexadecano, es decir, para la combustión en aire, 14,96 g de aire (supuestamente seco) por gramo de hexadecano. Esta combustión neutra libera, por cada gramo de hexadecano quemado:
En la práctica, la proporción utilizada en los motores diesel es más bien de 30 g de aire por gramo de diesel. Por lo tanto, los gases residuales de la combustión real de diesel comprenden principalmente nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono, vapor de agua y argón; Se le agregan varios contaminantes como resultado de la naturaleza imperfecta de la combustión principal y la existencia de varias reacciones secundarias.
Las velocidades de rotación de los motores diesel son muy diferentes de un motor a otro. De hecho, cuanto más grande es el motor, mayor es la carrera del pistón y más lento es el motor. Se definen así tres clases de motores:
El límite de velocidad máxima de un motor está determinado por la velocidad de movimiento del pistón en el cilindro. Los fabricantes de motores, en función del uso del motor y de la fiabilidad que se les exige, han fijado los siguientes rangos límite (resultado de las pruebas de desgaste):
Estos límites determinan la vida del motor y su potencia, en caballos de fuerza o kilovatios , por litro de desplazamiento. Hacer funcionar el motor puede conducir a de pistón de válvula de shocks que a menudo resultan en pandeo de la válvula de tallos o sus barras de control.
La velocidad de rotación de un motor está directamente relacionada con la carrera del pistón (por lo tanto, con la cilindrada) y con su uso. De hecho, esquemáticamente, cuanto más grande es el pistón, mayor es su carrera. Por ejemplo, el motor DW10 con PSA, una cilindrada total de 1997 cm 3 (cuatro cilindros), se caracteriza por un diámetro de 85 mm , una carrera de 88 mm y una velocidad máxima de 4000 rev / min ; para este motor, la distancia recorrida por el pistón en el cilindro es, por tanto, de 2 × 88 mm (una carrera de ida y una de retorno) por revolución del motor, es decir, 176 mm ; a 4.000 rpm, la velocidad de desplazamiento lineal media es, por tanto, de 0,176 × 4.000 m / min , o 11,7 m / s .
Algunos motores diesel lentos de dos tiempos superan los 100.000 CV . El contenedor Emma Mærsk está equipado con un motor Wärtsilä RT-flex96C de 14 cilindros y dos tiempos de 108 800 CV a 92-102 rev / min . Los cilindros tienen un diámetro de 96 cm y los pistones tienen una carrera de 2,5 m . Este motor mide aproximadamente 13 metros de alto y 26 metros de largo y pesa 2.300 toneladas. Cada revolución, el pistón se mueve 5 m (una carrera hacia afuera y una carrera hacia atrás). A una velocidad máxima de 92 rpm , la velocidad lineal media es de 8,5 m / s .
El motor diesel se utiliza preferiblemente cuando la eficiencia del combustible o la longevidad del motor son factores importantes: barcos , locomotoras , camiones , tractores agrícolas y maquinaria de construcción. También se utilizan para generadores de alta potencia y algunos automóviles . Aunque los usos principales corresponden en la práctica a motores que desarrollan un par elevado , un motor Diesel no tiene, a priori, más par que un motor de encendido por chispa, salvo en el caso de sobrealimentación, debido al combustible utilizado y a la necesidad de evitar detonación ; El momento de las arquitecturas diesel y gasolina en los automóviles alcanza actualmente un máximo de alrededor de 200 N m / L de desplazamiento.
Desde un punto de vista histórico, es la marina la que se interesa en primer lugar por los motores diésel. Efectivamente, teniendo en cuenta las dimensiones de los primeros motores Diesel, parecería natural que los ingenieros y arquitectos navales estuvieran, antes que todos los demás, interesados en este nuevo motor al que tenían el lugar para acomodar. Sin embargo, se trataba de un buque mercante danés, el MS Selandia , al que se le equipó por primera vez en 1912. Esto debe ser moderado por otras consideraciones, ya que fueron sobre todo los submarinos los que lo equiparon. Así, el ingeniero francés Maxime Laubeuf equipó su submarino Aigrette (1901) con un Diesel porque los motores de gasolina no desarrollaban entonces suficiente potencia y los motores de vapor, liberando demasiado humo, habría sido contraproducente, siendo la preocupación precisamente por desarrollar un edificio discreto. . Además, incluso si el motor diesel experimentó un progreso significativo durante el período de entreguerras, el vapor siguió siendo predominante (el calentamiento con carbón se abandonó gradualmente en favor del calentamiento con aceite). Este es, por ejemplo, el caso del transatlántico Normandie o los gigantes acorazados de la Segunda Guerra Mundial ( Yamato , Bismarck , etc. ).
No fue hasta la segunda mitad del XX ° siglo que el derrame de gasóleo en el transporte marítimo (armado o no) para convertirse en el XXi XX siglo un estándar de motorización que no pudo competir con el nucleares de propulsión (más caro de diferentes maneras). Los primeros vehículos terrestres equipados con motores Diesel aparecieron a principios de la década de 1920 ( Benz y Daimler ). Destinado inicialmente a medios de transporte “pesados” (camiones, en particular), el motor Diesel ha acabado por hacerse un hueco en el automóvil individual o familiar, aunque el motor “gasolina” sigue siendo mayoritario.
El poder calorífico del diesel (en MJ / kg) es ligeramente menor que el de la gasolina . Pero, siendo su masa específica mayor, un litro de diésel contiene más energía que un litro de gasolina: para vehículos del mismo tamaño, el mismo volumen de depósito permite recorrer una distancia mayor con un motor diésel que con su gasolina. equivalente.
