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FR2902139A1 - Procede de mise en place en oeuvre d'un catalyseur a reduction catalytique selective et installation de gaz d'echappement - Google Patents

Procede de mise en place en oeuvre d'un catalyseur a reduction catalytique selective et installation de gaz d'echappement Download PDF

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FR2902139A1
FR2902139A1 FR0755739A FR0755739A FR2902139A1 FR 2902139 A1 FR2902139 A1 FR 2902139A1 FR 0755739 A FR0755739 A FR 0755739A FR 0755739 A FR0755739 A FR 0755739A FR 2902139 A1 FR2902139 A1 FR 2902139A1
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Jorn Bullert
Stefan Wendenburg
Martina Gottschling
Arne Bromer
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Volkswagen AG
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Abstract

Dans une installation (12) de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne (10), au moins deux étages catalytiques à RCS (16a, 16b) sont respectivement appropriés pour accumuler, au moins partiellement, un agent réducteur chimique, et pour réduire avec sa participation des oxydes d'azote NOx des gaz d'échappement, l'agent réducteur ou un progéniteur de celui-ci étant amené dans les gaz d'échappement en amont du dispositif (16).On utilise une capacité d'accumulation du premier étage (16a) dans le sens d'écoulement comme grandeur de dimensionnement pour une quantité de l'agent réducteur amené ou de son progéniteur. On évite ainsi une fuite d'agent réducteur, notamment de NH3, à travers le dispositif (16).

Description

L'invention concerne un procédé de mise en œuvre d'un catalyseur
disposé dans une installation de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, notamment d'un moteur diesel, lequel catalyseur fonctionne selon le procédé à RCS (RCS = Réduction Catalytique Sélective). Dans ce procédé, des oxydes d'azote (NO,) contenus dans les gaz d'échappement du moteur à combustion interne sont réduits avec la participation d'un agent réducteur chimique qui est accumulé dans le catalyseur de réduction. L'invention concerne en outre une installation de gaz d'échappement appropriée pour la mise en oeuvre du procédé. Outre du monoxyde de carbone (CO) et des hydrocarbures (HC), des oxydes d'azote (NOx) font notamment partie des matières nocives primaires directement émises nuisibles à l'environnement, qui sont engendrées lors du fonctionnement de moteurs à combustion interne, notamment de moteurs Diesel. Une utilisation de catalyseurs à trois voies, tels que ceux qui sont utilisés dans des moteurs Otto réglés à 1 = 1, n'est pas possible en raison de l'excédent d'oxygène dans les gaz d'échappement très pauvres de moteurs Diesel. C'est la raison pour laquelle un catalyseur à RCS fonctionnant de façon sélective a été développé pour la réduction de l'émission d'oxydes d'azote de moteurs Diesel, lequel réduit des oxydes d'azote (NO,) en N2 et en H2O avec un agent réducteur amené. L'agent réducteur est en l'occurrence ajouté directement aux gaz d'échappement, ou il est ajouté un progéniteur chimique de l'agent réducteur qui ne libère l'agent réducteur que dans l'installation de gaz d'échappement. De l'ammoniac (NH3), qui est ajouté aux gaz d'échappement à l'état de gaz ou de solution aqueuse, sert notamment en tant qu'agent réducteur. En raison de la manipulation non inoffensive de NH3, de l'urée à l'état de solution aqueuse ou de matière solide est habituellement utilisée de nos jours en tant que progéniteur chimique. La fission thermohydrolitique d'urée libérant du NH3 a lieu sous l'effet de la chaleur du flux de gaz d'échappement ou du catalyseur, ou dans un évaporateur ou un réacteur. Des catalyseurs à RCS disposent d'une capacité d'accumulation dépendant de la température pour l'agent réducteur (NH3), la dépendance par rapport à la température étant particulièrement marquée à basses températures du catalyseur. Par ailleurs, le degré de conversion de NO, de catalyseurs à RCS augmente avec le niveau de chargement en NH3. C'est la raison pour laquelle il est recherché, notamment à basses températures, de maintenir le niveau de chargement en NH3 aussi proche que possible du niveau de chargement maximal possible (dépendant de la température). Le respect d'une marge de sécurité par rapport au niveau de chargement maximal est en l'occurrence usuel afin de réduire le risque d'une fuite d'agent réducteur. Des procédés correspondants et des installations à RCS sont connus par les publications DE 199 22 959 Al, DE 100 38 741 Al et DE 102 51 498 Al, qui concernent des problèmes d'amenée et de libération de l'agent réducteur dans les gaz d'échappement. La publication DE 199 22 959 Al révèle en outre un catalyseur à RCS avec deux étages catalytiques à RCS adjacents couplés en série, comportant différentes capacités d'accumulation de NH3 pour l'obtention d'une réduction de NO, aussi complète que possible. Lors de l'utilisation de catalyseurs à RCS, des situations de fonctionnement sont problématiques, qui - partant notamment d'une basse température de gaz d'échappement - sont exposées à de fortes hausses de température, ce qui est notamment le cas lors de forts à- coups de charge. Ceux-ci peuvent conduire à une libération incontrôlée de NH3 accumulé dans le catalyseur à RCS, qui sort du tuyau de gaz d'échappement à l'état non converti. De telles situations de fonctionnement peuvent également intervenir s'il existe une demande de régénération d'un filtre à particules prévu en amont ou en aval du catalyseur à RCS, ou lorsqu'une mesure de chauffage a lieu pour le chauffage d'un catalyseur non encore prêt à fonctionner lors d'un démarrage à froid du moteur. Dans les deux cas, des mesures sont prises du côté du moteur pour augmenter la température des gaz d'échappement, qui peuvent conduire à la fuite de NH3 décrite. Des processus fortement exothermiques intervenant lors de la régénération du filtre à particules ou lors de processus de conversion catalytique, peuvent également conduire à une désorption indésirable de NH3. Ces situations de fonctionnement sont d'autant plus critiques si, pour la garantie d'un bon degré de conversion de NON, le niveau de chargement en agent réducteur du catalyseur à RCS est réglé au niveau maximal possible dépendant de la température - (voir ci-dessus). Afin d'éviter des percées indésirables de NH3, il est connu de calculer aussi exactement que possible par l'intermédiaire de modèles de dosage la quantité d'agent réducteur nécessaire en fonction de la quantité de NO, à convertir, et de l'amener de façon adaptée. A cet effet, un dosage légèrement sous-stoechiométrique est fréquemment effectué à titre de sécurité, ce qui n'assure cependant plus une conversion complète des NON. Une autre solution prévoit l'utilisation de catalyseurs d'oxydation contenant des métaux précieux en tant que catalyseurs de blocage, lesquels sont disposés en aval du catalyseur à RCS, et convertissent des percées de NH3 intervenant. Cela est cependant associé à des surcoûts et à un encombrement plus important. Par ailleurs, contrairement à la productivité, des NO, sont à nouveau engendrés lors de la conversion de NH3 au niveau du catalyseur d'oxydation disposé en aval ce qui, d'une part est indésirable, et d'autre part fausse l'établissement du bilan de la conversion de NO, du catalyseur à RCS, si celle-ci est déterminée par un détecteur de NO, placé en aval.
