Euro 7 : Impacts sur les moteurs, les carburants et les lubrifiants.

La proposition de norme européenne sur les émissions des véhicules Euro 7 a été publiée le 10 novembre 2022, après un débat rigoureux. Bien que la nouvelle norme ne soit pas encore dans sa forme définitive, il y a peu de place pour des modifications, suggère Keith Howard, responsable de la technologie stratégique chez Lubrizol basé à Derby, au Royaume-Uni. La discussion s’est maintenant déplacée sur la manière dont elle sera mise en œuvre, par opposition aux limites, dit-il.

Les commentaires d’Howard ont été faits lors du webinaire Lubrizol360 Euro 7 : Le prochain chapitre de la réglementation européenne sur les émissions des véhicules le 25 janvier 2023. Le webinaire, qui fait partie d’une série régulière du fabricant américain d’additifs pour carburants et lubrifiants, qui aborde les tendances du marché et les défis de la lubrification , ont présenté des présentations de Howard et Mark Dewey, responsable de la technologie stratégique, sur les implications pour le matériel moteur, le carburant et les solutions moteur.

Dewey est ingénieur agréé auprès de l’Institution of Mechanical Engineers et, au cours des 10 dernières années, a travaillé dans le département d’essais mécaniques de Lubrizol, spécialisé dans les essais d’efficacité énergétique et d’émissions. Howard, ingénieur automobile de formation, a passé 29 ans chez Lubrizol dans une gamme de rôles couvrant le développement et l’approbation des huiles moteur, les tests et les activités liées aux fabricants d’équipement d’origine (OEM). Howard est ingénieur agréé et membre de l’Institution of Mechanical Engineers du Royaume-Uni.

L’objectif de la future législation européenne sur les émissions est d’améliorer la qualité de l’air en milieu urbain. À l’ère de l’électrification croissante, les législateurs établissent la prochaine génération de réglementations aussi proches que possible de zéro émission d’échappement. 

Euro 7 impose des niveaux d’émissions ultra-faibles qui couvrent une gamme croissante de polluants et exige que les véhicules restent propres dans toutes les conditions de fonctionnement. Euro 6 incluait des limites distinctes pour l’injection de carburant dans le port, l’injection de carburant à essence (GDI) et les moteurs diesel. La nouvelle norme utilise une approche technologiquement neutre avec une limite harmonisée pour tous les véhicules sur toute la « durée de vie utile » du véhicule. Des exigences de durabilité plus strictes prolongent la durée de vie utile des véhicules, ce qui entraînera une plus grande surveillance en cours d’utilisation.

Les émissions de particules générées par les freins et la production de microplastiques dues à l’usure des pneumatiques sont également captées dans Euro 7. Ces règles s’appliquent à tous les véhicules, y compris électriques. Cependant, le webinaire Lubrizol360 s’est concentré uniquement sur les problèmes de carburant et de lubrifiant liés aux émissions d’échappement. Les équipementiers développeront une gamme de solutions qui auront un impact sur les carburants et les lubrifiants, explique Howard.

Howard a décrit les implications de l’Euro 7 sur le moteur et le matériel de post-traitement des véhicules légers. 

GDI continuera d’être la technologie de base des véhicules légers pour la flotte à essence dans un monde post-Euro 7. La neutralité technologique signifie que les filtres à particules d’essence (GPF) deviendront universels, dit Howard. Les filtres à particules s’améliorent généralement avec l’âge, car les particules capturées améliorent la filtration. Cependant, avec des limites de particules passant de PN ₂₃ (nombre de particules) à PN ₁₀ , une plus grande efficacité et un niveau de filtration plus élevé sont nécessaires dès le départ, dit-il. 

Le contrôle des oxydes d’azote (NOx) sera la clé des moteurs diesel, en particulier les NOx à basse température. Howard a souligné un besoin potentiel de couplage étroit et de chauffage électrique des catalyseurs de réduction de NOx, ce qui les rend plus vulnérables à la contamination. Le positionnement des catalyseurs de réduction de NOx à proximité d’une sortie de turbocompresseur peut les exposer à des gaz chauds contenant des contaminants provenant de lubrifiants qui peuvent empoisonner le catalyseur, dit-il.

