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FR2850704A1 - Procede de post-injection de gazole pour la regeneration de systemes de filtration des gaz d'echappement de moteur diesel - Google Patents

Procede de post-injection de gazole pour la regeneration de systemes de filtration des gaz d'echappement de moteur diesel Download PDF

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FR2850704A1
FR2850704A1 FR0301123A FR0301123A FR2850704A1 FR 2850704 A1 FR2850704 A1 FR 2850704A1 FR 0301123 A FR0301123 A FR 0301123A FR 0301123 A FR0301123 A FR 0301123A FR 2850704 A1 FR2850704 A1 FR 2850704A1
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injection
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pressure
filtration
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Jean Claude Fayard
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Abstract

La présente invention concerne un procédé de post injection pour la régénération de dispositif de filtration des gaz d'échappement produits par un moteur diesel. Ce procédé consiste essentiellement à pouvoir injecter du gazole parfaitement pulvérisé en amont du catalyseur d'oxydation en (14) pour pouvoir augmenter la température des gaz d'échappement lorsqu'un début de colmatage du filtre à particules est détecté. A partir des sondes de température (2) et de pression (3) disposées en amont du dispositif de filtration, le calculateur (8) commande l'injection du gazole à partir de l'injecteur électromagnétique (9) le gazole étant dirigé par un capillaire (12) dans le conduit d'échappement (1) à un endroit situé géographiquement à bonne distance de l'injecteur, en amont du catalyseur (5) et pour être pulvérisé finement par de l'air arrivant par le tube (13) alimenté à partir de l'électrovanne (15) de manière à obtenir son oxydation totale sur la catalyseur d'oxydation (4) pour augmenter la température des gaz d'échappement et accélérer la régénération des filtres à particules.

Description

i
PROCEDE DE POST INJECTION DE GAZOLE POUR LA R G N RATION DE SYSTEMES DE FILTRATION DES GAZ D' CHAPPEMENT DE MOTEUR DIESEL La présente invention concerne de façon générale le domaine des filtres à particules et de façon plus particulière, un procédé de post-injection de gazole en amont d'un dispositif de filtration de gaz d'échappement pour moteur diesel pour régénérer ce filtre.
En outre, la présente invention vise également la gestion de ce dispositif 10 d'injection qui a pour objectif d'injecter un mélange homogène d'air et de gazole sur le catalyseur d'oxydation situé en amont du système de filtration de manière à augmenter comme pour une combustion la température des gaz d'échappement. Un niveau de température élevé étant nécessaire pour oxyder et brler les particules charbonneuses produites par le moteur et retenues sur ce système de filtration, afin 15 d'éviter leur accumulation, cette dernière phase constituant la régénération, objet du procédé selon l'invention.
Outre la mise au point de nouveaux moteurs ayant une consommation en carburant toujours plus réduite, un effort tout particulier a été fait sur le développement de nouveaux systèmes d'échappement, destinés à réduire l'émission de gaz polluants 20 imbrlés et de particules solides. Ainsi, les constructeurs automobiles ont mis au point les pots catalytiques ou catalyseurs, généralement constitués d'une enveloppe en acier inoxydable, d'un isolant thermique et d'un support en nid d'abeille imprégné de métaux précieux tels que le platine ou le rhodium. Ces catalyseurs permettent de réduire, avant tout, les émissions d'hydrocarbures polycycliques et de CO, et ceci 25 dans une proportion de l'ordre de 90%. Toutefois, ils n'ont aucune action sur les émissions de particules solides. Ainsi, notamment en matière de moteurs diesels qui produisent de nombreuses particules solides, ces catalyseurs n'apportent pas d'amélioration notable de la qualité de l'air.
D'autres techniques ont été élaborées afin de limiter l'émission de 30 particules polluantes par les véhicules. C'est le cas du filtre à particules. Ce filtre permet de réduire de plus de 90% la masse totale des particules émises par les moteurs diesels.