L'objectif de l'invention consiste à mettre à disposition un procédé alternatif pour le fonctionnement d'un catalyseur à RCS, avec lequel une fuite indésirable de l'agent réducteur accumulé est empêchée, et qui ne présente pas les inconvénients des solutions connues. Il doit en outre être proposé une installation de gaz d'échappement appropriée pour la mise en œuvre du procédé. Cet objectif est atteint par un procédé, ainsi que par une installation de gaz d'échappement, présentant les particularités décrites ci-après. Selon l'invention, est utilisé un dispositif catalytique à RCS comportant au moins deux étages catalytiques à RCS couplés en série (à un certain écartement l'un de l'autre ou adjacents), qui sont respectivement appropriés pour accumuler, au moins partiellement, un agent réducteur chimique, notamment de l'ammoniac NH3, et pour réduire avec celui-ci des oxydes d'azote NO, des gaz d'échappement. L'invention prévoit en l'occurrence d'utiliser uniquement une capacité d'accumulation absolue du premier étage catalytique à RCS dans le sens de l'écoulement en tant que grandeur de dimensionnement pour une quantité de l'agent réducteur ou de son progéniteur, amené en amont du premier étage catalytique à RCS. Du point de vue technique de commande, la capacité d'accumulation absolue du premier étage catalytique à RCS sert par conséquent de grandeur de guidage pour le dosage de l'agent réducteur dans l'installation de gaz d'échappement. Moyennant la non-prise en compte de la capacité d'accumulation du deuxième étage catalytique à RCS (en aval), il est obtenu que le deuxième étage catalytique à RCS soit entièrement disponible pour intercepter des percées de NH3 intervenant éventuellement dans le premier étage catalytique à RCS (en amont). A cet effet, la capacité d'accumulation absolue du deuxième étage catalytique à RCS est de préférence dimensionnée de telle sorte qu'elle soit idéalement en mesure d'accumuler entièrement la fuite de NH3 sortant du premier étage, et de la consommer lors de la réduction catalytique de NO,. Il est ainsi possible de supprimer pratiquement entièrement des émissions indésirables de l'agent réducteur. Selon la présente invention, le catalyseur d'oxydation connu d'après l'état de la technique, placé en aval du catalyseur à RCS en tant que catalyseur de blocage, est par conséquent remplacé par le deuxième étage à RCS, ce qui offre d'une part un avantage du point de vue coût, et empêche d'autre part la conversion indésirable de NH3 en NON, qui a lieu au niveau du catalyseur d'oxydation. Dans le cadre de la présente invention, il convient en l'occurrence d'entendre par "capacité d'accumulation absolue" une quantité maximale d'agent réducteur (par exemple en g ou en mol) pouvant être accumulée dans le catalyseur à RCS ou l'étage catalytique à RCS, alors que la "capacité d'accumulation relative" signifie une quantité d'agent réducteur (par exemple en g/ml ou en mol/ml) pouvant être accumulée, rapportée au volume du catalyseur. L'amenée de l'agent réducteur peut en principe avoir lieu par intervalles ou en continu. Dans un agencement préféré de l'invention, une quantité de l'agent réducteur amené est dimensionnée et amenée de telle sorte qu'un niveau de chargement du premier étage catalytique à RCS se situe entre un seuil de chargement inférieur prédéterminé et un seuil de chargement supérieur prédéterminé. Le seuil de chargement supérieur prédéterminé correspond de préférence à la capacité d'accumulation absolue du premier étage catalytique à RCS, déduction faite d'une marge de sécurité. La marge de sécurité peut par exemple être choisie de telle sorte qu'elle corresponde à 20 %, notamment à 10 %, voire même à 5 %, de la capacité d'accumulation absolue du premier étage catalytique à RCS. Une indication globalement valable du seuil de chargement supérieur ou de la marge de sécurité n'est cependant pas possible, car elle dépend fortement de la conception du système d'ensemble, et notamment de valeurs d'émission tolérables. Grâce au deuxième étage placé en aval, il est cependant en principe possible de choisir une marge de sécurité plus faible que ce qui est usuel d'après l'état de la technique. Si un détecteur de gaz sensible au NH3 (voir ci-après) est prévu entre les deux étages catalytiques à RCS, la marge de sécurité peut être choisie de façon particulièrement faible, sans pour autant risquer des émissions indésirables d'agent réducteur. Le chargement aussi élevé que possible du premier étage offre l'avantage, d'une part de pouvoir utiliser la pleine capacité du premier étage, et d'autre part de maintenir la pleine capacité tampon du deuxième