Le contrôle des particules pendant la régénération du filtre à particules diesel (DPF) pourrait également être important. La régénération du filtre n’était pas considérée auparavant dans les tests. Maintenant, ce sera le cas, dit Howard. La régénération se produit lorsque la suie qui a été collectée doit être brûlée. Une injection de carburant supplémentaire peut être nécessaire pour augmenter la température des gaz d’échappement afin de brûler la suie, ce qui peut entraîner une augmentation des émissions. Cette exigence supplémentaire pourrait avoir un impact sur la conception du filtre, dit-il. 

Le représentant de Lubrizol a également souligné une hybridation croissante pour tous les types de moteurs comme une considération clé pour Euro 7.

Au cours du webinaire, Dewey a mis l’accent sur une plus grande complexité du système dans le matériel à usage intensif pour répondre aux exigences de la norme Euro 7. Comme pour le parc de véhicules légers, un couplage étroit de la réduction catalytique sélective (SCR) peut être nécessaire pour le contrôle des NOx et des améliorations des DPF faciliteront la régénération. 

Dewey a également noté des changements potentiels aux stratégies de régénération. Tout ne peut pas venir du post-traitement pour atteindre l’Euro 7, dit-il. Des modifications matérielles peuvent être nécessaires pour réduire les émissions du moteur, ce qui permet aux moteurs d’atteindre leur température de fonctionnement plus rapidement et de rester à une température plus efficace plus longtemps. La désactivation des cylindres peut devenir plus courante dans un environnement intensif, dit-il. Avec l’ajout des systèmes de surveillance embarquée avancée (OBM), les équipementiers surveilleront de plus grands ensembles de données pour s’assurer qu’ils respectent les exigences d’Euro 7. 

L’utilisation du bon lubrifiant tout au long de la durée de vie d’un véhicule est également importante, déclare Dewey. Les huiles moteur peuvent avoir un impact significatif sur les particules, les fabricants devant se concentrer sur la réduction des PN dans les formulations d’huile moteur. Les lubrifiants à haute teneur en cendres peuvent bloquer les filtres, créer une contre-pression et entraîner une consommation de carburant plus élevée, dit-il.  

Le phosphore et le soufre des lubrifiants peuvent empoisonner le revêtement catalytique dans les systèmes de post-traitement, affectant la réaction chimique qui transforme les polluants en substances moins nocives. Avec l’arrivée de la surveillance embarquée, il y a beaucoup plus de capteurs dans le post-traitement, chacun surveillant un polluant différent. Une utilisation incorrecte de l’huile peut entraîner une contamination des capteurs et des relevés d’émissions incorrects.

Un changement lié au carburant peut également se produire à l’arrière de l’Euro 7. Des carburants de mauvaise qualité peuvent entraîner l’encrassement des injecteurs de carburant, ce qui affecte les performances des injecteurs et les modèles de pulvérisation. L’accumulation de dépôts peut augmenter la durée d’injection, l’utilisation ultérieure de carburant et peut avoir un impact sur les temps de combustion. Des carburants de haute qualité qui maintiennent la propreté des injecteurs seront nécessaires. 

Dewey a souligné plusieurs autres considérations pour les carburants et les lubrifiants dans Euro 7 en dehors des améliorations PN, y compris l’importance des améliorations de l’économie de carburant. Des carburants et des lubrifiants de haute qualité améliorent la consommation de carburant, avec un moteur plus efficace qui réduit les émissions. La compatibilité des carburants est essentielle pour assurer une propreté optimale. 

Le carburant et l’huile de mauvaise qualité peuvent également contenir plusieurs précurseurs du pré-allumage à basse vitesse (LSPI), en particulier dans les moteurs GDI, dit-il. L’utilisation de carburants et d’huiles de haute qualité atténuera le risque d’événements de combustion anormale liés au LSPI. 

L’augmentation anticipée de l’hybridation dans les véhicules légers entraînera des modifications importantes du cycle de service et des conditions de fonctionnement d’un moteur. Un moteur à combustion interne peut passer beaucoup de temps sous tension électrique ou fonctionner à des températures plus basses. Cela peut induire des propriétés corrosives dans le moteur en raison de la condensation, explique Dewey. Cela peut être contré avec des lubrifiants de haute qualité, dit-il. 

Dewey a également souligné l’importance du contrôle des dépôts pour éviter les dépôts sur les segments de piston et les boues qui peuvent avoir un impact sur la friction interne et les performances du moteur. Les propriétés de protection contre l’usure sont également essentielles pour les véhicules Euro 7 afin de garantir que le moteur est protégé contre l’usure pendant toute la durée de vie du véhicule.