Le filtre à particules nécessite toutefois une régénération permettant de brler les particules qui ont été piégées. Les particules sont généralement piégées par 35 une cartouche filtrante faisant partie du filtre à particules. Cette cartouche pour résister aux températures élevées rencontrées peut être constituée d'un corps poreux de cordiérite, de quartz ou de carbure de silicium, généralement de structure en nid d'abeille pour présenter une surface maximum de filtration.
La difficulté majeure de fonctionnement de tels filtres à particules réside au pilotage de la phase d'oxydation et de combustion des particules retenues par la 5 cartouche filtrante. En effet, pour des conditions d'utilisation urbaine, la température des gaz d'échappement atteinte est insuffisante pour provoquer leur combustion et limiter significativement le colmatage du filtre et donc sa régénération. Sans assistance chimique, les particules charbonneuses issues de la combustion du gazole dans les moteurs diesels ne commencent à s'oxyder significativement qu'au-dessus 10 de 5000C. Ces températures ne sont pratiquement jamais atteintes dans des conditions de roulage urbain.
Il apparaît alors nécessaire de faire appel à un procédé chimique pour éliminer ces particules. Différentes techniques sont utilisées permettant d'obtenir leur combustion.
Une première technique consiste à disposer en amont du filtre, un catalyseur d'oxydation du monoxyde d'azote (NO) contenu dans les gaz d'échappement en dioxyde d'azote (NO2), ce dernier ayant la propriété de catalyser la combustion des particules charbonneuses à partir de 250'C. Toutefois, ce procédé impose d'utiliser un gazole dont la teneur en soufre est inférieure à 50 ppm (parties 20 par million), pour garder une efficacité de conversion du NO en NO2 suffisante.
Cette technique, appelée "Continuous Regenerating Trap" (C.R.T.), allie les effets du filtre à particules et du catalyseur d'oxydation du NO. Ce système nécessite pour assurer un bon fonctionnement des filtres, une régénération régulière qui limite la perte de charge du filtre en éliminant le risque de régénération non 25 contrôlé et exothermique.
Dans le cas contraire, il se développe des réactions violentes liées à la concentration excessive de particules charbonneuses colmatant le filtre. Ces réactions consistent en la combustion, trop rapide d'une grande masse de particules, ce qui conduit généralement à une destruction du filtre par choc thermique, les températures 30 obtenues étant très élevées localement.
D'autres techniques font appel à l'utilisation d'additifs organométalliques rajoutés au gazole tel que le cérium, fer, strontium, calcium ou autres. Ces techniques permettent d'obtenir un effet similaire à celui obtenu avec le NO2 en catalysant la combustion des matières charbonneuses à des températures voisines de 370'C.
Un premier inconvénient de ces techniques est le cot prohibitif des additifs utilisés.
Un autre inconvénient majeur réside dans le fait qu'il est nécessaire de prévoir un dispositif d'introduction de l'additif complémentaire.
Encore un autre inconvénient de ces techniques est qu'elles présentent une tendance encore plus importante au colmatage du filtre et donc aux réactions qui 5 en découlent, si les températures atteintes en fonctionnement ne sont pas suffisamment importantes, les additifs présents dans les matières charbonneuses contribuant à encrasser encore plus rapidement le médiat filtrant.
D'autres techniques ont consisté à expérimenter des dispositifs basés sur des moyens de chauffage complémentaires du type brleurs, résistances électriques 10 ou autres. Ces moyens de chauffage complémentaire sont mis en ceuvre uniquement lorsque la cartouche présente un début de colmatage, se traduisant par une augmentation de la perte de charge. Un tel dispositif de régénération est mis en oeuvre avec le moteur en marche, c'est à dire en présence d'un débit de gaz d'échappement important. Un tel dispositif nécessite donc une puissance de chauffage 15 importante pour simultanément porter à la bonne température les gaz d'échappement et la masse de la cartouche filtrante.
