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Conduite urbaine

Étude sur l'économie de carburant Menée en collaboration avec l'Université d'Auburn

 logo de l'université d'Auburn de Louisiane

L’économie de carburant des véhicules diesel en contexte de conduite urbaine. Dans ces deux scénarios, les lubrifiants synthétiques AMSOIL ont amélioré l’économie d’essence comparativement aux lubrifiants traditionnels. Huile à moteur seulement : 2,38 %. Lubrifiant pour moteur, transmission et différentiel : 3,15 %

Survol

Pour les moteurs conventionnels, aucun type de conduite n’exige autant de carburant que la conduite de ville. Cela est dû aux arrêts et aux départs fréquents. En effet, il faut beaucoup plus d’énergie pour faire avancer un véhicule immobilisé que pour maintenir sa vitesse sur une autoroute. L’utilisation quotidienne de véhicules diesel en ville, que ce soit pour la construction, l’entretien des routes ou la livraison, nuit fortement à la rentabilité des entreprises ou des organismes, quelle que soit leur taille.

Étant donné le coût élevé du diesel, même la plus petite baisse de consommation de carburant peut générer des économies appréciables. En outre, les lubrifiants synthétiques sont de plus en plus populaires, justement pour leur capacité à améliorer l’économie de carburant tout en réduisant d’autres coûts liés aux opérations d’une flotte.

Objectif

 camion test étude universitaire sur l'économie de carburant diesel

À l’aide du test SAE J1376, conçu pour mesurer l’économie de carburant dans les camions et autobus, déterminer si l’utilisation conjuguée des lubrifiants pour moteur diesel, transmission et différentiels d’AMSOIL; ou l’huile à moteur diesel AMSOIL seule, peut générer des économies de carburant plus élevées que les lubrifiants traditionnels en conduite de ville.

Méthode

À la demande d’AMSOIL inc., le personnel du Programme d’évaluation avancée des véhicules (PAVE) de l’Université d’Auburn a comparé la consommation de carburant de deux camions diesel de classe 8 selon les paramètres du test SAE J1376 (version ingénierie) pour camions et autobus. Élaboré de façon à imiter fidèlement les conditions de conduite urbaine, le test a été effectué sur la piste d’essai du Centre national des technologies de l’asphalte (NCAT) de l’Université d’Auburn. L’objectif premier du test SAE J1376 est d’éliminer toute variable liée à la mécanique ou à l’environnement pouvant influencer la consommation de carburant. Un des camions, le véhicule témoin, a fonctionné avec les lubrifiants Chevron® durant toute la durée de la procédure. L’autre camion, le véhicule de test, a fonctionné avec les lubrifiants synthétiques AMSOIL uniquement.

Note : Les lubrifiants Chevron et AMSOIL utilisés lors de cette étude, terminée en mars 2012, étaient en vente libre au moment des tests, également terminés en mars 2012. Les résultats ne reflètent pas d’éventuels changements de formulation. Les lubrifiants Chevron ont été choisis à cause de leur utilisation fréquente dans l’industrie du camionnage.

Le test SAE J1376 comprend un test de base et un test comparatif. Le test de base consiste en trois essais de fonctionnement. Après chaque essai, le total du carburant consommé par le véhicule de test (T) a été divisé par le total de la consommation du véhicule témoin (C), afin de produire un ratio test/témoin (T/C). La moyenne des trois ratios T/C a été utilisée pour calculer les résultats finaux des économies de carburant. L’objectif du test de base était de déterminer le taux de consommation du véhicule de test et du véhicule témoin lorsque tous deux munis des mêmes lubrifiants traditionnels.

La première partie du test comparatif a été menée selon les mêmes paramètres, à la seule différence que le véhicule de test était équipé de l’huile diesel synthétique AMSOIL Premium 5W-40. Trois essais de fonctionnement ont été réalisés, et une nouvelle moyenne des ratios T/C a été calculée. La moyenne des ratios du test de base a été comparée avec celle des ratios de la première partie du test comparatif pour déterminer le pourcentage d’amélioration de la consommation de carburant. Pour la seconde partie, la transmission et les différentiels du véhicule de test ont aussi été munis des lubrifiants synthétiques AMSOIL, en plus de l’huile diesel synthétique AMSOIL présente dans le moteur.

