CA2514469A1 - Procede de post injection de liquide de regeneration du type hydrocarbure, alcool et/ou agent reducteur (e.g. gazole et/ou uree et/ou solution ammoniacale) pour la regeneration de systemes de filtration des gaz d'echappement de moteur diesel - Google Patents
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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 liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool et/ou agent réducteur (e.g. gazole et/ou urée et/ou solution ammoniacale) 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 liquide de régénération à partir de l'injecteur électromagnétique (9) le liquide de régénération 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.
Description
PROCÉDÉ DE POST INJECTION DE LIQUIDE DE RÉGÉNÉRATION DU TYPE
HYDROCARBURE, ALCOOL ET/OU AGENT RÉDUCTEUR (E.G. GAZOLE ET/OU
URÉE ET/OU SOLUTION AMMONIACALE) POUR LA RÉGÉNÉRATION DE
SYSTEMES DE FILTRATION DES GAZ D'ÉCHAPPEMENT 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 liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool et/ou agent réducteur (e.g. gazole etlou urée et/ou solution ammoniacale) 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 d'injection qui a pour objectif d'injecter un mélange homogène d'air et de liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool et/ou agent réducteur (e.g. gazole et/ou urée efi/ou solution ammoniacale) 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. lJn niveau de température élevé étant nécessaire pour oxyder et brûler les particules charbonneuses produites par le moteur et retenues sur ce système de filtration, afin d'éviter leur accumulation, cette dernière phase constituant la régénérafiion, objet du procédé selon l'invention.
~utre 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 imbrûlés 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 dans une proportion de l'ordre de 90 %. Toutefois, ils n'ont aucune action sur les émissions de parücules 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 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 brûler les particules qui ont été piégées. Les particules sont généralement piégées par une cartouche filtrante faisant partie du filtre à particules. Cette cartouche pour résister aux températures élevées rencontrées peut étre constituée d'un corps poreux de cordiérite,
HYDROCARBURE, ALCOOL ET/OU AGENT RÉDUCTEUR (E.G. GAZOLE ET/OU
URÉE ET/OU SOLUTION AMMONIACALE) POUR LA RÉGÉNÉRATION DE
SYSTEMES DE FILTRATION DES GAZ D'ÉCHAPPEMENT 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 liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool et/ou agent réducteur (e.g. gazole etlou urée et/ou solution ammoniacale) 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 d'injection qui a pour objectif d'injecter un mélange homogène d'air et de liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool et/ou agent réducteur (e.g. gazole et/ou urée efi/ou solution ammoniacale) 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. lJn niveau de température élevé étant nécessaire pour oxyder et brûler les particules charbonneuses produites par le moteur et retenues sur ce système de filtration, afin d'éviter leur accumulation, cette dernière phase constituant la régénérafiion, objet du procédé selon l'invention.
~utre 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 imbrûlés 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 dans une proportion de l'ordre de 90 %. Toutefois, ils n'ont aucune action sur les émissions de parücules 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 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 brûler les particules qui ont été piégées. Les particules sont généralement piégées par une cartouche filtrante faisant partie du filtre à particules. Cette cartouche pour résister aux températures élevées rencontrées peut étre constituée d'un corps poreux de cordiérite,
2 de quartz ou de carbure de sïlicium, 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 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 de 500°C.
Ces températures ne sont pratiquement jamais atteintes dans des conditions de roulage urbain.
II apparait alors nécessaire de faire appel à un procédé chimique pour éliminer ces particules. Différentes techniques sont utilises permettant d'obtenir leur combustion.
lJne premiére 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 par million), pour garder une efficacité
de conversion du NO en NO~ suffisante.
Cette technique, appelée "C~nfin~a~ca~ I~e~enera~ii1~ T~-~~" (C.E~.T.), allie les effets du filtre à particules et du catalyseur d'oxydation du NO. Ce systéme nécessite pour assurer un bon fonctionnement des filtres, une régénération réguliére qui limite la perte de charge du filtre en éliminant le risque de régénération non contrôlé
et exothermique.
Dans le cas contraire, il se développe des réactions violentes liées à la concentration excessive de particules charbonneuses colmafiant 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 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 N02 en catalysant la combustion des matières charbonneuses à des températures voisines de 370° C.