Sur les moteurs diesels récents dit à rampe commune, une technique de post-injection du gazole a été utilisée pour pouvoir augmenter la température des gaz d'échappement et pouvoir ainsi oxyder et brler significativement les particules 20 charbonneuses retenues sur le filtre, cette technique d'injection directe qui fait appel à des injecteurs électromagnétiques permet effectivement de pouvoir procéder à une nouvelle injection de gazole dans la chambre de combustion au moment o la soupape d'échappement s'ouvre et d'obtenir ainsi un mélange homogène avec les gaz d'échappement et une oxydation complète de ce gazole sur le catalyseur d'oxydation 25 situé entre la sortie moteur et le filtre à particules.
Dans un tel contexte technique, l'objectif de la présente invention est de fournir un procédé de post-injection de gazole adaptable à tous les moteurs diesel permettant une régénération d'un dispositif de filtration, qui remédie aux inconvénients des différentes techniques existantes consistant à traiter les particules charbonneuses 30 et de suies émises par les moteurs diesels en augmentant lorsque cela est nécessaire la température des gaz d'échappement pour obtenir la bonne température d'oxydation.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un procédé de postinjection de gazole, évitant ainsi tout risque d'accumulation de particules dans le dispositif de filtration et donc tout risque de régénération incontrôlée.
Encore, un autre objectif de l'invention, est de fournir un procédé de postinjection de gazole n'entraînant pas de surconsommation significative de carburant et plus généralement, n'entraînant pas de surcot financier, pour l'utilisateur.
Encore un autre objectif de l'invention est de fournir un procédé de postinjection de gazole n'entamant pas les performances du moteur, notamment par des pertes de charge, dues à la contre-pression exercée par les gaz d'échappement sur le moteur, du fait d'un colmatage du dispositif de filtration.
Enfin un dernier objectif de l'invention est de fournir un dispositif de filtration permettant de mettre en oeuvre le procédé de post-injection de gazole selon l'invention.
Ces objectifs, parmi d'autres, sont atteints par la présente invention qui concerne tout d'abord un procédé de post-injection de gazole disposé en sortie des 10 gaz d'échappement d'un moteur diesel et en amont d'un catalyseur d'oxydation suivi du dispositif de filtration des particules charbonneuses émises par ce moteur diesel, ce procédé étant du type de ceux dans lesquels les particules retenues sur un moyen de filtration dudit dispositif de filtration, sont brlées grâce à l'action de l'oxygène résiduel et des oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement.. 15 Selon une variante, ce procédé consiste également à: - mesurer une température Om en amont du catalyseur de combustion, - comparer 0m à une température Or correspondant à la température à laquelle la combustion du gazole, en présence du catalyseur de combustion, est complète, - si Om est supérieure ou égale à Or, déclencher une post-injection de gazole, par l'intermédiaire du 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.
Selon encore une autre variante, ce procédé consiste en outre à - mesurer une pression Pm au voisinage du moyen de production de catalyseur de combustion, ladite pression Pm reflétant le degré d'obstruction du moyen de filtration par les particules, - mesurer la température 0m, - comparer ladite pression Pm à une pression Pr de référence 30 correspondant au degré d'obstruction maximal acceptable, - si Pm est supérieure ou égale à la pression Pr, comparer Om à O, - si Om est supérieure ou égale à Or, déclencher la post-injection de gazole.
Un autre objet de l'invention concerne le dispositif d'injection du gazole permettant la mise en oeuvre du procédé de régénération selon l'invention. Ce 35 dispositif comporte un moyen d'injection du gazole assisté par de l'air comprimé, situé géographiquement à un endroit éloigné du conduit d'échappement pour ne pas être soumis à des températures élevées et en amont du catalyseur d'oxydation, puis d'un moyen de filtration des gaz d'échappement en aval du catalyseur de combustion, catalyseurs et moyens de filtration étant contenus dans une enceinte, qui se situe dans la trajectoire du flux des gaz d'échappement produit par un moteur.