Para los vehículos, una fiscalidad ligeramente más favorable en Francia y una mayor eficiencia de los motores diésel significan que son más económicos en el surtidor. Sin embargo, los vehículos equipados con motores diésel son más caros de comprar y mantener, y más aún para los modelos recientes, porque los costes de producción se han incrementado para mejorar ciertas características de estos vehículos, como la capacidad de aceleración, inicialmente menor para los motores diésel. que sus homólogos de gasolina. Si los motores diésel están muy extendidos en Francia, en los Estados Unidos por el contrario, los automóviles y camiones todavía funcionan principalmente con gasolina, que sigue siendo más barata que el diésel. En Japón, debido a las normas anticontaminación más estrictas (material particulado y dióxido de nitrógeno), se ha eliminado el diésel sin filtro de partículas (DPF).
Por otro lado, el motor diésel rara vez se utiliza en motocicletas y aviones , en particular para una cuestión de masa a bordo, con la excepción de los aviones Clerget que se distinguen por una relación peso-potencia comparable a la de una gasolina. motor, pero su desarrollo fue abandonado después de la Segunda Guerra Mundial (1947). Sin embargo, el uso de motores diésel en aviones ligeros, que apareció en la década de 1980, comenzó a desarrollarse: Cessna L19 equipado con un motor diésel Renault 25 impulsado a 135 CV en 1988, avión de fabricación amateur Dieselis equipado con un Isuzu ( Opel ) 70 CV en 1998. Existen al XXI th motores específicos siglo ( SMA ) o derivados de automoción (fabricante del motor Mercedes alemana con sede Centurion Thielert); Aviones turísticos Diamond DA40 y DA42 del Austrian Diamond Aircraft , Ecoflyer del francés APEX (ex DR 400 de Robin) equipados con el Thielert Centurion 1.7 , un avión amateur Gaz'aile 2 y Dieselis. Las motocicletas con motor diesel experimentaron pruebas esporádicas, pero la producción sigue siendo ya sea amateur o muy íntima por parte de pequeñas empresas, ya sea por el ejército pero ahora abandonada.
La optimización de los motores diésel a lo largo de los años ha llevado al desarrollo de nuevas tecnologías, en particular en los campos de la combustión y el control de la contaminación . Son los que permiten a los fabricantes pasar las normas cada vez más restrictivas en vigor. A finales de 2008, el grupo Volkswagen pudo aprobar varios modelos (Q7, Jetta, A4, etc.) en los Estados Unidos, aunque estaban sujetos a los muy estrictos estándares Tier2, Bin5 y LEV 2 en California (pero En 2015, durante el caso Volkswagen , pareció que estos estándares no siempre se respetaron). Estas técnicas también se han generalizado a camiones, obligados a cumplir con los niveles de emisión Euro 6 (ver normas de emisiones europeas ) desde el31 de diciembre de 2013.
La sobrealimentación es una técnica para mejorar la eficiencia del motor. Consiste en incrementar la relación de compresión del aire aspirado para incrementar la de la mezcla. Para ello se utiliza un compresor, que aumenta la cantidad de aire introducido en el motor por la misma cantidad de diésel. Este aporte adicional de oxígeno combate la formación de gases calientes que no favorecen la combustión, permitiendo así incrementar la velocidad de expansión de los gases, y por tanto la energía generada, sin inyectar más combustible. La técnica se probó por primera vez en la aviación, donde la altitud induce una reducción en la densidad del aire entrante (y por lo tanto su contenido de oxígeno), pero luego se extiende a todos los motores térmicos.
Existe una gran cantidad de soluciones para comprimir el aire de admisión. Podemos citar en particular:
Esta técnica consiste en inyectar el combustible directamente en la cámara , y ya no aguas arriba como en los sistemas de inyección indirecta. Permite controlar con precisión la zona donde se inyecta el diésel, y así optimizar la combustión de la mezcla.
Si la inyección directa ha existido desde los inicios del Diesel, durante mucho tiempo ha estado reservada para motores lentos utilizados en vehículos industriales, navales o de mercancías pesadas. Razones técnicas (más humo y ruido, gradiente de presión demasiado alto) obligaron a utilizar pistones muy sólidos y muy pesados, incompatibles con dimensiones reducidas y altas velocidades de funcionamiento. No fue hasta 1986 y el Toyota Land Cruiser HJ61 para ver el primer motor diesel con inyección directa (el famoso 12HT) instalado en un vehículo en particular. Le seguirá dos años más tarde el del Fiat Croma TDid.
Recientemente han aparecido nuevos dispositivos para controlar la calidad de la inyección con mayor precisión. Por tanto, algunos motores están equipados con inyectores unitarios, que regulan la presión de inyección individualmente en cada cilindro. Otros utilizan un common rail , donde, a la inversa, la presión se regula en un rail, del que salen todos los inyectores. Esto se combina cada vez más con los inyectores piezoeléctricos , cuyo control por pulsos eléctricos permite una gestión más fina y descorrelacionada desde el cigüeñal .
Los motores de 2014 ofrecen una presión de inyección de hasta 2.500 bares, en comparación con alrededor de 1.400 para los primeros rieles comunes y menos de 1.000 para los motores de los años ochenta . Combinado con un control preciso de los inyectores, asegura una atomización diésel continua, constante y bien distribuida, esencial para una buena combustión.
Dado que el motor diesel funciona por autoencendido a partir de una determinada temperatura, el arranque en frío es imposible sin la ayuda de un suministro de calor externo. Así se crea, a través de un tapón metálico dispuesto dentro de la cámara , un "punto caliente" que maneja el encendido de la mezcla.
Una alternativa es calentar el aire de admisión mediante sistemas que actúan aguas arriba de la cámara. En ausencia o además de estos dispositivos, los fabricantes pueden finalmente regular los inyectores para operar una sobrecarga de inyección en el arranque.
Para motores de barcos de aceite pesado, el combustible se precalienta a una temperatura alta antes de iniciar el procedimiento de arranque.
La reducción de la cantidad de partículas emitidas depende de la calidad del combustible y del diseño del motor (inyección mejorada, múltiples dispositivos de inyección, etc. ). Para algunas partículas poco combustibles, puede ser necesario un filtro de partículas (DPF). Esta tecnología se generalizó a partir de 2009, cuando el se puso en práctica la norma de emisiones Euro V camiones Europea . Sin embargo, no puede filtrar las partículas más finas. Por lo tanto, el DPF se combina generalmente con catalizadores que lo preceden en la cadena de escape, de modo que, en teoría, solo tiene que bloquear las partículas más grandes y las no quemadas.
