Multifuel désigne tout type de moteur, de chaudière, de chauffage ou tout autre appareil à combustion conçu pour brûler plusieurs types de combustible lors de son fonctionnement. Une application courante de la technologie multicombustible concerne les environnements militaires, où le carburant normalement utilisé, à savoir le diesel ou les turbines à gaz, peut ne pas être disponible pendant les opérations de combat pour véhicules ou appareils de chauffage. Les moteurs et les chaudières à combustibles multiples ont une longue histoire, mais le besoin croissant d’établir des sources de carburants autres que le pétrole pour le transport, le chauffage et d’autres utilisations a conduit à un développement accru de la technologie à combustibles multiples pour un usage non militaire, entraînant de nombreux modèles de véhicules au cours des dernières décennies.

Un moteur multicombustible est construit de telle sorte que son taux de compression permette de tirer le carburant à indice d’octane le plus faible des divers carburants de remplacement acceptés. Un renforcement du moteur est nécessaire pour répondre à ces exigences plus élevées. Les moteurs à combustibles multiples ont parfois des réglages de commutateur réglés manuellement pour prendre différents octanes ou types de carburant.

L’histoire
Déjà en 1903, l’ingénieur allemand Joseph Vollmer présentait le premier camion de la NAG, la division automobile d’AEG, équipée d’un moteur multicarburant. Le moteur à essence de 50 ch fonctionnait avec un allumage par magnéto et un carburateur conçu pour l’essence et l’alcool.

Comme les carburants spécialisés étaient difficiles à obtenir au début de l’histoire de l’automobile, un nombre relativement important de constructeurs utilisaient des moteurs multicarburant. Avec l’expansion du réseau de stations-service, ces conceptions ont perdu de leur importance. Aujourd’hui, les moteurs multicarburant sont particulièrement populaires dans le secteur militaire, où la plus grande indépendance possible vis-à-vis de types de carburants spécifiques est souvent recherchée.

Principe de fonctionnement
Un moteur à mélange fonctionne selon le procédé otto, où la combustion est initiée par un allumage ou une étincelle provenant d’une bougie. La formation du mélange combustible a lieu à l’extérieur de la chambre de combustion; dans un carburateur ou par injection de carburant dans le collecteur d’admission.

Un mélange de carburant et d’air est formé à l’extérieur de la chambre de combustion. Dans des conditions normales, l’air contient 80% d’azote (N 2) et 20% d’oxygène (O 2). En raison de la présence d’oxygène, ce mélange est combustible. Le mélange est aspiré dans la chambre de combustion par une pression négative qui y est générée pendant la course d’admission. Après la course d’entrée, la course de compression s’ensuit: le mélange est comprimé. Après la compression, une étincelle allume le mélange. Cela provoque une augmentation de la pression qui entraîne à son tour une augmentation du volume. L’augmentation du volume se traduit par la course du travail, dans cette bataille le travail est fait sur l’environnement, par exemple sur un véhicule ou une pompe. Dans la conception d’un moteur à mélange classique, un processus Carnot est recherché.

Le terme moteur à mélange est né de la nécessité de faire une distinction avec le moteur diesel. Avec un moteur diesel, le carburant n’est mélangé à l’air qu’à la fin de la compression.

Carburants
Le carburant d’un moteur à mélange est généralement, mais pas exclusivement, de l’essence. Par conséquent, un moteur à essence mal utilisé est utilisé comme synonyme de moteur ottomoteur ou à mélange.

Gaz naturel
De l’essence
E85 ou bioéthanol
Kérosène
GPL
Nitrométhane
Méthanol

Variantes de moteur
Les moteurs multicarburant sont généralement des moteurs alternatifs à allumage automatique qui fonctionnent sur le principe du diesel. De plus, certaines versions de moteur ont un allumage par étincelle, car tous les carburants ne s’enflamment pas correctement. La variété de carburants tels que l’essence, le pétrole, le kérosène, les huiles végétales, l’éthanol, le gaz de bois ou les huiles lourdes dépend de leurs propriétés, comme l’indice de cétane, l’indice d’octane et la viscosité de différentes constructions (voir aussi Moteur à combustion interne et aperçu de la technologie d’injection).