Avantageusement, le moyen d'injection de gazole communique avec un conduit d'évacuation des gaz d'échappement.
Avantageusement, le dispositif comporte un boîtier électronique de commande.
Le dispositif comporte également au moins une sonde de température, placée en amont du catalyseur d'oxydation, permettant de mesurer la température om 10 en son sein.
Selon une variante remarquable, il comporte également au moins une sonde de pression, située au même niveau, permettant de mesurer la pression Pm en son sein.
De façon remarquable, le boîtier électronique de commande est relié aux 15 sondes de température et de pression, compare les valeurs 0m et éventuellement Pm mesurées, respectivement avec les valeurs de références Or et éventuellement Pr, et déclenche l'injection de gazole dans le conduit d'évacuation, par l'intermédiaire du système d'injection, lorsque les mesures 0m et éventuellement Pm sont supérieures ou égales aux valeurs de référence 0, et éventuellement Pr.
De façon avantageuse, l'injection est effectuée par un injecteur électromagnétique classique du même type que celui utilisé sur les moteurs à essence, cet injecteur étant disposé sur un porte injecteur éloigné du conduit d'échappement, le gazole provenant de cet injecteur étant amené par un capillaire contenu dans un tube métallique jusqu'au conduit d'échappement chaud, ce tube 25 étant alimenté par de l'air comprimé de manière à arriver concentriquement autour du capillaire pour déboucher dans le conduit d'échappement et provoquer une bonne pulvérisation du gazole, l'injection de gazole et l'alimentation en air comprimé étant commandée par le boîtier électronique de commande, l'ouverture de ces électrovannes entraînant la post-injection de gazole dans le conduit d'évacuation des 30 gaz d'échappement.
Avantageusement, dans le porte-injecteur, un orifice calibré en liaison avec l'arrivée d'air et en regard avec le nez d'injecteur est disposé de manière à générer une émulsion air/gazole à l'entrée du capillaire et permettre d'injecter le gazole sous forme parfaitement nébulisée à la sortie, dans le conduit d'évacuation des 35 gaz.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins qui représentent, de façon nullement limitative, un exemple de réalisation du dispositif de postinjection intégré dans un système de filtration selon l'invention et dans lesquels: La figure 1 représente une vue générale schématique du système comprenant le dispositif de filtration avec son catalyseur d'oxydation et en amont de 5 cet ensemble le système de post-injection permettant la mise en oeuvre du procédé de régénération.
La figure 2 représente une vue détaillée du dispositif de post-injection selon un premier mode de réalisation.
La figure 3 représente une vue détaillée d'une variante du dispositif de 10 post-injection selon un deuxième mode de réalisation.
La figure 4 représente une vue générale du système de post-injection intégré dans un ensemble moteur filtre à particules.
Le système qui permet la mise en oeuvre du procédé de régénération selon l'invention est représenté de façon schématique à la figure 1, selon un mode 15 préférentiel. Dans ce système, collaborent différents éléments mécaniques d'un filtre à particules qui font ou non-partie du dispositif de filtration et qui concourent à permettre de contrôler la régénération du système de filtration.
Ainsi, les gaz d'échappement en sortie du moteur diesel sur le conduit 1, sont contrôlés en température par la sonde 2 et en pression par la sonde 3 pour être 20 ensuite dirigé vers le catalyseur d'oxydation 4, puis vers les cartouches de filtrations 5, l'ensemble étant contenu dans une enveloppe métallique 6 et isolé par des éléments céramiques 7.
Un calculateur 8 commandera lorsque cela sera nécessaire les injections de gazole à partir de l'injecteur électromagnétique 9 monté sur un bloc porte-injecteur 25 10, il sera alimenté à partir d'une dérivation du moteur en gazole par le conduit 11, le gazole étant dirigé vers le conduit d'échappement par le capillaire 12.