Un premier inconvénient de ces techniques est le coût 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.
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 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 de 500°C.
Ces températures ne sont pratiquement jamais atteintes dans des conditions de roulage urbain.
II apparait alors nécessaire de faire appel à un procédé chimique pour éliminer ces particules. Différentes techniques sont utilises permettant d'obtenir leur combustion.
lJne premiére 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 par million), pour garder une efficacité
de conversion du NO en NO~ suffisante.
Cette technique, appelée "C~nfin~a~ca~ I~e~enera~ii1~ T~-~~" (C.E~.T.), allie les effets du filtre à particules et du catalyseur d'oxydation du NO. Ce systéme nécessite pour assurer un bon fonctionnement des filtres, une régénération réguliére qui limite la perte de charge du filtre en éliminant le risque de régénération non contrôlé
et exothermique.
Dans le cas contraire, il se développe des réactions violentes liées à la concentration excessive de particules charbonneuses colmafiant 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 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 N02 en catalysant la combustion des matières charbonneuses à des températures voisines de 370° C.
Un premier inconvénient de ces techniques est le coût 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.
3 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 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 média filtrant.
D'autres techniques ont consisté à expérimenter des dispositifs basés sur des moyens de chauffage complémentaires du type brûleurs, résistances électriques ou autres. Ces moyens de chauffage complémentaire sont mis en oeuvre 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 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 brûler signifiicativement les particules 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 osa la soupape d'échappement s'ouvre et d'obtenir ainsi un mélange homogéne avec les gaz d'échappement et une oxydation compléta de ce gazole sur le catalyseur d'oazydation sifiué entre la sortie moteur et le filtre à particules.
On connaît enfin des procédés de post-injection de liquide de régénération du type gazole et/ou alcool, pour la régénération de moyens filtration disposés en aval de catalyseurs de combustion dans des systèmes d'échappement de moteurs diesel.
Ces procédés sont notamment décrits dans les demandes de brevets ou brevets suivants US-B-5 207 990, EP-A-1 158 143, US-B-6 023 930, JP-A-07 119444 et US-B-5 522 218.
Ces procédés connus ont en commun, d'une part, de ne pas permettre une régénération optimale, sûre et économique des moyens de filtration, et, d'autre part, de n'apporter aucune solution satisfaisante au problème technique de dégradation thermique et de cokéfaction du liquide de régénération, en particulier lorsqu'il s'agit de gazole, et ce notamment au niveau des buses des injecteurs appartenant aux moyens de post-injection. Les post-injecteurs sont ainsi rapidement endommagés par la chaleur du collecteur d'échappement et ne sont donc ni fiables, ni efficaces.
Dans un tel contexte technique, l'objectif de la présente invention est de fournir un procédé de post-injection de liquide de régénération du type hydrocarbure,
encrasser encore plus rapidement le média filtrant.
D'autres techniques ont consisté à expérimenter des dispositifs basés sur des moyens de chauffage complémentaires du type brûleurs, résistances électriques ou autres. Ces moyens de chauffage complémentaire sont mis en oeuvre 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 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 brûler signifiicativement les particules 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 osa la soupape d'échappement s'ouvre et d'obtenir ainsi un mélange homogéne avec les gaz d'échappement et une oxydation compléta de ce gazole sur le catalyseur d'oazydation sifiué entre la sortie moteur et le filtre à particules.
On connaît enfin des procédés de post-injection de liquide de régénération du type gazole et/ou alcool, pour la régénération de moyens filtration disposés en aval de catalyseurs de combustion dans des systèmes d'échappement de moteurs diesel.
Ces procédés sont notamment décrits dans les demandes de brevets ou brevets suivants US-B-5 207 990, EP-A-1 158 143, US-B-6 023 930, JP-A-07 119444 et US-B-5 522 218.
Ces procédés connus ont en commun, d'une part, de ne pas permettre une régénération optimale, sûre et économique des moyens de filtration, et, d'autre part, de n'apporter aucune solution satisfaisante au problème technique de dégradation thermique et de cokéfaction du liquide de régénération, en particulier lorsqu'il s'agit de gazole, et ce notamment au niveau des buses des injecteurs appartenant aux moyens de post-injection. Les post-injecteurs sont ainsi rapidement endommagés par la chaleur du collecteur d'échappement et ne sont donc ni fiables, ni efficaces.