Bien que les moteurs multicarburant fonctionnent généralement sur le principe du diesel, ils diffèrent par leur construction de moteurs diesel purs, conçus uniquement pour le carburant diesel. D’une part, des solutions techniques doivent être apportées pour augmenter la température du mélange de sorte que tous les carburants utilisés s’enflamment spontanément dans le délai d’inflammation autorisé. Cela peut être fait en augmentant la compression ou en préchauffant l’air d’admission. À son tour, le préchauffage de l’air d’admission peut être obtenu en chargeant sans refroidisseur intermédiaire, sans recirculation des gaz d’échappement ni chauffage électrique dans le conduit d’admission. Une bougie de préchauffage utilisée dans la chambre de combustion est également supportée.

D’autre part, la pompe d’injection doit être connectée au circuit d’huile de lubrification, car certains des carburants utilisés n’ont pas d’effet lubrifiant. Le moteur Lohmann se fait sans injecteur et sans carburateur.

Lors de la conception de tous les joints, il convient également de noter qu’ils ne sont pas attaqués par les différents carburants.

Les moteurs multicarburant bien connus incluent:

Moteur sphérique moyen
Moteur Elsbett
Moteur Lohmann
Moteur de bougie de préchauffage (Lanz Bulldog)
moteur à gaz
Vue d’ensemble des carburants
Les carburants fossiles et renouvelables peuvent être utilisés:

GPL, également appelé «autogaz» (GPL = pétrole liquéfié / gaz propane, même à basse pression) connu
Gaz naturel (GNC = gaz naturel comprimé ou GNL = gaz naturel liquéfié)
Carburants tels que l’essence ou les alcools
Huiles légères telles que le carburant diesel et le biodiesel
huiles lourdes
Poussière de charbon

Avantages et inconvénients
Désavantages
L’inconvénient d’un moteur à mélange est la limitation du taux de compression maximum pouvant être atteint, en raison du risque de cognement. Pour l’essence, le taux de compression maximal (sûr) est d’environ 15: 1. Certains motocycles super sportifs contemporains et hautes performances ont déjà un taux de compression de 14: 1 en usine, sans ajout d’additifs spéciaux pour repousser les limites du choc ou limite de détonation encore plus loin. Les moteurs diesel atteignent un rendement thermique nettement supérieur car le taux de compression peut atteindre 40: 1. En conséquence, la consommation de carburant d’un moteur à mélange est supérieure.

Un deuxième inconvénient est que les carburants sont très inflammables et s’évaporent donc déjà à basse température. À une température extérieure de 10 ° C, un moteur GPL présente déjà un risque d’explosion. Le réservoir de carburant d’un moteur à mélange est robuste.

Avantages
Un avantage important du moteur à mélange est la version plus légère, qui bénéficie du prix de revient.

Le moteur est principalement utilisé par l’armée. Si l’approvisionnement en carburant stagne, les véhicules peuvent toujours rouler car ils peuvent passer assez facilement à un autre carburant disponible.

Applications
L’utilisation de moteurs multicarburant est aujourd’hui pratiquement limitée aux véhicules militaires, notamment les chars. Un exemple est le char de combat principal Leopard 2 de la Bundeswehr.

Dans l’utilisation publique et privée sont multi-carburants z. Quant à l’alimentation des fermes isolées dans les centrales de cogénération, elles fournissent de l’énergie électrique et de la chaleur.

On trouve des moteurs à têtes incandescentes multicombustibles dans les tracteurs anciens et les moteurs diesel marins. Les moteurs diesel à deux temps à huile lourde fréquemment utilisés sur les navires peuvent également être considérés comme une variante technique des moteurs multicarburant, même s’ils sont déjà limités pour des raisons économiques (faibles coûts de carburant), principalement à base de pétrole lourd.