Ce capillaire 12 débouche au centre de la tuyauterie 13 dans le conduit d'échappement 14 en amont du catalyseur d'oxydation 4, de manière à obtenir une bonne pulvérisation par l'air qui arrivera concentriquement et qui sera admis à partir 30 de l'électrovanne 15 alimenté par un régulateur de pression non représenté.
Une deuxième électrovanne 16 permettra la purge du capillaire pour éviter que du gazole stagne à l'intérieur de celui-ci et puisse se cokéfier et entraîner son obstruction à proximité du conduit d'échappement qui lui est très chaud.
Une vue détaillée du dispositif de post-injection en particulier du porte35 injecteur selon un premier mode de réalisation est représentée sur la figure 2.
Le calculateur 8 à partir des informations température et pression collecté par les sondes 2 et 3 et en fonction de la stratégie qui lui aura été fixée commandera une injection de gazole à parti de l'injecteur électromagnétique 9 alimenté en gazole par le circuit moteur en 11. En sortie de cet injecteur électromagnétique le volume de gazole injecté sera dirigé par le capillaire 12 vers le conduit d'échappement 1 o il sera pulvérisé en 14 grâce à l'air qui arrivera concentriquement par la canalisation 13.
Le débit d'air de pulvérisation sera commandé par l'électrovanne 15 alimenté par un régulateur de pression non représenté, son ouverture sera simultanée à celle de l'injecteur 11 de manière à obtenir une bonne pulvérisation dès le départ, par contre sa fermeture sera différé de quelques secondes de manière à pouvoir effectuer 10 l'opération de rinçage du capillaire par de l'air qui sera alimenté à partir de l'électrovanne 16 dès la fermeture de l'injecteur, un clapet anti-retour 17 évitera toute accumulation de gazole dans le conduit du porte- injecteur 10 de manière à permettre un rinçage efficace.
Une variante de ce mode de réalisation est représentée sur la figure 3. 15 Selon cette variante, pour améliorer la qualité de pulvérisation du gazole et simplifier la réalisation de cet ensemble, le porte-injecteur 10 et alimenté en air par une seule électrovanne dont l'ouverture sera simultanée à l'injecteur de gazole 9, mais dont la fermeture sera différée de quelques secondes, comme pour le mode de réalisation précédent, pour que l'opération de rinçage du capillaire se fasse automatiquement 20 grâce au débit d'air contrôlé par le gicleur calibré d'air 18. Ce débit d'air permettra aussi dès l'ouverture de l'électrovanne 15 de former une émulsion avec le gazole issu de l'injecteur 9 dans la chambre 19 puis d'être dirigée par le capillaire 12 jusqu'au débouché dans le conduit d'échappement en 14. Cette émulsion débouchera au centre du tube 13 o elle rencontrera le débit d'air véhiculé par ce tube pour être 25 pulvériser finement et d'obtenir une qualité de nébulisation bien supérieure grâce à l'émulsion déjà formée dans le capillaire. A la fermeture de l'injecteur le maintient du débit d'air durant quelques secondes supplémentaires permettant de rincer totalement le capillaire 12.
Sur cette forme de réalisation les meilleurs résultats ont été obtenus avec 30 une pression d'alimentation en air de 3 bars alimenté par l'électrovanne 15 par un tube rilsan de 4/6 mm et par une restriction en l'entrée du porte-injecteur 2 mm de diamètre et par un gicleur d'air de 0. 45 mm pour alimenter la chambre 19 à l'entrée du capillaire 12. Ce capillaire en inox de 1/1.6 mm avait une longueur de 50 cm et était contenu dans un tube d'inox de 4/6 mm la qualité du brouillard de gazole obtenue ont 35 permis de réaliser des injections jusqu'à des températures à l'entrée du catalyseur de 270'C sans observer d'émissions parasites d'hydrocarbures.
