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CA2458983A1 - Procede de regeneration d'un dispositif de filtration des gaz d'echappement pour moteur diesel et dispositif de mise en oeuvre - Google Patents

Procede de regeneration d'un dispositif de filtration des gaz d'echappement pour moteur diesel et dispositif de mise en oeuvre Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de régénération d'un dispositif de filtration des gaz d'échappement produits par un moteur diesel, ce procédé étant du type de ceux dans lesquels des particules, retenues sur un moyen de filtration (22) du dispositif de filtration, sont brûlées grâce à l'action d'un catalyseur de combustion. Ce procédé consiste essentiellement à retenir les gaz d'échappement chauds autour du moyen de filtration (22) afin de fournir aux particules, au moins une partie de l'énergie calorifique nécessaire à leur combustion et à brûler lesdites particules de façon à régénérer le dispositif de filtration. L'invention concerne également un dispositif de mise en oeuvre du procédé, comportant un moyen de production d e catalyseur de combustion (20), un moyen de filtration (22) des gaz d'échappement et un moyen d'injection de gazole, les moyens de production de catalyseur de combustion et de filtration étant contenus dans une enceinte réactionnelle (18).

Claims (19)

1. ~Procédé de régénération d'un dispositif de filtration des gaz d'échappement produits par un moteur diesel, ce procédé étant du type de ceux dans lesquels des particules, retenues sur un moyen de filtration dudit dispositif de filtration, sont brûlées grâce à l'action d'un catalyseur de combustion, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à retenir les gaz d'échappement chauds autour du moyen de filtration (22) afin de fournir aux particules, au moins une partie de l'énergie calorifique nécessaire à leur combustion et à brûler lesdites particules de façon à
régénérer le dispositif de filtration.
2. ~Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il consiste également à
- mettre en oeuvre un moyen de production de catalyseur de combustion (20) dans le dispositif de filtration, - mesurer une température .theta. m au voisinage du moyen de production de catalyseur de combustion (20), - comparer .theta. m à une température .theta. r correspondant à la température à
laquelle la combustion du gazole, en présence du catalyseur de combustion, est complète, - si .theta. m est supérieure ou égale à .theta. r, déclencher une post-injection de gazole, par l'intermédiaire d'un moyen d'injection, dans le dispositif de filtration, pendant une durée déterminée, afin d'entraîner une augmentation de température des particules pour permettre leur combustion.
3. ~Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il consiste également à
- mesurer une pression P m au voisinage du moyen de production de catalyseur de combustion (20), ladite pression P m reflétant le degré
d'obstruction du moyen de filtration (22) par les particules, - mesurer la température .theta. m, - comparer ladite pression P m à une pression P r de référence correspondant au degré d'obstruction maximal acceptable, - si P m est supérieure ou égale à la pression P r, comparer .theta. m à
.theta. r, - si .theta. m est supérieure ou égale à .theta. r, déclencher la post-injection de gazole.
4. Dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé de régénération selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de production de catalyseur de combustion (20), un moyen de filtration (22) desdits gaz d'échappement en aval dudit moyen de production de catalyseur de combustion, et un moyen d'injection de gazole en amont dudit moyen de production de catalyseur de combustion, lesdits moyens de production de catalyseur de combustion et de filtration étant contenus dans une enceinte réactionnelle (18), dans la trajectoire du flux des gaz d'échappement produits par un moteur (10).
5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit moyen de filtration, constitué par un ensemble d'unités filtrantes (44), baigne dans une chambre de réception des gaz d'échappement, lesdits gaz d'échappement venant chauffer lesdites unités filtrantes.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit moyen de filtration est constitué par au moins deux filtres à particules (22a, 22b) comportant un corps (40), formé par les unités filtrantes (44) solidarisées par un joint (46), et une enveloppe métallique (42).
7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ledit moyen d'injection de gazole communique avec un conduit d'évacuation (16) des gaz d'échappement.
8. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que ledit moyen d'injection comprend un réservoir de gazole (34) et une chambre d'injection (36) du gazole contenu dans ledit réservoir, dans le conduit d'évacuation (16).
9. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite chambre (36) est alimentée, d'une part, en gazole par l'intermédiaire d'un premier conduit (30) la reliant audit réservoir (34), et d'autre part, en air comprimé
par l'intermédiaire d'un second conduit (32), la reliant au moteur (10), ladite chambre comportant un orifice par lequel le gazole est injecté dans ledit dispositif de filtration.
10. Dispositif, selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier électronique de commande (28).
11. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une sonde de température (24), placée à l'intérieur de ladite enceinte (18), servant à mesurer la température 0m en son sein.
12. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une sonde de pression (26), placée à l'intérieur de ladite enceinte (18), servant à mesurer la pression Pm en son sein.
13. Dispositif selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que le boîtier électronique de commande (28) est relié à ladite sonde de température (24) et à ladite sonde de pression (26), compare les valeurs .theta.m et éventuellement Pm mesurées respectivement avec les valeurs de références .theta. et éventuellement Pr, et déclenche l'injection de gazole dans le conduit d'évacuation (16), par l'intermédiaire dudit système d'injection, lorsque les mesures .theta.m et éventuellement Pm sont supérieures ou égales aux valeurs de référence .theta.r et éventuellement Pr.
14. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que les conduits (30 et 32) alimentant la chambre (36) du système d'injection en gazole et en air comprimé comportent chacun une électrovanne (31 et 33) commandée par le boîtier électronique de commande, l'ouverture de ces électrovannes entraînant l'entrée de gazole et d'air comprimé dans la chambre (36) et donc l'injection de gazole dans le conduit d'évacuation des gaz d'échappement.
15. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que la chambre (36) du système d'injection est munie d'une buse en regard de l'orifice permettant d'injecter le gazole sous forme nébulisée, dans le conduit d'évacuation des gaz.
16. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 15, caractérisé en ce que les unités filtrantes sont constituées préférentiellement en carbure de silicium ou tout autre matériau équivalent, dont la structure est de type nid d'abeille.
17. Dispositif selon l'une des 4 à 16, caractérisé en ce que le moyen de production de catalyseur de combustion est constitué par au moins une cartouche à
base de platine ou tout matériau équivalent, catalysant la transformation du monooxyde d'azote (NO), contenu dans les gaz d'échappement en dioxyde d'azote (NO2), le NO2 produit catalysant la réaction de combustion des particules colmatant le filtre.
18. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 17, caractérisé en ce que la capacité du réservoir secondaire (34) est préférentiellement équivalente au volume maximum de gazole injecté lors de la post-injection.
19. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 18, caractérisé en ce que les filtres à particules (22a et 22b) sont placés dans l'enceinte (18), en parallèle.
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