Moteurs militaires multi-carburants
Une utilisation courante de cette technologie concerne les véhicules militaires, de sorte qu’ils peuvent utiliser une large gamme de carburants de substitution, tels que l’essence ou le carburéacteur. Ceci est considéré comme souhaitable dans un contexte militaire, car l’action de l’ennemi ou l’isolement d’une unité peut limiter l’approvisionnement en carburant disponible, et inversement, des sources de carburant ennemies ou des sources civiles peuvent être utilisées.

Les séries LD utilisées dans les camions américains M35 2 1/2 tonnes et M54 5 tonnes construits entre 1963 et 1970 constituaient une utilisation importante des moteurs militaires multi-carburants. Construit selon les normes militaires, il utilisait différents carburants sans préparation. Son carburant principal était le diesel n ° 1, n ° 2 ou AP, mais 70% à 90% des autres carburants pouvaient être mélangés au diesel, en fonction de la régularité du fonctionnement du moteur. On pourrait utiliser de l’essence d’aviation et d’aviation commerciale à faible indice d’octane si l’on ajoutait de l’huile de moteur. Les jets A, B, JP-4, 5, 7 et 8 pourraient également être utilisés, de même que les carburants d’urgence n os 1 et 2. En pratique, ils n’utilisaient que du diesel, leur avantage tactique n’était jamais nécessaire et ils ont été remplacés par des moteurs diesel commerciaux.

À l’heure actuelle, un grand nombre de véhicules militaires russes utilisent des moteurs à carburant multiple, tels que le réservoir T-72 (diesel à carburant multiple) et le T-80 (turbine à gaz à carburant multiple).

Usage non militaire
De nombreux autres types de moteurs et d’autres machines générant de la chaleur sont conçus pour brûler plus d’un type de carburant. Par exemple, certains appareils de chauffage et chaudières conçus pour un usage domestique peuvent brûler du bois, des pellets et d’autres sources de combustible. Ceux-ci offrent souplesse et sécurité en matière de carburant, mais sont plus coûteux que les moteurs monocarburant standard. Les poêles portables sont parfois conçus avec une fonctionnalité multi-combustibles, afin de brûler le combustible que l’on trouve lors d’une sortie.

Le mouvement visant à trouver des alternatives aux voitures fonctionnant uniquement à l’essence a considérablement augmenté le nombre de voitures disponibles utilisant des moteurs à plusieurs carburants, ces véhicules étant généralement appelés véhicules bicarburant ou véhicules polycarburant.

Problèmes de sous-performance
Les moteurs multicombustibles ne sont pas nécessairement sous-alimentés, mais en pratique, certains moteurs ont eu des problèmes de puissance en raison de compromis de conception nécessaires pour brûler plusieurs types de carburant dans le même moteur. L’exemple le plus notoire d’un point de vue militaire est peut-être le moteur L60 utilisé par le char britannique Chieftain Main, qui a entraîné une performance très lente. En fait, le Mark I Chieftain (utilisé uniquement pour l’entraînement et des activités similaires) était si peu puissant que certains étaient incapables de monter un transporteur de chars. Un problème tout aussi grave résidait dans le fait que passer d’un carburant à l’autre demandait souvent des heures de préparation.

La série US LD avait une puissance comparable à celle des moteurs diesel commerciaux de l’époque. Il était sous-alimenté pour les camions de 5 tonnes, mais c’était la taille du moteur lui-même, le diesel de remplacement était beaucoup plus gros et plus puissant. Les moteurs LD brûlaient mal le carburant diesel et étaient très enfumés, le dernier modèle de la LDT-465 était équipé d’un turbocompresseur en grande partie pour nettoyer les gaz d’échappement, la puissance augmentant peu.