Sur la figure 4 est représentée le dispositif de post-injection associé à un système de filtration des particules, l'ensemble étant monté sur un moteur diesel 20 alimenté par un compresseur d'air 21, et échappant à travers une turbine 22 pour évacuer les gaz d'échappement par une tuyauterie 23, vers le système en 1 o sont 5 disposé les sondes de température 2 et de pression 3 avant de pulvériser en 14 le gazole avec l'air provenant de la canalisation 13. L'injecteur 9 étant alimenté par une ligne 11 montée en dérivation de l'alimentation en gazole de la pompe à injection 24 du moteur.
Dans le procédé de régénération des filtres à particules avec le dispositif 10 de post-injection, si la température n'est pas suffisante pour déclencher la combustion des particules, la régénération se produit grâce à l'injection de gazole.
Pour se faire, la température au voisinage de l'entrée du catalyseur est mesurée, grâce à la sonde 2. La valeur de température 0m mesurée est recueillie par le calculateur 8. Le calculateur va comparer cette valeur 0m à une valeur de référence 15 0,r correspondant à la température à laquelle la combustion du gazole sur le catalyseur avec l'excès d'air, se fait de façon complète.
Si la température 0m mesurée est supérieure ou égale à la valeur de référence 0r, le boîtier électronique de commande déclenche l'ouverture de l'injecteur 9 et de l'électrovanne 15. Cette ouverture entraîne l'entrée de gazole dans le capillaire 20 et d'air comprimé dans le tube 13. A la sortie du tube 13 en 14, le gazole se mélange à l'air comprimé et le mélange, ainsi constitué, est pulvérisé, sous forme nébulisée dans le conduit d'évacuation des gaz d'échappement 1.
Le carburant injecté dans le conduit d'échappement 1 entre dans l'enceinte 6 et subit une combustion complète au niveau du catalyseur 4. Cette combustion 25 induit une augmentation significative de température jusqu'à une température Oc à laquelle va se dérouler la combustion des particules qui colmatent le moyen de filtration. Les molécules de NO2 produites en association avec l'excès d'oxygène résiduel contenu dans les gaz d'échappement vont catalyser cette réaction d'oxydation. Ainsi, cette réaction se produit à une température inférieure à la 30 température normale de combustion. Lors de cette oxydation, les particules solides sont transformées en gaz qui sont évacués.
Le moyen de filtration se retrouve alors dépourvu de dépôts et récupère sa pleine capacité de filtration.
Selon un mode de réalisation particulier, la mesure de Om peut être 35 exploitée par le boîtier électronique afin d'évaluer la température des particules au niveau du moyen de filtration. En effet, si Om est voisine de la température à laquelle la combustion de particules peut se faire sans post-injection de gazole, le calculateur peut décider de ne pas déclencher cette post-injection, ce qui permet de faire une économie substantielle de carburant.
Un troisième mode opérationnel consiste à mesurer simultanément la température et la pression au niveau du moyen de production de catalyseur, grâce à 5 la sonde de température 2 et à la sonde de pression 3. La valeur de pression Pm mesurée reflète le degré d'obstruction du moyen de filtration par les particules. En effet, si le moyen de filtration est colmaté, les gaz d'échappement passent plus difficilement et exercent alors une contre-pression. Ainsi, la mesure de la pression Pm correspond au meilleur moyen de contrôler le colmatage du moyen de filtration. Le 10 boîtier électronique de commande compare la valeur Pm mesurée à une valeur de référence Pr, correspondant au degré d'obstruction maximal acceptable du moyen de filtration. Si Pm est supérieure ou égale à Pr, le boîtier électronique de commande compare 0m à Or. Si 0m est supérieure ou égale Or, le boîtier déclenche alors la postinjection de gazole qui conduit à la régénération du moyen de filtration. Ce mode 15 opérationnel a pour intérêt de ne déclencher de post-injection que lorsque le moyen de filtration a atteint un degré de colmatage déterminé, ce qui permet de fortement limiter la surconsommation de carburant. Avec cette information pression le calculateur, toujours à partir de valeurs rentrées en consigne, peut en fonction du niveau de contre pression augmenter la durée d'injection de manière à atteindre une 20 température plus élevée.