Véhicules à l’étude

Dans une telle étude, il est important que les caractéristiques techniques du véhicule de test et du véhicule témoin soient aussi similaires que possible. L’Université d’Auburn a fourni deux véhicules ayant les caractéristiques suivantes :

 

Véhicule de test et véhicule témoin
Année 2004
Constructeur Freightliner®
Modèle Columbia (sans couchette)
Moteur DetroitTM Diesel Series 60
Puissance de base (HP) 435
Millage, véhicule témoin 760000
Millage, véhicule de test 895000
Transmission Eaton Fuller 10 vitesses
# modèle RTOC-16909A
Différentiels Dana Spicer®
# modèle DSH40
Poids nominal brut du véhicule (GVWR) 76 000 lb

 

Chaque véhicule était muni d’une remorque fermée de 48 pieds contenant des poids de béton totalisant un poids total combiné (GCW) de 76 000 lb. Ce poids ajouté était représentatif des conditions réelles du camionnage et le poids de l’ensemble camion/remorque a été mesuré à l’aide d’une balance à véhicule lourd. Pour limiter les variables pouvant influer sur la consommation de carburant, le personnel expérimenté de la piste d’essai a effectué l’entretien suivant sur chaque véhicule :

  • > Installation d’un nouveau filtre à air

  • > Installation d’un nouveau filtre à carburant

  • > Inspection et remplacement (si nécessaire) des pneus du camion

  • > Graissage des raccords de l’arbre d’entraînement et du châssis

  • > Inspection et réglage (si nécessaire) des freins du camion et de la remorque

  • > Inspection générale de la propreté et de l’intégrité mécanique du camion et de la remorque

 reservoir de carburant et circuit d'essai pour camion test étude universitaire sur l'économie de carburant diesel

Choix des lubrifiants traditionnels

Avant de procéder au test de base, les deux véhicules ont subi une vidange approfondie pour retirer toute l’huile du moteur, de la transmission et des différentiels avant et arrière. Après la vidange complète des anciens lubrifiants, les lubrifiants suivants ont été installés :

Moteur : Chevron Delo® 400 LE SAE 15W-40

Transmission : Chevron Delo Trans Fluid ESI®

Différentiels avant et arrière : Chevron Delo Gear Lube ESI SAE 80W-90

Une fois les deux véhicules adéquatement préparés, le test de base a été effectué.

Conditions d’essai

Pour assurer une certaine constance, le véhicule de test et le véhicule témoin ont suivi des procédures identiques durant tout le test, à commencer par une période de réchauffement d’une heure avant chaque essai pour stabiliser les températures de fonctionnement. Chaque conducteur s’est familiarisé avec le parcours et a démontré des habitudes de conduite méthodiques. Un observateur a accompagné les conducteurs des deux véhicules à chaque essai pour surveiller les conditions de conduite, mesurer le temps de conduite et synchroniser les manœuvres des conducteurs.

Pendant chaque essai, les deux conducteurs ont atteint des régimes (RPM) similaires avant de passer les vitesses et des positions similaires de la commande des gaz (throttle positioning) pendant l’accélération. Durant chaque essai, les conducteurs ont maintenu un écart de moins de 2 mi/h (environ 3,2 km/h) par rapport à la vitesse ciblée, ont freiné de façon appropriée et ont gardé entre eux une distance raisonnable pour éviter les effets de la traînée aérodynamique. Les manœuvres ont été synchronisées par communication radio et l’utilisation d’un chronomètre, pour assurer des durées de fonctionnement identiques. Les conducteurs et observateurs ont noté toute différence entre les essais ayant pu avoir une influence sur les résultats. Aucun problème lié aux véhicules ou aux conditions de fonctionnement n’a été observé pendant toute la durée du test. Les camions ont répété les essais jusqu’à ce que toutes les données requises soient recueillies.