El principal problema con un DPF es que gradualmente ve que las partículas retenidas se acumulan en el hollín , con el riesgo de bloquear el elemento filtrante. Por lo tanto, es necesario regenerarlo regularmente quemando este hollín. Si la regeneración del DPF puede tener lugar por sí solo, a alta velocidad, generalmente se realiza mediante una inyección adicional en la cámara al final de la combustión, cuando el motor detecta un exceso de presión en el DPF. Sin embargo, la técnica genera emisiones adicionales de NO x (debido a la inyección adicional), y de HC y CO (debido a la combustión real del hollín). Se están estudiando nuevos DPF para superar este problema, en particular mediante nuevos aditivos, tecnologías de filtrado más avanzadas y la mejora de los diagnósticos a bordo.
En 2005, el análisis de las descargas provocadas a lo largo de dos años por una flota de taxis ( Peugeot 607 2.2 HDi equipado con DPF y mantenido según las recomendaciones del fabricante), en el ciclo MVEG y en una situación real, arroja niveles de emisión relativamente estables. si no tenemos en cuenta las fases de regeneración. Por otro lado, esto conlleva un aumento de más del 20% en el consumo, un 50% más de NO x emitido y, sobre todo, nueve veces más CO. Un análisis de la FAP al final de las pruebas muestra una pequeña cantidad de metales atrapados en el filtro, con una predominancia muy alta de sulfato y azufre . En general, ADEME estima que, a pesar de las regeneraciones involucradas, la presencia del DPF habrá permitido reducir la masa y cantidad de partículas emitidas en los gases de escape en un 90% y 95% respectivamente. La organización señala además que el cerio , utilizado como aditivo en FAP PSA , permanece retenido en un 95% por el filtro .
Coexisten varios sistemas para luchar contra la formación de NO x y partículas finas. El más común hasta la fecha es la recirculación de gases de escape . Consiste en reintroducir parte de los gases de escape en el circuito de aspiración, después de haberlos enfriado para evitar una temperatura demasiado elevada en la cámara de combustión . Sin embargo, la válvula que controla la parte ramificada del colector de escape puede obstruirse, en particular a bajas revoluciones del motor. Para contrarrestar este inconveniente, se puede utilizar un aditivo o se puede aumentar la velocidad del motor, por ejemplo, cuando se viaja por una autopista.
Otra tecnología muy extendida es la reducción catalítica selectiva (o SCR, en inglés : reducción catalítica selectiva ), que utiliza una solución de urea inyectada en la corriente de escape. Este fluido se comercializa en más y más estaciones de servicio, bajo los nombres “ AdBlue ” (marca registrada) en Europa y “ Diesel Emission Fluid ” (DEF) en Estados Unidos.
La catálisis de NO x es bastante complicada, ya que es relativamente estable y puede tardar varias horas en descomponerse bajo los rayos ultravioleta de la luz del día. A continuación, producen ozono (O 3 ), un gas tóxico muy irritante y, por tanto, nocivo en la atmósfera inferior, aunque esencial a gran altura. Además, este sistema requiere la presencia de una alta temperatura para ser efectivo, requiriendo un período de calentamiento más o menos largo dependiendo de las condiciones externas. Este fenómeno plantea el problema de la adaptación de los motores térmicos al tráfico urbano, caracterizado por trayectos más bien cortos. Es por eso que algunos convertidores catalíticos están equipados con dispositivos para promover su aumento de temperatura. Para los vehículos privados, las opciones tecnológicas aún no están fijadas. Todavía es posible ver el surgimiento de opciones alternativas de dosificación de amoníaco (SCR sólido o ammina metálica ).
Los avances técnicos en términos de optimización del motor y control de la contaminación no deben hacernos olvidar que con el tiempo, los sistemas utilizados se desgastan y pierden eficiencia. Por lo tanto, es necesario controlar su estado para controlarlos o incluso reemplazarlos si es necesario. Esta situación ha llevado a los fabricantes a establecer un seguimiento continuo del vehículo para luego ampliar gradualmente su campo de acción. El sistema de diagnóstico a bordo comprueba constantemente el funcionamiento de los distintos dispositivos: sondas, sensores , actuadores , sistema de inyección, catalizador, etc. Si se detecta una anomalía que podría aumentar las emisiones, muestra una alerta (un indicador luminoso de anomalía (in) ) en el panel de instrumentos, para animar al conductor a que revise su vehículo. En teoría, esto permite mantener los sistemas en un estado óptimo y, por lo tanto, limitar la pérdida de rendimiento en términos de emisiones.
Las razones del éxito del motor diesel en el automóvil, más allá de las ventajas fiscales, más políticas que técnicas, se deben principalmente a su mayor eficiencia que la del motor de gasolina debido a una mayor relación de compresión. Esto da como resultado un menor consumo de combustible que en un motor de gasolina .
La eficiencia diésel sigue beneficiándose de la contribución de tecnologías como la sobrealimentación o la inyección directa , combinada con una atomización más fina y mejor controlada del combustible diésel en la cámara de combustión , y una gestión más precisa de la apertura y cierre de las válvulas .
El motor diesel puede quemar aceite vegetal en lugar de combustible diesel. Durante la Segunda Guerra Mundial , frente a la escasez de petróleo, se realizó por primera vez una investigación para desarrollar aceite vegetal como combustible alternativo, pero finalmente se abandonó ante la competencia de la madera y la reposición gradual de petróleo.