EXEMPLE
A titre d'exemple non limitatif, est représenté ci-dessous un dispositif de filtration utilisé avec un moteur de véhicule industriel, le moteur Renault VI 620-45 25 suralimenté, de 10 litres de cylindrée et d'une puissance de 180 kW. Ce moteur équipe des bus urbains.
Le dispositif de filtration est composé de: - D'un catalyseur d'oxydation métallique à base de platine permettant l'oxydation totale du CO et des hydrocarbures à basse température ainsi que la 30 transformation d'une partie du NO en NO2, la teneur en platine était de 90 g par pied cubique De filtres à particules IBIDEN, de type nid d'abeille en carbure silicium, montés en parallèle.
- Un système d'injection de gazole suivant le deuxième mode de 35 réalisation représenté figure 3, le capillaire 12 utilisé était en inox de 1 mm de diamètre intérieur par 1.6 mm extérieur, quant au tube d'amené d'air 13, il était aussi en inox et avait pour dimension, 4 mm intérieur par 6 mm extérieur pour une longueur totale de 50 cm - Un boîtier électronique 8 commandant la post-injection de gazole. Une temporisation limite la durée de la post-injection à 20 s et correspond à une quantité 5 injectée de 20 cm 3 ensuite une programmation spécifique du boîtier permet d'obtenir au plus une post-injection toutes les 7 minutes.
- L'injecteur électromagnétique 9 était alimenté par la ligne 11 relié par un Té à la canalisation d'alimentation de la pompe à injection du moteur, permettant d'avoir une pression d'alimentation variant de 1 à 1.5 bar.
Le boîtier électronique a été réglé de manière à ce que la post-injection soit déclenchée dès que la contre-pression atteint 150 mb et que la température des gaz soit supérieure à 3000C.
Dans ces configurations le bus a effectué plus de 45000 km sans que l'on observe de dérive de contre pression, ce qui démontre que le système de post 15 injection à bien effectué son travail en maintenant en permanence un niveau de température suffisant pour que la régénération du filtre se fasse en continu malgré les conditions sévères d'utilisation.
Un test a été effectué après 15000 km de roulage sur un cycle de pollution représentatif des conditions de circulation urbaine au banc à rouleaux à l'UTAC et a 20 donné les résultats remarquables suivants: TYPE L/100 C02 CO HC NOx Particule Série 56.7 1420 4.06 1.06 23 0.43 Dispositif 57.6 1452 0.20 0.03 21.5 0.03 Emissions en gramme / kilomètre Ces résultats démontrent l'efficacité de ce dispositif aussi bien matière de régénération qu'en matière de dépollution sur tous les polluants.
Le procédé de post injection selon l'invention associé à un dispositif de filtration faisant appel à un catalyseur d'oxydation est donc particulièrement adéquat pour le traitement des gaz d'échappement des véhicules de transport en commun urbain. En effet, les gaz produits par ces véhicules sont généralement à une température inférieure à celle nécessaire pour permettre la régénération des 30 dispositifs de filtration classiques, ce qui entraîne un colmatage de ces dispositifs et donc leur détérioration rapide par de brutales réactions de combustion. Or, les résultats obtenus avec la présente technique permettent d'envisager une durée de vie minimale du dispositif de filtration de 100 000 km, sur des véhicules de ce type.
Ainsi, si le dispositif d'injection selon l'invention, ne comporte pas d'éléments techniques nouveaux, les inventeurs ont le mérite d'avoir su combiner et adapter différentes techniques existantes afin de potentialiser leurs effets et d'obtenir un dispositif ayant une très grande efficacité et robustesse pour permettre une post 5 injection du gazole fiable ne générant aucune émission parasite d'hydrocarbures et permettant d'augmenter de manière significative la température des gaz d'échappement pour permettre l'oxydation des particules de carbone retenue sur le filtre et obtenir d'excellents résultats en terme de régénération des filtres, mème dt le cas de véhicules dont les régimes moteurs ne permettent pas d'obtenir des gai 10 d'échappement avec une température élevée.