Parcours d’essai et conditions ambiantes

Le test a été effectué sur la piste d’essai du NCAT de l’Université d’Auburn à Opelika, en Alabama. Il s’agit d’un parcours en boucle fermée de 1,7 mille (environ 2,72 km) utilisé pour simuler les conditions de conduite de ville. Le stationnement de la piste a servi de point de départ et d’arrêt pour chaque essai, et de poste d’approvisionnement en carburant. Les camions ont répété les essais jusqu’à ce que toutes les données requises soient recueillies.

Au signal, les deux camions devaient quitter immédiatement la ligne de départ et rouler sur la piste. À la fin de l’essai, le réservoir amovible de chaque camion était retiré et pesé à l’aide d’une balance numérique calibrée. Chaque camion était ensuite réapprovisionné en carburant à la même pompe et préparé pour l’essai suivant. Du diesel teinté #2 (off-road) à très faible teneur en soufre a été utilisé en exclusivité. L’ensemble de l’équipement d’approvisionnement était installé à la piste d’essai du NCAT de l’Université d’Auburn et a été manipulé par le personnel de la piste.

Les conditions météorologiques (ex. température, humidité, pression barométrique, direction et vitesse du vent) ont été consignées, de même que la température du carburant, le millage du compteur, les conditions de la route et de la circulation, les déplacements des poids dans la remorque et les possibles fuites de liquides.

Choix des lubrifiants testés

Une fois la série de tests de base terminée, le moteur du véhicule de test a été vidangé selon les mêmes directives utilisées pour le test de base. Cette fois, par contre, c’est l’huile diesel synthétique AMSOIL Premium 5W-40 qui a été installée. La première partie du test comparatif, visant à isoler le choix de l’huile à moteur comme seule variable influençant l’économie de carburant, a été menée selon le même parcours et les mêmes procédures que lors du test de base. Des essais consécutifs ont été effectués jusqu’à ce que les données requises soient recueillies. Ensuite, le véhicule de test a de nouveau subi la procédure de vidange. Les lubrifiants AMSOIL suivants ont été installés dans le moteur, la transmission et les différentiels :

Moteur : huile diesel synthétique Premium 5W-40

Transmission : huile à transmission synthétique SAE 50 longue durée

Différentiels avant et arrière : lubrifiant à engrenages synthétique 75W-90 longue durée

La seconde partie du test comparatif a servi à isoler l’huile à moteur, l’huile à transmission et le lubrifiant à engrenages comme seules variables influençant la consommation de carburant.

Résultats

Test de base

Les résultats de la consommation de carburant ont été calculés grâce au test SAE J1376, servant à mesurer l’économie de carburant dans les camions et autobus, et demandent une certaine compréhension de la façon dont sont calculés les ratios T/C (véhicule de test/véhicule témoin). En prenant comme exemple l’Essai 1 du Tableau 1, on divise 27,90 (quantité de carburant consommé par le véhicule de test en livres) par 29,10 (quantité consommée par le véhicule témoin en livres), ce qui donne le ratio T/C (0,9588). Ce ratio indique que pour chaque livre de carburant consommé par le véhicule témoin (muni de lubrifiants traditionnels), le véhicule de test (aussi muni de lubrifiants traditionnels) a consommé 0,9588 livre de carburant. Il est évident que le véhicule témoin montre une plus grande consommation de carburant comparé au véhicule de test, malgré le fait que les deux véhicules fonctionnent tous deux avec les mêmes lubrifiants et sous des conditions identiques. Cette portion du test a défini les différences naturelles qui existent entre deux véhicules équipés de façon identique.

Le test SAE J1376 exige de procéder à des essais jusqu’à ce que trois ratios T/C ayant un écart maximum de 2 % soient établis. Cette exigence aide à éliminer les anomalies statistiques pouvant biaiser les résultats. Trois essais seulement ont été nécessaires pour obtenir trois ratios T/C acceptables. On en a fait une moyenne, qui est le ratio T/C moyen du test de base : 0,9542. 