étage. Selon un agencement avantageux de l'invention, il peut être recherché que le premier étage catalytique à RCS soit toujours chargé en agent réducteur jusqu'au seuil de chargement supérieur indiqué. Etant donné que la capacité d'accumulation du premier étage catalytique à RCS dépend, entre autres, de la température du catalyseur, le niveau de chargement recherché en agent réducteur du premier étage catalytique à RCS et/ou les seuils de chargement supérieur et/ou inférieur du premier étage catalytique à RCS, sont de préférence prédéterminés en fonction d'une température du catalyseur ou des gaz d'échappement. A cet effet, la capacité d'accumulation absolue du premier étage catalytique à RCS peut de préférence être tirée de champs caractéristiques dépendant de la température, des réductions de la capacité d'accumulation dues à un vieillissement pouvant également être prises en considération. Un autre agencement avantageux prévoit de doser la quantité d'agent réducteur en fonction d'une masse d'air aspirée, d'une masse de carburant prédéterminée par la commande du moteur et/ou d'une concentration en NOx modélisée ou mesurée (avec un détecteur de NON) dans les gaz d'échappement, et de l'amener dans cet esprit plus ou moins en continu. Chacune de ces grandeurs est liée à une certaine erreur de mesure ou de définition. Cela s'applique également au dosage même, et au degré d'action pour le traitement de l'agent réducteur (thermohydrolyse). Outre ces erreurs ou incertitudes, il convient également de tenir encore compte d'effets de vieillissement de l'étage catalytique à RCS lors du dosage de l'agent réducteur. Le volume du deuxième étage catalytique à RCS (placé en aval) est de préférence inférieur à celui du premier étage catalytique à RCS placé en amont, notamment pour des raisons d'encombrement. Une capacité d'accumulation relative (à savoir rapportée au volume du catalyseur) d'agent réducteur (notamment de NH3), qui est plus importante que celle du premier étage catalytique à RCS, s'est en l'occurrence avérée avantageuse. Cela peut par exemple être obtenu par une densité de chargement plus élevée du support de catalyseur en emplacements d'accumulation, à savoir avec le revêtement (washcoat) responsable de l'accumulation de l'agent réducteur. Malgré son volume plus faible, le deuxième étage est ainsi en mesure d'accumuler et de convertir une quantité relativement importante d'agent réducteur (par exemple de NH3), et ce également dans des conditions dans lesquelles une désorption d'agents réducteurs a déjà lieu dans le premier étage. La capacité d'accumulation (absolue) du deuxième étage catalytique à RCS peut cependant être plus faible que celle du premier étage placé en amont, car la probabilité d'une désorption complète d'agent réducteur du premier étage est faible. La capacité d'accumulation absolue du deuxième étage catalytique à RCS peut par exemple correspondre au maximum à 80 % de la capacité d'accumulation du premier étage catalytique à RCS, notamment au maximum à 60 %, de préférence au maximum à 50 %. Ici également, la grandeur ou la capacité d'accumulation absolue du deuxième étage à RCS ne peut pas être indiquée de façon globalement valable, car cette capacité dépend également fortement de la conception du système d'ensemble, d'émissions finales tolérables, de la stratégie de dosage utilisée et d'autres facteurs. Selon un agencement particulièrement préféré de l'invention, le niveau de chargement réel (RM a) en agent réducteur du dispositif catalytique à RCS, notamment du premier étage catalytique à RCS, est déterminé en continu. Cela est de préférence effectué par la détermination de la quantité cumulée d'agent réducteur (RM_ES) accumulée dans le dispositif catalytique à RCS, et la soustraction de la quantité d'agent réducteur (RM_EN0x) cumulée, consommée par la conversion de NON du dispositif catalytique à RCS, de la quantité d'agent réducteur accumulée, d'après l'équation RMa = RM_ES - RM_ENOx. Pour la détermination de la quantité cumulée d'agent réducteur RM_ES accumulée dans le dispositif catalytique à RCS, la quantité amenée d'agent réducteur est intégrée dans le temps (à savoir que RM_ES = RM ED, dans laquelle RE ED signifie l'agent réducteur intégré ajouté par dosage), une capacité d'accumulation dépendant de la température du dispositif catalytique à RCS pouvant être prise en compte. Dans le cas d'une percée de NH3 du premier étage, par exemple en raison d'une soudaine variation de température, la quantité cumulée d'agent réducteur RMES accumulée dans le premier étage est de préférence corrigée par l'intermédiaire de la conversion de NON du deuxième étage.