Ahora es posible utilizar dicho combustible en un automóvil de pasajeros, con la condición de adaptar su sistema de combustible y monitorear su mantenimiento, teniendo el aceite vegetal una mayor viscosidad en comparación con el diesel, un índice de cetano más bajo e impurezas específicas. También se están estudiando nuevos combustibles de origen vegetal transformados y refinados, como el diéster y el NExBTL, pero su implementación sigue siendo cara en comparación con los aceites vegetales crudos reciclados.
El uso de aceite vegetal puro como combustible se tolera en muchos países, especialmente en Alemania, pero sigue estando prohibido en Francia hasta el día de hoy.
Los vehículos pesados también pueden utilizar una emulsión de agua en diesel (del orden del 10 al 15% de la mezcla ). Por un lado, las gotas de combustible inyectadas en la cámara de combustión ven disminuir su tamaño, lo que conduce a una mejor combustión y, por tanto, a la liberación de menos partículas . Por otro lado, la presencia de agua en la cámara reduce su temperatura, limitando así la emisión de NO x . Sin embargo, la técnica requiere un motor suficientemente robusto (materiales resistentes a la oxidación generada por el agua, sistema de inyección adecuado), y conlleva un aumento del consumo .
Al igual que otros sistemas de tren motriz, el motor diésel ha experimentado mejoras en las últimas décadas. La principal ventaja de este tipo de motores es que produce emisiones de CO 2 a igual consumo, debido a su mayor eficiencia.alrededor de un 10% más bajo que su equivalente de gasolina . También produce menos monóxido de carbono (que se oxida rápidamente a dióxido de carbono en la atmósfera) e hidrocarburos no quemados que los motores de gasolina. La introducción progresiva de filtros de partículas y sistemas SCR y EGR también ha contribuido a limitar las emisiones de NO x y partículas finas, aunque estas siguen siendo mucho más elevadas que en los motores de gasolina.
Roger O. McClellan, Thomas W. Hesterberg y John C. Wall, investigadores que trabajan o han trabajado para la industria del Diesel, destacan los avances de esta tecnología para solicitar una reevaluación de los riesgos que plantea para las poblaciones sanitarias.
En Francia, Diesel se ha beneficiado de una fiscalidad favorable desde la posguerra . Se trataba entonces de promover el transporte por carretera, la agricultura y la artesanía, que recurría especialmente a esta motorización. Durante la década de 1980, los fabricantes de automóviles de pasajeros tomaron su turno a raíz de la segunda crisis del petróleo . La experiencia de Peugeot en este ámbito, y la decisión de Renault de desarrollar esta tecnología a su vez, han llevado al Estado francés a continuar con su política de apoyo al Diesel. A principios de la década de 2000, el TIPP (ahora TICPE ) por litro de diésel era un tercio más bajo que el del súper sin plomo, pero esta diferencia tiende a reducirse; el impuesto a los vehículos de empresa (TVS) también es más bajo para los vehículos diésel, porque está indexado a las emisiones de CO 2(menor a igual potencia, debido a la mejor eficiencia del Diesel). Sin embargo, se agregó un segundo componente al TVS de1 er de octubre de 2013, para tener en cuenta las emisiones de contaminantes atmosféricos. Calculado en función del año de puesta en servicio del vehículo y del tipo de motor, este segundo componente penaliza a los vehículos diésel, en particular a los más antiguos.
Desde 2002, cada modificación de las escalas de impuestos sobre los combustibles ha brindado la oportunidad de reducir ligeramente la brecha fiscal entre el diésel y la gasolina. Esta reducción fue notable en particular en 2004 y 2015. Cada vez más voces se alzan en contra de este combustible, en particular por sus emisiones de partículas finas, lo que lleva al gobierno a aumentar los impuestos. El escándalo del asunto Volkswagen , enseptiembre 2015, entre otras cosas, confirma el Estado francés en sus elecciones: anuncia en octubre "una conciliación en cinco años entre el precio del gasóleo y el de la gasolina" , comenzando con dos incrementos sucesivos de 0,02 € / L , en 2016 y luego en 2017. Si bien aún conserva la ventaja en términos de tributación (el impuesto sobre el diesel se mantuvo un 21% más bajo que el de la gasolina en 2016), las diferencias tributarias sobre estos dos combustibles principales tienden a reducirse.
El diesel permite a las empresas beneficiarse de una ventaja importante, a saber, la recuperación del IVA. El gobierno ha decidido permitir que la gasolina se beneficie gradualmente de esta ventaja: si bien la tasa de recuperación del IVA para las compras de gasolina fue cero en 2016, aumenta levemente en 2017 y 2018 para alcanzar la misma tasa en 2022. recuperación que el diesel, según una evolución escala.
Los vehículos diésel grandes también están sujetos a una penalización menor que los vehículos de gasolina de la misma potencia como parte de la penalización-bonificación ecológica , porque emiten menos CO 2.. Incluso podrían inicialmente ser objeto de una bonificación, en particular los vehículos híbridos diésel-eléctricos, pero esta disposición se ha eliminado. Por el contrario, los compradores de vehículos eléctricos o híbridos pueden beneficiarse de una bonificación adicional si su compra va acompañada del desguace de un viejo vehículo diésel.
En la industria náutica , Diesel disfruta de una ventaja del 30% en el cálculo del DAFN (Derecho Anual de Francización y Navegación) hasta 2013, cuando se modifica la fórmula para borrar cualquier diferencia con la 'gasolina'.
Debido a su propio principio, que requiere, para un rendimiento óptimo, una fuerte presencia de aire en la cámara y altas presiones y temperaturas, el motor Diesel induce un cierto número de reacciones químicas indeseables que conducen a la aparición y descarga de partículas nocivas y gases. Por un lado, la reacción entre el oxígeno y el nitrógeno presentes en el aire provoca la aparición de óxidos de nitrógeno (NO x ). Por otro lado, los núcleos de carbono generados por la combustión se combinan con el oxígeno y las diversas impurezas contenidas en el gasóleo para formar partículas, como los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) y oxigenados como los aldehídos . Estos fenómenos son tanto más importantes cuanto que la concentración de aire y la temperatura de la cámara son elevadas. En los gases de escape también hay presencia de metales e hidrocarburos no quemados .