Claims (10)

REVENDICATIONS
1. Procédé de post injection de gazole pour la régénération d'un dispositif de 5 filtration des gaz d'échappement produits par un moteur diesel, ce procédé étant du type de ceux dans lesquels des particules après être passées sur un catalyseur d'oxydation, sont retenues sur un moyen de filtration dudit dispositif de filtration, caractérisé en ce qu'il consiste à injecter du gazole, en amont du catalyseur, à partir d'un injecteur et de l'air comprimé pour le pulvériser dans les gaz d'échappement et 10 augmenter leurs températures de manière à accélérer la vitesse d'oxydation desdites particules de façon à régénérer le dispositif de filtration.
2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il consiste également à: - mesurer une température Om en amont du catalyseur d'oxydation.
- comparer Om à une température Or correspondant à la température à laquelle la combustion du gazole, en présence du catalyseur de combustion, est complète, - _si m est supérieure ou égale à Or, déclencher une post-injection de 20 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 25 également à: - mesurer une pression Pm en amont du système de filtration par une sonde (3), ladite pression Pm reflétant le degré d'obstruction du moyen de filtration (5) par les particules, - mesurer la température 0m, - comparer ladite pression Pm à une pression Pr de référence correspondant au degré d'obstruction maximal acceptable, - si Pm est supérieure ou égale à la pression Pr, comparer Om à Or, - si 0m est supérieure ou égale à Or, déclencher la post-injection de gazole.
4. Dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé de post injection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un injecteur électromagnétique, disposé sur un porte-injecteur et situé géographiquement à bonne distance du système d'échappement pour ne pas subir de détérioration thermique, pour injecter du gazole et le véhiculer à travers un capillaire (12) jusqu'au collecteur d'échappement (1) pour être pulvérisé par de l'air comprimé circulant dans le tube (13)
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de post-injection comporte une électrovanne d'air supplémentaire (16) pour pouvoir effectuer le rinçage du capillaire après la fin d'injection en maintenant pendant quelques secondes un débit d'air dans celui-ci.
6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de post-injection comporte un orifice calibré (18) permettant d'amener en continu un débit d'air en mélange avec le gazole à l'entrée du capillaire de manière à réaliser une émulsion et d'en assurer en plus la fonction rinçage en maintenant quelques secondes 15 après la fermeture un débit d'air dans l'ensemble.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un catalyseur d'oxydation (4), un moyen de filtration (5) desdits gaz d'échappement en aval dudit moyen de catalyse d'oxydation, un moyen d'injection de 20 gazole en amont dudit catalyseur d'oxydation, des moyens de mesure de la température et de la pression en amont du catalyseur, et un calculateur pour piloter à partir des informations température et pression les injections de gazole pour obtenir l'augmentation de température recherchée.
8. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que l'injecteur électromagnétique (9) utilisé est alimenté en gazole par l'intermédiaire d'un conduit (11) le reliant au conduit d'alimentation de la pompe à injection mécanique (24) du moteur.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une sonde de température (2), placée à l'entrée (1) du système de filtration, servant à mesurer la température 0m en son sein, et au moins une sonde de pression (3), placée à l'entrée (1) du système de filtration servant à mesurer la pression Pm en son sein.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un boîtier électronique de commande (8) est relié à ladite sonde de température (2) et à ladite sonde de pression (3), compare les valeurs 0m et éventuellement Pm mesurées respectivement avec les valeurs de références 0r et éventuellement Pr, et déclenche 5 l'injection de gazole dans le conduit d'échappement (1), par l'intermédiaire dudit système d'injection, lorsque les mesures 0m et éventuellement Pm sont supérieures ou égales aux valeurs de référence 0r et éventuellement Pr.
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