La percée de NH3 peut être mesurée au moyen d'un détecteur sensible au NH3 disposé entre les deux étages à RCS, qui peut être, soit un détecteur de NH3, soit un détecteur de NON. Des détecteurs de NON présentent en effet une sensibilité transversale au NH3, ce qui permet de déterminer la concentration en NH3 dans les gaz d'échappement par l'intermédiaire de contrôles de plausibilité appropriés, qui permettent une différentiation entre les NO, et le NH3. Une réaction du détecteur à une modification de la quantité d'agent réducteur ajoutée par dosage peut par exemple permettre une telle différentiation. L'établissement du bilan de la conversion de NO, du dispositif catalytique à RCS pour la détermination de la quantité d'agent réducteur consommé RIvLENOx, à savoir la comparaison de la teneur en NON des gaz d'échappement en amont et en aval du dispositif, peut être modélisé par calcul ou par l'utilisation, notamment de champs caractéristiques dépendant de la température, ou mesuré au moyen de détecteurs de NON disposés en amont et/ou en aval du dispositif catalytique à RCS ou entre les différents étages. Il est par exemple possible de modéliser l'émission brute de NON en amont du dispositif catalytique à RCS, et de mesurer la teneur en NON en aval du dispositif catalytique à RCS et/ou entre les deux étages à RCS au moyen d'un détecteur de NON, ou inversement. Le bilan de la conversion de NO, par l'intermédiaire du premier et du deuxième étage catalytique à RCS est de préférence établi en commun, à savoir que les deux étages sont considérés comme un seul catalyseur à RCS. Un autre aspect de la présente invention concerne une installation de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne, comportant un dispositif catalytique à RCS doté d'au moins deux étages catalytiques à RCS espacés l'un de l'autre ou adjacents couplés en série, qui sont respectivement appropriés pour accumuler, au moins partiellement, un agent réducteur chimique, et pour réduire avec sa participation des oxydes d'azote NO, des gaz d'échappement, l'agent réducteur chimique ou un progéniteur de celui-ci étant amené dans les gaz d'échappement du moteur à combustion interne en amont du dispositif catalytique à RCS. L'installation dispose d'un algorithme de programmation, qui peut notamment être mémorisé dans une commande de moteur, pour le fonctionnement du dispositif catalytique à RCS de l'installation de gaz d'échappement selon le procédé décrit ci-dessus.
D'autres agencements avantageux de l'invention sont décrits ci-après. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre à titre d'exemple, lorsque prise en relation avec les dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une représentation schématique d'un moteur à combustion interne avec une installation d'épuration de gaz d'échappement disposée en aval, selon un premier agencement de l'invention ; et la figure 2 est une représentation schématique d'un moteur à combustion interne avec une installation d'épuration de gaz d'échappement disposée en aval, selon un deuxième agencement de l'invention. La figure 1 représente un moteur à combustion interne 10, qui est en l'occurrence notamment un moteur Diesel. Les gaz d'échappement provenant du moteur à combustion interne 10 sont dirigés vers une installation de gaz 25 d'échappement, dont l'ensemble est identifié par 12. L'installation 12 de gaz d'échappement comporte un tuyau 14 de gaz d'échappement, qui contient différents composants pour le post-traitement des gaz d'échappement. Le tuyau 14 de gaz d'échappement contient notamment un 30 dispositif catalytique à RCS 16 qui, dans l'exemple représenté, comporte deux étages, à savoir un premier étage catalytique à RCS 16a dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement, ainsi qu'un deuxième étage catalytique à RCS 16b espacé de celui-ci, placé en aval. En ce qui 35 concerne les deux étages catalytiques à RCS 16a, 16b, il s'agit de catalyseurs à réduction sélective qui, avec la 20 participation d'un agent réducteur, ici de l'ammoniac (NH3), convertissent des oxydes d'azote (NO,) des gaz d'échappement en N2 et en H2O. Selon le mode de réalisation représenté, le volume catalytique du deuxième étage catalytique à RCS 16b placé en aval est nettement inférieur à celui du premier étage 16a. Par ailleurs, la capacité d'accumulation relative de NH3 (rapportée au volume) du deuxième étage catalytique à RCS (16b) est cependant plus importante que celle du premier étage catalytique à RCS (16a), ce qui conduit néanmoins à une capacité d'accumulation absolue de NH3 du deuxième étage catalytique à RCS 16b relativement importante, qui correspond par exemple à environ 50 de la capacité d'accumulation de NH3 du premier étage 16a.
L'agent réducteur NH3 est de préférence injecté dans le tuyau 14 de gaz d'échappement sous la forme d'une solution aqueuse d'urée en tant que progéniteur chimique pour l'ammoniac, par l'intermédiaire d'une unité de dosage 18 qui est reliée à un récipient de réserve, non représenté ici, pour la solution aqueuse d'urée. La solution d'urée arrive dans un évaporateur 20 pouvant être chauffé, où le NH3 est libéré par voie de thermolyse et d'hydrolyse de l'acide isocyanique généré. L'évaporateur 20 optionnel est avantageux, car la cinétique de la réaction de décomposition d'urée est très lente à basses températures, et qu'il y a lieu de s'attendre à la formation de produits de polymérisation indésirables. Le NH3 ainsi généré est accumulé dans le catalyseur à RCS 16, notamment dans le premier étage 16a.