Un estudio de 2005 realizado por ADEME intentó elaborar la relación y composición de las emisiones de los vehículos equipados con motores Diesel. La primera observación es que el número y el volumen de partículas emitidas siguen una ley normal en función de su diámetro, centrado en un promedio de 100 y 250 nm respectivamente . Algunas pueden llegar hasta el tamaño de nanopartículas , pero es de las más grandes las que destacan por su importante contenido de doce tipos de metales, y cinco de los 17 HAP clasificados como contaminantes prioritarios por la EPA , incluido el benzantraceno , considerado por la estadounidense. agencia como un alto riesgo cancerígeno. Algunas de estas emisiones se deben a la combustión, otras al desgaste del motor. Finalmente, algunos, como el zinc o el manganeso , también se encuentran en partículas más finas debido a su presencia en aditivos y lubricantes para combustibles. De manera más general, muchos factores relacionados con la calidad del combustible diesel pueden aumentar la presencia de partículas: densidad , compresibilidad , viscosidad , índice de cetano , contenido de compuestos poliaromáticos y nafténicos . Por el contrario, una gran cantidad de compuestos oxigenados limita la emisión de partículas. El estudio también destaca el notable impacto positivo que ofrecen los sistemas de control de la contaminación, como los catalizadores o DPF .
Un análisis adicional de ADEME informa que los hidrocarburos liberados consisten principalmente en etano , etileno e hidrocarburos ligeros. También establece que los aldehídos emitidos son en su mayoría formaldehído , clasificado como cancerígeno probado por la IARC . Sin embargo, la agencia no proporciona las cantidades medidas, y sobre todo especifica que el uso del DPF reduce casi todo lo emitido (el resto proviene principalmente de las fases de arranque en frío) .
Las normas de emisión europeas se endurecieron gradualmente: mientras que la Euro 1 de 1993 maximiza las partículas finas a 140 mg / km y agrupa el NO x y los hidrocarburos no quemados en un límite de 970 mg / km , la Euro 6b 2015 aumenta estos máximos respectivamente a 4,5 mg. / km (con un límite en lo sucesivo de 6 × 10 11 / km ) y 170 mg / km , de los cuales 80 mg / km específicamente de NO x ). Todavía no hay techo para el caso específico de NO 2 . Sin embargo, las pruebas realizadas en 52 vehículos equipados con motores diésel y que reproducían condiciones reales de conducción en carretera revelaron que ninguno de los modelos evaluados cumplía las normas relativas a las emisiones de CO 2 .y NO x que prevaleció cuando salieron al mercado. Las emisiones de óxidos de nitrógeno, en particular, fueron de cinco a diez veces superiores a los límites autorizados por las normas Euro 5 o 6 (según el modelo).
Oxido de nitrógenoLas normas de emisiones europeas establecen un nivel máximo de óxidos de nitrógeno emitidos por los nuevos vehículos diésel en el mercado. Actualmente, el límite es de 0,4 g / kWh para camiones y autobuses (norma Euro VI) y de 0,08 g / km para turismos (norma Euro 6).
Distinguimos el NO 2otros óxidos de nitrógeno (NO x ). En las membranas mucosas nasales, la esfera otorrinolaringológica y los pulmones , se combina con la humedad y forma ácido nítrico allí . Participación de NO 2es más importante para los vehículos con motores diésel que para los que utilizan gasolina de la norma europea equivalente. El dióxido de nitrógeno no se tiene en cuenta como tal en estas normas de emisión, que establecen umbrales para todos los NO x .
En Junio de 2009, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) ha propuesto, por motivos científicos, endurecer las regulaciones sobre las emisiones de NO 2 por vehículos con:
En Francia, en 2009, las emisiones de NO 2debido a que los motores diésel no han disminuido durante más de diez años (de 1995 a 2009), la Agencia Francesa de Seguridad Ambiental y Salud Ocupacional (AFSSET) llamó, sin esperar a las futuras normas europeas, a reducir estas emisiones.
Los convertidores catalíticos se están desarrollando, y desde 2009 el filtro de partículas (DPF) en los nuevos motores diesel. Sin embargo, los catalizadores, pero también ciertos DPF (los denominados DPF "catalizados" y no los denominados DPF "aditivos"), si permiten la "combustión" de hollín fino en el filtro o el convertidor catalítico, tienen el efecto paradójico de seguir aumentando las emisiones de NO 2. La adición de platino , en particular en el catalizador de oxidación diésel (DOC) colocado antes del filtro de partículas (FAP), genera NO 2 lo que contribuirá a la llamada regeneración "pasiva" de los filtros de partículas, pero contamina.
AFSSET advierte que si al menos el 30% de los filtros instalados en los próximos años son del tipo “no contaminante”, entonces los niveles de NO 2emitido por vehículos ligeros debería disminuir entre 2009 y 2014, pero si menos del 30% de los filtros instalados son, el NO 2 aumentará aún más.
Por lo tanto, AFSSET recomendó a mediados de 2009:
A partir de Mayo de 2015des études montrent que les systèmes de dépollution des voitures de dernière génération, devant respecter la norme Euro 6, ne fonctionnent généralement pas au plein de leur capacité, les industriels ayant choisi d'en limiter l'efficacité au seul respect des tests d'homologation europeos. El estudio realizado por la asociación industrial AECC, que agrupa a los fabricantes de sistemas de control de la contaminación, se basa en las pruebas de un gran vehículo de carretera, equipado con un sistema de control de la contaminación SCR , el sistema más avanzado adoptado por BMW, Mercedes, PSA o Volkswagen, pruebas realizadas sobre un recorrido de 107 km a una velocidad media de 57 km / h , con una metodología de pruebas a bordo que se aplicará en 2017 en Europa bajo el nombre de RDE, configuración más realista que el ciclo oficial ( NEDC) que prueba el coche durante solo 11 km , a 33 km / h . Esta prueba muestra que, mientras que el automóvil emite teóricamente, según NEDC, 70 mg / km de NO x , la puntuación real es 272 mg / km , que es 3,4 veces más que la norma Euro 6 ; sin embargo, los autores del estudio obtuvieron una emisión de solo 111 mg / km , al programar una inyección más frecuente de AdBlue , un líquido a base de urea que convierte el NO x en agua y nitrógeno ; pero esto requiere llenar el depósito de AdBlue cada 7.000 a 8.000 km . Los fabricantes prefirieron limitarse al simple cumplimiento de la norma Euro 6 para que los clientes solo tengan que llenar este depósito cada 20.000 km .