 

Tabeau 1 : Résultats du test de base
Essai 1 Essai 2 Essai 3
Véhicule témoin (livres de carburant consommé) 29,1 29,2 29
Véhicule de test (livres de carburant consommé) 27,9 27,7 27,7
Ratio T/C 0,9588 0,9486 0,9552
Ratio T/C moyen du test de base : 0,9542

 

Test comparatif (huile à moteur seulement)

Après le test de base, le véhicule de test seul a subi la procédure de vidange décrite précédemment, puis on y a installé l’huile diesel synthétique AMSOIL premium 5W-40. Le véhicule témoin a continué de fonctionner avec les lubrifiants Chevron traditionnels.

Les résultats du test comparatif sont calculés de manière identique à celle du test de base. Trois essais ont été nécessaires pour obtenir les trois ratios T/C avec écart maximal de 2 %. Le Tableau 2 expose ces résultats. La moyenne des trois ratios produit le ratio T/C moyen du test comparatif : 0,9315. Ce chiffre indique que pour chaque livre de carburant consommé par le véhicule témoin (muni de lubrifiants traditionnels), le véhicule de test (muni de l’huile diesel synthétique AMSOIL 5W-40) a consommé 0,9315 lb de carburant. En tenant compte de la différence naturelle entre les deux véhicules définie dans le test de base, on peut voir que l’utilisation de l’huile à moteur AMSOIL a provoqué une baisse de la consommation. Pour en déterminer le pourcentage exact, il faut effectuer le calcul exposé plus bas.


Tableau 2 : Résultats du test comparatif (huile à moteur seulement)
Essai 1 Essai 2 Essai 3
Véhicule témoin (livres de carburant consommé) 29,4 28,8 29,4
Véhicule de test (livres de carburant consommé) 27,2 26,9 27,5
Ratio T/C 0,9252 0,934 0,9354
Ratio T/C moyen du test de base : 0,9315
*(0,9542 – 0,9315) ÷ 0,9542 x 100 % = 2,38 % d’économie de carburant
avec utilisation de l’huile synthétique AMSOIL Premium 5W-40
*(ratio moyen test de base) – (ratio moyen test comparatif) ÷ (ratio moyen test de base) x 100 %

*(0,9542 – 0,9315) ÷ 0,9542 x 100 % = 2,38 % d’économie de carburant

avec utilisation de l’huile synthétique AMSOIL Premium 5W-40

*(ratio moyen test de base) – (ratio moyen test comparatif) ÷ (ratio moyen test de base) x 100 %

Test comparatif (moteur, transmission et différentiels)

Des tests ont été menés afin de déterminer si l’installation des lubrifiants synthétiques pour transmission et différentiels AMSOIL, en plus de l’huile diesel synthétique AMSOIL, pouvait mener à davantage d’économie d’essence comparativement à un véhicule muni de lubrifiants traditionnels. Trois essais ont été nécessaires pour obtenir les trois ratios T/C avec un écart maximal de 2 %. Le Tableau 3 expose ces résultats. La moyenne des trois ratios produit le ratio T/C moyen de cette partie du test : 0,9241. Ce chiffre indique que pour chaque livre de carburant consommé par le véhicule témoin (muni de lubrifiants traditionnels), le véhicule de test (muni de l’huile diesel synthétique AMSOIL 5W-40, de l’huile à transmission synthétique SAE 50 longue durée et du lubrifiant à engrenages synthétique 75W-90 longue durée) a consommé 0,9241 lb de carburant. En tenant compte de la différence naturelle entre les deux véhicules définie dans le test de base, on peut voir que l’utilisation des lubrifiants synthétiques AMSOIL pour moteur, transmission et différentiels a provoqué une baisse accrue de la consommation. Pour en déterminer le pourcentage exact, il faut effectuer le calcul exposé plus bas.