Au lieu d'une solution d'urée, il est également possible d'utiliser de l'urée à l'état solide (par exemple sous la forme de pellets ou de prills), qui est traitée par voie mécanique ou thermique. Un traitement thermique implique un réacteur, qui peut être disposé à l'extérieur ou à l'intérieur de l'installation 12 de gaz d'échappement. Il est en principe également possible d'injecter du NH3 gazeux ou une solution aqueuse ammoniacale dans l'installation 12 de gaz d'échappement. En raison de la manipulation problématique de NH3, ainsi que de ses propriétés toxiques, l'utilisation d'un progéniteur de fission de NH3 est cependant préférée. Un catalyseur d'oxydation 22, qui procède à une conversion de monoxyde de carbone (CO) et d'hydrocarbures (HC), est disposé dans le tuyau 14 de gaz d'échappement en amont du dispositif catalytique à RCS 16. La disposition du catalyseur d'oxydation 22 en amont du catalyseur à RCS 16 est particulièrement avantageuse, car cela améliore nettement l'activité du dispositif catalytique à RCS 16, notamment dans la plage de basses températures. Dans ce contexte, il est optimal qu'une proportion de NO2 d'environ 50 %, rapportée à l'ensemble des oxydes d'azote NON, soit engendrée par l'oxydation de NO, en aval du catalyseur d'oxydation 22. En outre, le catalyseur d'oxydation 22 placé en amont évite une désactivation du catalyseur à RCS 16 due à des émissions accrues d'HC, qui sont notamment caractéristiques à basses températures. Un filtre à particules 24, qui filtre des particules de carbone des gaz d'échappement, et qui est régénéré thermiquement de temps en temps, peut par ailleurs être disposé en aval du dispositif catalytique à RCS 16. L'ordre chronologique et l'agencement des composants individuels de l'installation 12 de gaz d'échappement peuvent être différents de ceux représentés ici. Le filtre à particules 24 peut par exemple être disposé en amont du dispositif catalytique à RCS 16, ou un filtre à particules à catalyseur d'oxydation intégré peut être disposé en amont du catalyseur à RCS 16. Le tuyau 14 de gaz d'échappement contient en outre une série de détecteurs. C'est ainsi que, dans le cas d'un moteur Otto, une sonde lambda 26 peut être disposée dans une position proche du moteur, qui, de la manière connue, sert à la régulation lambda du moteur à combustion interne 10. Dans l'exemple représenté, un détecteur de NOx 28 est en outre disposé en aval du dispositif catalytique à RCS 16, lequel mesure la teneur en NO, des gaz d'échappement en aval du dispositif catalytique à RCS 16. En option, il peut être prévu un autre détecteur de NO, 28' entre les étages catalytiques à RCS 16a, 16b, et/ou un autre détecteur de NO, 30 en amont du dispositif catalytique de réduction 16. Les détecteurs de NO, disposent en principe d'une sensibilité transversale au NH3, à savoir que le signal délivré par le détecteur de NO, dépend, aussi bien de la teneur en NO, des gaz d'échappement que de la teneur en NH3. Moyennant l'utilisation de contrôles de plausibilité appropriés, l'intensité du signal peut être imputée à des NO, ou à du NH3. C'est ainsi qu'il est par exemple possible de vérifier comment le signal se comporte en réponse à un ajout dosé modifié de NH3 (à teneur constante en NOx). Outre la concentration en NO,, il est ainsi possible de détecter le cas échéant également la concentration en NH3 des gaz d'échappement au moyen des détecteurs de NOx 28, 28' et 30. En variante, des détecteurs de NH3 peuvent également être prévus au lieu ou en plus des détecteurs de NOx 28, 28' et 30. L'alimentation en air du moteur à combustion interne 10 est effectuée par l'intermédiaire d'un tuyau d'aspiration 32, dans lequel est disposée une vanne papillon 34 réglable. Les signaux des détecteurs de gaz 26, 28, 28', 30, ainsi que d'autres capteurs éventuellement prévus, tels que des capteurs de température ou d'autres sondes lambda, par exemple, sont transmis à une commande de moteur 36.
Différents paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne 10, par exemple la vitesse de rotation du moteur, la température de l'agent de refroidissement ou une valeur de pédale de la pédale d'accélération, sont en outre lus par la commande de moteur 36. Des lignes de signalisation correspondantes sont en l'occurrence représentées par des lignes en traits pointillés. En fonction des paramètres entrants, la commande de moteur 36 commande le régime du moteur 10, par exemple des quantités d'injection de carburant et des moments d'injection, la position de la vanne papillon 34, ainsi que l'unité de dosage 18 d'agent réducteur (des lignes de commande correspondantes sont illustrées par des flèches continues). La commande de moteur 36 comporte une unité de commande 38, qui commande le fonctionnement de l'unité catalytique à RCS 16 de la manière décrite ci-après. A cet effet, l'unité de commande 38 comporte un algorithme de programmation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, ainsi que des champs caractéristiques nécessaires à cela.
L'installation représentée à la figure 2 se distingue de celle illustrée à la figure 1 par le fait que le premier étage catalytique à RCS 16a, et le deuxième étage catalytique à RCS 16b placé en aval, sont adjacents, à savoir disposés sans écartement l'un par rapport à l'autre. Cela peut être réalisé par deux supports séparés de catalyseur. En variante, le dispositif catalytique à RCS 16 peut cependant être constitué d'un seul support de catalyseur, qui porte dans sa zone avant un autre revêtement que dans sa zone arrière, moyen par lequel sont formés les étages catalytiques à RCS 16a et 16b. Les autres éléments de la figure 2 sont identifiés par les mêmes références numériques qu'à la figure 1, et ne font par conséquent pas l'objet d'une nouvelle explication. L'algorithme de programmation mémorisé dans l'unité de commande 38 commande le dispositif catalytique à RCS 16, et notamment l'unité d'amenée 18 d'agent réducteur, de la manière décrite ci-après. Selon l'invention, seule la capacité d'accumulation absolue du premier étage catalytique à RCS 16a sert de base en tant que grandeur pilote pour la quantité de NH3 à injecter dans l'installation de gaz d'échappement. La quantité de NH3 est notamment dosée de telle sorte qu'une quantité de NH3 accumulée soit réglée dans l'ensemble du dispositif catalytique à RCS 16, qui correspond sensiblement à la capacité d'accumulation absolue du premier étage catalytique à RCS 16a, déduction faite d'une marge de sécurité prédéterminée. A cet effet, le niveau de chargement en NH3 du premier étage catalytique à RCS 16a est de préférence réglé sur une valeur comprise entre un seuil de chargement inférieur et un seuil de chargementsupérieur, les deux seuils étant prédéterminés en fonction d'une température mesurée ou modélisée de l'étage catalytique à RCS 16a. Pour la commande de l'ajout par dosage d'urée ou de NH3, le bilan de la quantité de NH3 réellement accumulée dans le premier étage catalytique à RCS 16a, à savoir le niveau de chargement réel en NH3, est établi en continu. Cela est en principe effectué par la détermination de la quantité cumulée de NH3 (en g ou en mol) accumulée dans l'étage à RCS 16a, la détermination de la quantité cumulée de NH3 (en g ou en mol) consommée par la conversion de NON, et finalement par la soustraction de la quantité consommée de la quantité accumulée de NH3, selon l'équation RM a = RM ES - RM ENOx dans laquelle RMa signifie le niveau de chargement réel en NH3 du premier étage catalytique à RCS 16a, RMES la quantité cumulée de NH3 stockée dans le premier étage catalytique à RCS 16a, et RMENOx la quantité de NH3 consommée par la conversion de NO,. Pour la détermination de la quantité cumulée RM_ES de NH3 accumulée, l'alimentation en NH3 effectuée par l'unité d'amenée 18 est déterminée par une intégration dans le temps, et la supposition d'une accumulation quantitative dans le catalyseur à RCS 16. La masse de NH3 accumulée peut être déterminée de façon encore plus précise par la prise en considération supplémentaire du taux d'accumulation dépendant de la température dans l'accumulateur de NH3 du premier étage catalytique à RCS 16a, à savoir par le bilan de la quantité de NH3 ajoutée par dosage par rapport à la quantité non stockée, des effets de vieillissement de l'étage catalytique à RCS 16a pouvant également être pris en considération à l'aide de grandeurs de correction. Lors de l'apparition d'une désorption de NH3 du premier étage 16a (fuite de NH3), qui peut par exemple être détectée par le détecteur 28', la quantité de chargement du premier étage est corrigée de façon correspondante.