Los óxidos de nitrógeno son precursores de la contaminación por ozono , especialmente en tiempo soleado y durante olas de calor y en tiempo con niebla (como durante el smog deenero 2013 en Beijing), contribuyen a la producción de sulfatos cuando se reduce la actividad fotoquímica.
Emisiones gaseosas (CO, CO 2, NO 2, tolueno, benceno, varios otros COV y PAH, así como NOx) y las partículas de los motores diesel son perjudiciales para la salud. Son una fuente de insuficiencia respiratoria y ciertos cánceres (un aumento en el nivel de partículas finas (PM 2,5) de 5 µg / m 3 aumenta el riesgo de cáncer de pulmón en un 18%, y un aumento de 10 µg / m 3 en partículas más grandes (PM10) aumenta este riesgo en un 22%. Este riesgo incluso aumentaría en un 50% para el adenocarcinoma pulmonar . El riesgo es el mismo en fumadores y no fumadores. No parece haber un umbral por debajo del cual no haya más riesgo.
Las partículas en suspensión emitidas por los gases de escape de los motores diesel pueden inhalarse y depositarse en el tracto respiratorio, más o menos profundamente según su tamaño. El riesgo de toxicidad varía según el sujeto afectado y el tipo de partícula inhalada, pero sigue siendo real incluso en presencia de concentraciones bajas. Las partículas más finas se consideran las más peligrosas porque su pequeño tamaño les permite penetrar más profundamente, incluso en los alvéolos pulmonares . El impacto en la salud asociado varía desde complicaciones respiratorias como el asma hasta un mayor riesgo de desarrollar cáncer .
El neumólogo Michel Aubier había intervenido en los medios minimizando la nocividad de las emisiones de Diesel, y había sido audicionado como experto en 16 de abril de 2015por una comisión de investigación del Senado sobre el costo de la contaminación atmosférica al declarar "no tener ningún vínculo de interés con los actores económicos". Reconoció el17 de marzo de 2016, ante la misma comisión, haber recibido del petrolero Total de cincuenta mil a sesenta mil euros anuales desde finales de la década de 1990. Liberation y Le Canard enchaîné habían revelado el día anterior que el profesor había ejercido desde 1997 las funciones de médico consultor de Total, responsable de asesorar a los altos ejecutivos del grupo en caso de problemas de salud.
Un estudio de la revista Nature publicado enMayo de 2017 estima que 38.000 muertes prematuras en 2015 en todo el mundo se produjeron por superar las normas vigentes en cada país por vehículos diésel, principalmente en los países de la Unión Europea, China e India.
En Alemania , enfebrero 2018, el Tribunal Administrativo Federal allanó el camino para la prohibición de vehículos diésel viejos en las grandes ciudades. Con la excepción de los vehículos que cumplen con la norma Euro 6 , más de nueve millones de vehículos diésel con normas más antiguas, Euro 4 y Euro 5 en particular, se ven afectados. Varias grandes ciudades habían decidido prohibir estos vehículos viejos, pero el lobby automotriz había pedido que se cancelaran las prohibiciones. La asociación de protección ambiental Deutsche Umwelthilfe (DUH) está detrás de las prohibiciones, señalando que los niveles de partículas registrados no cumplían con los estándares europeos para las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx). El fallo judicial autoriza a las grandes ciudades a pronunciar tales prohibiciones, pero impone una implementación gradual y prevé excepciones para los artesanos.
CánceresLas emisiones de motores diésel han sido clasificadas desde 2012 en la categoría de ciertos carcinógenos por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC).
La naturaleza tóxica y sobre todo cancerígena del diesel se ha debatido durante mucho tiempo. Los motores de antes de la década de 1980 causaron preocupación gradualmente debido a su impacto visual (humo negro y opaco) y su potencial riesgo para la salud de los seres humanos. La investigación se intensificó y demostró que las partículas que liberaban eran a menudo mutagénicas y, por lo tanto, posiblemente cancerígenas .
El INSERM ha realizado en 2008 una síntesis de cuarenta estudios que analizan el efecto cancerígeno del diésel desde la década de 1980 Todos ellos se refieren a la exposición ocupacional a humos de diésel: conductores de autobús, taxis, vehículos pesados o locomotoras y mecánicos asociados. Los resultados concluyen que existe un mayor riesgo, a menudo de manera significativa, de desarrollar cáncer de pulmón. También parece haber una relación entre estos riesgos y la duración de la exposición a las emisiones. El instituto advierte, sin embargo, sobre las probables alteraciones inducidas por el consumo de tabaco y la exposición al amianto. Si bien se está llevando a cabo un debate epidemiológico para medir el impacto de estos dos elementos, el INSERM cree, sin embargo, que no puede ser suficiente para cambiar drásticamente las conclusiones. Utilizando las palabras de la EPA , codirector del estudio, concluye que "el hecho de que los humos de diesel aumenten el riesgo de cáncer de pulmón en humanos es muy plausible desde un punto de vista biológico" .
En 2012, la IARC, que desde 1988 clasificó las emisiones de diésel entre los probables carcinógenos para el ser humano (grupo 2A), modificó su evaluación y ahora las clasifica en la categoría de ciertos carcinógenos (grupo 1). Según la agencia oncológica de la OMS , "la evidencia científica es irrefutable (...): los humos de los motores diesel provocan cáncer de pulmón " . La agencia también está preocupada por una posible asociación con el cáncer de vejiga .