TABLEAU 3 : RÉSULTATS DU TEST COMPARATIF (MOTEUR, TRANSMISSION ET DIFFÉRENTIELS)
Essai 1 Essai 2 Essai 3
Véhicule témoin (livres de carburant consommé) 29,5 29,3 29,5
Véhicule de test (livres de carburant consommé) 27,5 27 27,1
Ratio T/C 0,9322 0,9215 0,9186
Ratio T/C moyen du test de base : 0,9241
*(0,9542 – 0,9241) ÷ 0,9542 x 100 % = 3,15 % d’économie de carburant
avec utilisation des lubrifiants AMSOIL dans le moteur, la transmission et les différentiels
*(ratio moyen test de base) – (ratio moyen test comparatif) ÷ (ratio moyen test de base) x 100 %

*(0,9542 – 0,9241) ÷ 0,9542 x 100 % = 3,15 % d’économie de carburant

avec utilisation des lubrifiants AMSOIL dans le moteur, la transmission et les différentiels

*(ratio moyen test de base) – (ratio moyen test comparatif) ÷ (ratio moyen test de base) x 100 %

Réduction des émissions

La réduction de la consommation de carburant est en lien direct avec la réduction des émissions de gaz d’échappement. L’Agence américaine de protection de l’environnement (EPA) a établi des limites pour les émissions des véhicules diesel, et les calculs ci-dessous proviennent des limites de 2010 s’appliquant aux véhicules de l’année modèle 2010 ou plus récents. Plusieurs États et gouvernements locaux ont adopté ces normes pour les véhicules plus anciens également, qui doivent souvent être munis d’un dispositif servant à atténuer les émissions d’échappement, tel qu’un filtre à particules, pour être conformes. Le Tableau 4 compare les niveaux d’émissions d’un seul camion fonctionnant avec des lubrifiants traditionnels, ceux d’un camion réalisant des économies de carburant de 2,38 % grâce à l’huile à moteur AMSOIL seule, puis ceux d’un camion consommant 3,15 % moins de carburant grâce à l’utilisation conjuguée des lubrifiants synthétiques AMSOIL pour moteur, transmission et différentiels.


TABLEAU 4 : RÉDUCTION DES ÉMISSIONS
Réductions d’émissions annuelles en améliorant l’économie de carburant avec les lubrifiants synthétiques AMSOIL
Limites de l’EPA de 2010 Émissions annuelles avec les lubrifiants traditionnels* 2,38 % (moteur seulement) 3,15 % (moteur, transmission et différentiels)
Oxyde d’azote (NOX) 0,2 g/bhp-h 228,8 kg/an** 503,4 lb/an 5,4 kg/an† 11,9 lb/an 7,2 kg/an 15,9 lb/an
Matière particulaire (PM) 0,01 g/bhp-h 11,4 kg/an 25,1 lb/an 0,3 kg/an 0,6 lb/an 0,4 kg/an 0,8 lb/an
Dioxyde de carbone (CO2) 10,1 kg/gal 202 000,0 kg/an 444 400,0 lb/an 4 807,6 kg/an 10 576,7 lb/an 6 363,0 kg/an 13 998,6 lb/an
Monoxyde de carbone (CO) 15,5 g/bhp-h 17 732,0 kg/an 39 010,4 lb/an 422,0 kg/an 928,4 lb/an 558,6 kg/an 1 228,8 lb/an
**Exemple de calcul : NOx = 0.2 g/bhp-h x 400 HP = 80 g/h x 11 h x 5 jours x 52 semaines = 228.8 kg/an
†Réduction AMSOIL : NOx = 228.8 kg/an x 0.0238 = 5.4 kg/an (réduction)
*Basé sur un camion de 400 HP parcourant 120 000 milles (environ 193 200 km) annuellement; consommant 1 gallon pour 6 milles (environ 1 litre pour 2,5 km) et roulant 11 heures par jour, 5 jours par semaine et 52 semaines par année.