La consommation de la masse RM ENOx de NH3 accumulée est en outre définie par l'intermédiaire de la conversion de NOx dans l'ensemble du dispositif catalytique à RCS 16. L'établissement du bilan de la conversion de NO, dans le dispositif catalytique à RCS 16 est effectué par la comparaison entre la teneur en NOx en amont et en aval du dispositif catalytique 16, qui est mesurée par les détecteurs de NOx 28, 30, ou qui peut être modélisée moyennant l'utilisation de modèles de calcul appropriés. La teneur en NOx en amont du premier étage catalytique à RCS 16a peut par exemple être déterminée en tant qu'émission brute de NOx à partir de champs caractéristiques mémorisés, en fonction d'un point de fonctionnement réel du moteur à combustion interne 10, ou détectée par mesure directe au moyen du détecteur de NOx 30, et la teneur en NOx en aval du deuxième étage catalytique â RCS 16b peut être mesurée avec le détecteur de NOx 28. En variante, la consommation de la masse accumulée de NH3 peut être déterminée par l'intermédiaire de la conversion de NO, du seul premier étage à RCS 16a, le détecteur 28' sensible au NH3 prévu entre les étages 16a et 16b étant notamment judicieux à cet effet. Une amélioration de la précision de l'établissement du bilan de conversion est obtenue dès lors qu'il est tenu compte d'éventuels processus d'adsorption de NO, et de désorption de NO, dans le catalyseur à RCS 16 ou dans le premier étage catalytique à RCS 16a. Le niveau de chargement découle finalement de la différence entre la quantité cumulée RM_ES de NH3 accumulée dans le premier étage à RCS 16a, et la masse cumulée RM ENOx de NH3 ainsi déterminée selon l'équation précitée, consommée par la conversion de NOS. Le niveau de chargement réel RMa de NH3 ainsi déterminé du dispositif catalytique à RCS 16 est mémorisé dans l'unité de commande 38, même après la coupure du moteur à combustion interne 10, et sert de grandeur d'entrée pour l'établissement du bilan lors du démarrage suivant du moteur. Dans la mesure où les détecteurs de NOS 28, 28' et 30 n'ont pas encore atteint leur température de travail, et par conséquent leur disponibilité de système, ce qui est notamment le cas après un démarrage à froid lorsque des mesures de chauffage du moteur sont demandées, la détermination du niveau de chargement du dispositif catalytique à RCS 16 jusqu'à l'atteinte de la disponibilité de système des détecteurs de NOS 28, 30 est effectuée par modélisation, une courbe caractéristique de conversion dépendant de la température étant utilisée à cet effet. Si une fuite de NH3 a lieu dans le premier étage 16a, la quantité désorbée de NH3 est pratiquement entièrement accumulée dans le deuxième étage 16b, notamment par la capacité d'accumulation élevée de NH3 de celui-ci, et convertie par les oxydes d'azote des gaz d'échappement. Une émission d'ammoniac non converti peut ainsi être pratiquement entièrement évitée. Une amélioration du procédé peut être obtenue par le fait que, lors de la détection d'une sortie de NH3 du premier étage catalytique à RCS 16a, l'amenée de NH3 par le dispositif d'amenée 18 est réduite ou désactivée au moyen du détecteur de gaz 28' sensible au NH3 intercalé. Dans ce cas, il peut être prévu de façon supplémentaire d'adapter le modèle de dosage pour l'amenée d'agent réducteur, afin d'éviter de futures percées de NH3. Cela peut par exemple être nécessaire dès lors que la capacité d'accumulation de NH3 est réduite en raison d'effets de vieillissement, ce qui implique une réduction correspondante des seuils de chargement.
Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit ni du domaine de l'invention.