Dificultad para respirarLos óxidos de nitrógeno son gases muy tóxicos, especialmente NO 2. Entran en los pulmones, irritan los bronquios y reducen la capacidad de la sangre para oxigenar las células. Son particularmente dañinos para los niños y los asmáticos.
Las partículas finas, además de su efecto sobre el riesgo de cáncer, pueden provocar otras enfermedades, como el asma y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC).
El ozono producido por la transformación de óxidos de nitrógeno en climas cálidos bajo el efecto de los rayos ultravioleta del sol también es un gas irritante para los bronquios, nariz, garganta y ojos.
Profesiones en riesgoEl diesel aumenta el riesgo de muerte entre los trabajadores ferroviarios . Los lugares más expuestos son los túneles de carreteras o ferrocarriles, ciertos lugares industriales, incluidos los lugares de trabajo confinados ( garajes , muelles) o subterráneos, la minería en particular. Causa o empeora problemas respiratorios, con síntomas a menudo crónicos en algunos automovilistas y en residentes o trabajadores en áreas con mucho tráfico.
En los Estados Unidos , aproximadamente 1,4 millones de trabajadores estuvieron expuestos crónicamente a las partículas de los motores diesel de 1981 a 1983; y 3 millones en la Europa de los quince, de 1990 a 1993. En 2012, el grupo de presión minero estadounidense Mining Awareness Resource Group se opuso a la publicación de estudios sobre los efectos en la salud de los mineros de los gases de escape, motores diesel.
Muertes prematurasEn 2015 en todo el mundo, el 47% de las 385.000 muertes prematuras se debieron a la contaminación del aire por vehículos a diésel ( individual, público, industrial, fluvial o agrícola o maquinaria industrial, excluido el transporte marítimo ) según un estudio reciente. (2019) realizado por 2 universidades americanas y el ICCT (ONG que reveló el "dieselgate"). Se ha estimado que el costo (adicional) de estos años de vidas perdidas es de alrededor de un billón de dólares para la sociedad.
Francia, Alemania, Italia e India fueron las primeras víctimas con un 66% de muertes prematuras inducidas por el transporte. Esta tasa es del 36% en el Reino Unido y del 32% en Japón. Si sumamos los efectos del ozono y las PM 2.5 , el transporte causa el 11% de los 3,4 millones de muertes prematuras por contaminación inducida, es decir, 114.000 muertes prematuras en China y 74.000 en India. Esta cifra es de 13.000 para Alemania, 6.400 para Francia y 22.000 para los Estados Unidos, o respectivamente, 31%, 32% y 19% de las muertes atribuidas en total a la contaminación del aire. Alemania paga el precio más alto con 17 muertes prematuras por cada 100.000 habitantes, tres veces el promedio mundial. En términos de ciudades, Milán, Turín, Stuttgart, Kiev, Colonia, Berlín y Londres se encuentran entre las más afectadas en términos de años de vidas perdidas. En términos de número de muertos, Guangzhou es el más afectado en Asia y Milán, Colonia, París y Londres en Europa. Estas cifras están subestimadas en términos de salud pública, señalan los autores del estudio porque por razones metodológicas no se tienen en cuenta varios tipos de emisiones contaminantes (diesel marinos por ejemplo, mientras que el 80% de las toneladas transportadas son por transporte marítimo), ni ciertas enfermedades potencialmente asociadas a la contaminación. Un efecto perverso de las decisiones tomadas tras el escándalo Volkswagen, decisiones que incentivan la compra de vehículos no diesel es que muchos autos diesel de más de 5 años fueron brutalmente exportados, incluso por Alemania y vendidos en los países del Este o África (por ejemplo : según Hristo Hristov de la Asociación Búlgara de Importadores de Vehículos, en 2017 se vendieron 280.000 coches diésel alemanes de segunda mano en Bulgaria, diésel por más del 40%). Tendrán potencialmente una larga vida útil allí, y cuando llegan a Europa del Este, a menudo se les libera del contenido de sus convertidores catalíticos ( metales preciosos que se pueden revender). Entonces son aún más duraderas y contaminantes gravemente, a nivel local y para la troposfera mucho más allá de las fronteras de estos países).
El funcionamiento de un motor diésel tiene diferentes consecuencias sobre el medio ambiente:
El calentamiento global, la lluvia ácida, los óxidos de nitrógeno son precursores del ozono , un gas de efecto invernadero que contribuye al calentamiento global . Además, el NO 2reacciona al contacto con el agua para formar ácido nítrico , lo que conduce a la eutrofización de lagos y ríos y a la formación de lluvia ácida . Las emisiones de azufre de los motores diesel anteriormente eran un factor importante en la formación de lluvia ácida, pero las regulaciones ahora limitan la cantidad de azufre en el combustible diesel.
Ruido La reducción del nivel de ruido de funcionamiento depende mucho de la gestión de la inyección y de los dispositivos de insonorización , sin embargo, aún hay que avanzar, siendo los motores Diesel siempre más ruidosos que los de gasolina debido a los ratios de compresión. tensiones mecánicas.
Olores Los olores característicos de los gases de escape de los motores diesel son causados por un conjunto complejo de compuestos orgánicos como indoles , furanos y fenoles .
Una primera mejora en los combustibles destinados a los motores diesel (gasóleo, fuelóleos) consistió en la reducción paulatina, en todos los países, de su contenido de azufre , lo que redujo la emisión de ácidos y derivados contaminantes del azufre. Hoy en día, las regulaciones europeas exigen que el diésel, de carretera o fuera de carretera, contenga menos de 10 mg / kg de azufre. Sin embargo, esta mejora tiene un coste energético y medioambiental: la desulfuración del gasóleo requiere un tratamiento con hidrógeno y la producción de hidrógeno es en sí misma una fuente importante de emisiones de CO 2 . a la atmósfera.
Se demuestra el vínculo entre la presencia en el combustible de hidrocarburos nafténicos y aromáticos y, en particular, de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) y la formación de partículas, limitando la normativa al 8,0%, en masa, del contenido de compuestos. Aromáticos policíclicos de combustible diesel. También se sabe que la adición de compuestos oxigenados mejora la calidad de la combustión y disminuye la producción de partículas; Está previsto incorporar ésteres metílicos de ácidos grasos (EMV) al gasóleo, pero a un nivel máximo del 7,0%, en volumen, sin que se fije un contenido mínimo.
Algunos Imagina una limitación más estricta del contenido de compuestos aromáticos o la obligación de introducir una determinada proporción de oxigenados. Sin embargo, surgen grandes dificultades: eliminar los aromáticos por extracción sería mucho más difícil en el diesel que en la gasolina; Hidrogenarlos por hidrotratamiento consumiría mucho hidrógeno, para transformarlos en nafténicos que no son mucho mejores. Una buena forma de limitar el contenido de aromáticos (al mismo tiempo que se eleva el índice de cetano y se mejora la resistencia al frío) sería recurrir más al hidrocraqueo para obtener combustible diesel, pero esto requiere grandes inversiones. Además, las empresas petroleras siguen siendo hostiles a la incorporación de oxigenados en los combustibles.
A largo plazo, si se desarrollan procesos de gas a líquidos , el gasóleo resultante del proceso de Fischer-Tropsch seguido de hidroisomerización proporcionaría un gasóleo completamente parafínico, por lo tanto con un índice de cetano muy alto, el grado de isomerización lo haría posible. para controlar el comportamiento. Tal composición reduciría en gran medida las emisiones de partículas. También se prevé utilizar metoximetano , más conocido bajo la denominación de dimetiléter (DME), como combustible para motores diésel, por su elevado índice de cetano (55, en comparación con el diésel, de 51 al mínimo). Su fórmula semielaborada CH 3 OCH 3muestra que es un producto ligero, de cadena corta de carbonos y desprovisto de anillo aromático, y además oxigenado. La calidad de la combustión sería bastante diferente, ya se trate de partículas y materiales no quemados de todo tipo o de NO x .
Estos combustibles sintéticos se producen actualmente principalmente a partir de combustibles fósiles y su propia síntesis induce el consumo de energía y las emisiones de CO 2 . : un balance global implica contabilizar todo el gasto energético y las emisiones del sector, y no solo lo que el consumidor final es capaz de percibir y diseñar. Pero es posible concebir la generación del gas de síntesis que alimenta el proceso de Fischer-Tropsch a partir de biomasa y el DME es uno de los posibles biocombustibles de segunda generación, que podría satisfacerse con lignocelulosa como materia prima.
Aquí está la lista de los diferentes nombres dados a los motores Diesel modernos (bomba de inyección o common rail) según las marcas que los comercializan:
Audi ha ganado cinco veces las 24 Horas de Le Mans en 2006 , 2007 , 2008 , 2010 y 2011 gracias al Audi R10 TDI equipado con un motor V12 TDI (Turbo Diésel con inyección directa), el Audi R15 + TDI equipado con el V10 TDI y el Audi R18 TDI .
Durante la edición de las 24 Horas de Le Mans 2007 , Peugeot a su vez introdujo un vehículo equipado con un motor Diesel, el Peugeot 908 HDi FAP . Está equipado con un motor V12 HDi que desarrolla alrededor de 700 caballos de fuerza. Uno de los dos Peugeot al principio quedó segundo.
En la racha ganadora de motores Diesel de su competidor directo Audi, el fabricante Peugeot logró un doble por delante de Audi con su 908 Diesel en las 24 Horas de Le Mans de 2009 y ganó el Petit Le Mans en los Estados Unidos .
El Peugeot 908 HDi FAP, a pesar de su debacle en las 24 Horas de Le Mans 2010 (cuatro coches inscritos, cuatro retiradas), ganó las 12 Horas de Sebring y la carrera Petit Le Mans en 2010. En 2011, volvió a ganar las 12 Horas. de Sebring (sigue siendo el 908 HDi FAP que data de 2010 e introducido por Oreca , porque Peugeot entra en el nuevo 908 y tiene un V8 de 3.7 L de cilindrada que desarrolla 550 CV (potencias reducidas por la normativa)) y Petit Le Mans .
El dominio de estos motores Diesel durante las “24 Horas de Le Mans” ha sido objeto de mucha controversia. Explícitamente esto se debió principalmente a las paradas en boxes menos frecuentes debido al menor consumo que los motores de gasolina, pero también al enorme par que generan estos motores (un V12 TDI cuya potencia máxima se alcanza a 4.100 rev / min (430 rad / s ) aproximadamente, con una potencia de 474 kW ( 650 CV ), deducimos un par de (C = P / omega) 474.000 / 430 = 1.100 N m ), (estos cálculos son aproximados pero demuestran perfectamente el fenómeno en torno a estos motores), lo que permite aceleraciones mayor que la gasolina. Pero implícitamente, su dominio también se debe a su valoración, frente a los motores de gasolina, por parte del Automobile Club de l'Ouest (ACO), organizador de las 24 Horas de Le Mans. Estos problemas de equivalencia gasolina / diésel a nivel de reglamentos técnicos han sido abordados por la ACO y la FIA para la temporada 2012, que verá en particular el renacimiento de un Campeonato del Mundo de Resistencia FIA .
A partir de la temporada 2012, Audi y Peugeot tienen previsto combinar el motor Diesel con un motor eléctrico, creando así un coche de carreras híbrido.
Los intentos de introducir motores diésel en competición se hacen eco de las cifras de ventas de estos motores en comparación con los motores de gasolina en Europa. Los fabricantes de automóviles buscan promover la imagen de un Diesel más interesante económicamente que la gasolina, bajo la influencia muy marcada de los incentivos gubernamentales (menores impuestos a los combustibles diesel, etc. ).