Liste des références numériques
10 Moteur à combustion interne 12 Installation de gaz d'échappement 14 Tuyau de gaz d'échappement 16 Dispositif catalytique à RCS 16a Premier étage catalytique à RCS 16b Deuxième étage catalytique à RCS 18 Unité d'amenée 10 20 Evaporateur 22 Catalyseur d'oxydation 24 Filtre à particules 26 Sonde lambda 28 Détecteur de NOX 15 28' Détecteur de NOX 30 Détecteur de NO332 Tuyau d'aspiration 34 Vanne papillon 36 Commande de moteur 20 38 Unité de commande

Claims (13)

REVENDICATIONS
1. Procédé de mise en œuvre d'un dispositif catalytique à RCS (16) disposé dans une installation (12) de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne {10), comportant au moins deux étages catalytiques à RCS (16a, 16b) placés à un certain écartement l'un de l'autre ou adjacents couplés en série, qui sont respectivement appropriés pour accumuler, au moins partiellement, un agent réducteur chimique, et pour réduire avec sa participation des oxydes d'azote NO, des gaz d'échappement, l'agent réducteur chimique ou un progéniteur de celui-ci étant amené dans les gaz d'échappement du moteur à combustion interne (10) en amont du dispositif catalytique à RCS (16), caractérisé en ce qu'une capacité d'accumulation du premier étage catalytique à RCS (16a) dans le sens d'écoulement est utilisée en tant que grandeur de dimensionnement pour une quantité de l'agent réducteur amené ou de son progéniteur.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amenée d'agent réducteur est commandée de telle sorte qu'un niveau de chargement du premier étage catalytique à RCS (16a) soit situé entre un seuil de chargement inférieur prédéterminé et un seuil de chargement supérieur prédéterminé, le seuil de chargement supérieur correspondant à la capacité d'accumulation absolue du premier étage catalytique à RCS (16a) déduction faite d'une marge de sécurité.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un niveau de chargement réel du premier étage catalytique à RCS (16a) et/ou le seuil de chargement inférieur et/ou le seuil de chargement supérieur, un seuil de chargement en agent réducteur du premier étage catalytique à RCS (16a) et/ou la marge de sécurité sont prédéterminés en fonction d'une température du catalyseur ou des gaz d'échappement.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un niveau de chargement réel en agent réducteur du dispositif catalytique à RCS (16), notamment du premier étage catalytique à RCS (16a), est déterminé en continu.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le niveau de chargement réel en agent réducteur du dispositif catalytique à RCS (16) est défini en tant que différence entre une quantité cumulée d'agent réducteur accumulée et une quantité d'agent réducteur consommée par la conversion de NO, par l'intermédiaire de l'ensemble du dispositif catalytique à RCS (16).
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'établissement du bilan de la conversion de NO, du premier et du deuxième étage catalytique à RCS (16a, 16b) est effectué en commun, une teneur en NO, des gaz d'échappement étant modélisée et/ou mesurée en amont et/ou en aval du dispositif catalytique à RCS (16).
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une sortie de l'agent réducteur du premier étage catalytique à RCS (16a) est détectée au moyen d'un détecteur de gaz sensible au NH3, notamment un détecteur de NH3 ou un détecteur de NON, disposé entre les étages catalytiques à RCS (16a, 16b).
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que, lors de la détection d'une sortie de l'agent réducteur du premier étage catalytique à RCS (16a), l'amenée de l'agent réducteur est réduite ou désactivée.
9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que, lors de la détection d'une sortie de l'agent réducteur du premier étage catalytique à RCS (16a), un modèle de dosage est adapté pour l'amenée de l'agent réducteur.
10. Procédé selon l'une des revendications 35 précédentes, caractérisé en ce que l'agent réducteur chimique est de l'ammoniac NH3, qui est généré en tant queprogéniteur à partir de l'urée ajoutée aux gaz d'échappement, ou ajouté directement aux gaz d'échappement.
11. Installation (12) de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne (10), avec un dispositif catalytique à RCS (16) comportant au moins deux étages catalytiques à RCS (16a, 16b) placés à un certain écartement l'un de l'autre ou adjacents couplés en série, qui sont respectivement appropriés pour accumuler, au moins partiellement, un agent réducteur chimique, et pour réduire avec sa participation des oxydes d'azote NO, des gaz d'échappement, l'agent réducteur chimique ou un progéniteur de celui-ci étant amené dans les gaz d'échappement du moteur à combustion interne (10) en amont du dispositif catalytique à RCS (16), caractérisée par un algorithme de programmation, notamment mémorisé dans une commande de moteur (36), pour le fonctionnement du dispositif catalytique à RCS {16) de l'installation (12) de gaz d'échappement d'après le procédé selon l'une des revendications 1 à 10.
12. Installation (12) de gaz d'échappement selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'une capacité d'accumulation relative du deuxième étage catalytique à RCS (16b) est plus importante que celle du premier étage catalytique à RCS (16a).
13. Installation (12) de gaz d'échappement selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce qu'un détecteur de NOx et/ou un détecteur sensible au NH3 (28, 30) est disposé dans l'une au moins des positions situées en amont du premier étage catalytique à RCS (16a), en aval du dernier étage catalytique à RCS (16b), et entre le premier et le dernier étage catalytique à RCS.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2932719A1 (fr) * 2008-06-24 2009-12-25 Renault Sas Dispositif de reduction des oxydes d'azote contenus dans les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
FR2952674A1 (fr) * 2009-11-17 2011-05-20 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de controle d'un systeme de traitement des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
US20120310507A1 (en) * 2009-12-23 2012-12-06 Theophil Auckenthaler Method and device for controlling an scr catalytic converter of a vehicle
WO2013178435A1 (fr) * 2012-06-02 2013-12-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Procédé pour faire fonctionner un dispositif de dosage d'agent de réduction d'un système de catalyseur scr et système de catalyseur scr correspondant
EP2899379A1 (fr) * 2014-01-23 2015-07-29 Delphi International Operations Luxembourg S.à r.l. méthode de contrôle d'un système à multiples réductions catalytiques sélectives
EP3351759A1 (fr) * 2017-01-24 2018-07-25 PSA Automobiles SA Procédé de correction d'un déficit d'ammoniac stocké dans un catalyseur d'un système de réduction catalytique sélective
FR3098126A1 (fr) 2019-07-01 2021-01-08 Psa Automobiles Sa Systeme de mesure dans des gaz d’echappement d’un gaz non oxyde formant des molecules collantes

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8555623B2 (en) 2008-04-18 2013-10-15 Honda Motor Co., Ltd. Exhaust purification apparatus for internal combustion engine
US8041498B2 (en) 2008-08-29 2011-10-18 GM Global Technology Operations LLC Lean nitrogen oxide emission control system and method
JP5232613B2 (ja) 2008-12-08 2013-07-10 三菱重工業株式会社 排ガス浄化装置
JP2011052612A (ja) * 2009-09-02 2011-03-17 Toyota Industries Corp 排気ガス浄化装置
JP5553629B2 (ja) * 2010-02-09 2014-07-16 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US9476338B2 (en) 2010-05-03 2016-10-25 Cummins Inc. Ammonia sensor control, with NOx feedback, of an SCR aftertreatment system
SE539382C2 (sv) * 2012-07-05 2017-09-05 Scania Cv Ab SCR-system och förfarande för att rena avgaser i ett SCR-system
DE102013003112B4 (de) * 2013-02-25 2017-06-14 Umicore Ag & Co. Kg SCR-Katalysator mit verbessertem NOx-Umsatz
EP2784281A1 (fr) * 2013-03-27 2014-10-01 Delphi International Operations Luxembourg S.à r.l. Procédé permettant de réguler les niveaux d'ammoniac dans des unités catalytiques
DE102013217169B4 (de) 2013-08-28 2022-09-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und System zur Abgasnachbehandlung
DE102014213890A1 (de) * 2014-07-16 2016-01-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Reduktionsmitteldosierung eines SCR-Katalysatorsystems sowie entsprechendes SCR-Katalysatorsystem
DE102015216656A1 (de) * 2015-09-01 2017-03-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer Abgasreinigungsanlage
DE102017218392A1 (de) 2017-10-13 2019-04-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Einrichtung zur Abgasnachbehandlung für eine Brennkraftmaschine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4203219A1 (de) * 1992-02-05 1993-08-12 Basf Ag Verfahren zur stickoxidminderung in abgasen durch gesteuerte nh(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)-zugabe
EP0775013B1 (fr) * 1994-08-10 1998-08-19 Siemens Aktiengesellschaft Procede de conversion catalytique d'oxydes d'azote contenus dans les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
DE19536571C2 (de) * 1995-09-29 1998-09-03 Siemens Ag Verfahren sowie Vorrichtung zur Dosierung der Eingabe eines Reduktionsmittels in den Abgas- oder Abluftstrom einer Verbrennungsanlage
WO1999050549A2 (fr) * 1998-03-30 1999-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Systeme moteur dote d'un moteur a combustion interne et procede de commande d'un moteur a combustion interne
DE19922959A1 (de) * 1999-05-19 2000-11-23 Daimler Chrysler Ag Abgasreinigungsanlage mit Stickoxidreduktion unter Reduktionsmittelzugabe
DE10038741A1 (de) * 2000-08-09 2002-02-21 Porsche Ag Verfahren und Vorrichtung zur Zuführung eines Reduktionsmittels in eine Katalysatoreinrichtung
DE10251498A1 (de) * 2002-11-04 2004-05-19 Universität Kaiserslautern Vorrichtung und Verfahren zur Dosierung und Förderung von trockenem Harnstoff, insbesondere bei der Durchführung des SCR-Verfahrens in Kraftfahrzeugen

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2932719A1 (fr) * 2008-06-24 2009-12-25 Renault Sas Dispositif de reduction des oxydes d'azote contenus dans les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
US9051865B2 (en) 2009-11-17 2015-06-09 Peugeot Citroen Automobilies SA. Method for controlling a system for the treatment of exhaust gases from an internal combustion engine
FR2952674A1 (fr) * 2009-11-17 2011-05-20 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de controle d'un systeme de traitement des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
WO2011061424A1 (fr) * 2009-11-17 2011-05-26 Peugeot Citroën Automobiles SA Procede de controle d'un systeme de traitement des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
US20120310507A1 (en) * 2009-12-23 2012-12-06 Theophil Auckenthaler Method and device for controlling an scr catalytic converter of a vehicle
CN104302882A (zh) * 2012-06-02 2015-01-21 大众汽车有限公司 用于scr催化器系统的还原剂配量操作方法和相应的scr催化器系统
WO2013178435A1 (fr) * 2012-06-02 2013-12-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Procédé pour faire fonctionner un dispositif de dosage d'agent de réduction d'un système de catalyseur scr et système de catalyseur scr correspondant
US9511324B2 (en) 2012-06-02 2016-12-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for operating a reductant metering process of an SCR catalytic converter system, and corresponding SCR catalytic converter system
CN104302882B (zh) * 2012-06-02 2017-04-12 大众汽车有限公司 用于scr催化器系统的还原剂配量操作方法和相应的scr催化器系统
EP2899379A1 (fr) * 2014-01-23 2015-07-29 Delphi International Operations Luxembourg S.à r.l. méthode de contrôle d'un système à multiples réductions catalytiques sélectives
WO2015110401A1 (fr) * 2014-01-23 2015-07-30 Delphi International Operations Luxembourg S.À R.L. Procédé de commande d'un système de réduction catalytique à sélection multiple
US11389768B2 (en) 2014-01-23 2022-07-19 Delphi Automotive Systems Luxembourg S.A. Method of controlling a multi selective catalytic reduction system
EP3351759A1 (fr) * 2017-01-24 2018-07-25 PSA Automobiles SA Procédé de correction d'un déficit d'ammoniac stocké dans un catalyseur d'un système de réduction catalytique sélective
FR3062165A1 (fr) * 2017-01-24 2018-07-27 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de correction d’un deficit d’ammoniac stocke dans un catalyseur d’un systeme de reduction catalytique selective
FR3098126A1 (fr) 2019-07-01 2021-01-08 Psa Automobiles Sa Systeme de mesure dans des gaz d’echappement d’un gaz non oxyde formant des molecules collantes

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