Dans un tel contexte technique, l'objectif de la présente invention est de fournir un procédé de post-injection de liquide de régénération du type hydrocarbure,
4 alcool et/ou agent réducteur (e.g. gazole et/ou urée et/ou solution ammoniacale) 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 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 post-injection de liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool et/ou agent réducteur (e.g. gazole et/ou urée et/ou solution ammoniacale), 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 post-injection de liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool et/ou agent réducteur (e.g. gazole et/ou urée et/ou solution ammoniacale), qui ne soit pas sujet au problème technique de dégradation thermique et de coleéfaction du liquide de régénération, en particulier lorsqu'il s'agit de gazole, et ce notamment au niveau des buses des injecteurs appartenant aux moyens de post-injection.
Encore, un autre objectif de l'invention, est de fournir un procédé de post-injection de liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool et/ou agent réducteur (e.g. gazole et/ou urée et/ou solution ammoniacale) n'entraînant pas de surconsommation significative de carburant et plus généralement, n'entraînant pas de surcoût financier, pour (utilisateur.
Encore un autre objectif de l'invention est de fournir un procédé de post-injection de liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool et/ou agent réducteur (e.g. gazole et/ou urée et/ou solution ammoniacale) 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 fiournir un dispositif de filtration permettant de mettre en aeuvre le procédé selon l'invention de post-injection de liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool etlou agent réducteur (e.g. gazole et/ou urée et/ou solution ammoniacale).
Ces objectifs, parmi d'autres, sont atteints par la présente invention qui concerne, tout d'abord, un procédé de post-injection d'un liquide de régénération, notamment pour la 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, après étre passées sur un catalyseur d'oxydation, sont retenues sur un moyen de filtration dudit dispositif de filtration.
Le procédé selon l'invention est caractérisé
- en ce que le liquide de régénération comprend au moins un hydrocarbure et/ou au moins un agent réducteur, - et en ce que cette post-injection consiste essentiellement à injecter, en amont du catalyseur, à l'aide de moyens de post-injection
Un autre objectif de l'invention est de fournir un procédé de post-injection de liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool et/ou agent réducteur (e.g. gazole et/ou urée et/ou solution ammoniacale), 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 post-injection de liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool et/ou agent réducteur (e.g. gazole et/ou urée et/ou solution ammoniacale), qui ne soit pas sujet au problème technique de dégradation thermique et de coleéfaction du liquide de régénération, en particulier lorsqu'il s'agit de gazole, et ce notamment au niveau des buses des injecteurs appartenant aux moyens de post-injection.
Encore, un autre objectif de l'invention, est de fournir un procédé de post-injection de liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool et/ou agent réducteur (e.g. gazole et/ou urée et/ou solution ammoniacale) n'entraînant pas de surconsommation significative de carburant et plus généralement, n'entraînant pas de surcoût financier, pour (utilisateur.
Encore un autre objectif de l'invention est de fournir un procédé de post-injection de liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool et/ou agent réducteur (e.g. gazole et/ou urée et/ou solution ammoniacale) 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 fiournir un dispositif de filtration permettant de mettre en aeuvre le procédé selon l'invention de post-injection de liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool etlou agent réducteur (e.g. gazole et/ou urée et/ou solution ammoniacale).
Ces objectifs, parmi d'autres, sont atteints par la présente invention qui concerne, tout d'abord, un procédé de post-injection d'un liquide de régénération, notamment pour la 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, après étre passées sur un catalyseur d'oxydation, sont retenues sur un moyen de filtration dudit dispositif de filtration.
Le procédé selon l'invention est caractérisé
- en ce que le liquide de régénération comprend au moins un hydrocarbure et/ou au moins un agent réducteur, - et en ce que cette post-injection consiste essentiellement à injecter, en amont du catalyseur, à l'aide de moyens de post-injection
5 * d'une part, le liquide de régénération, * et, d'autre part, d'au moins un fluide gazeux, de préférence de l'air comprimé, ce liquide de régénération et ce fluide gazeux formant ensemble un aérosol permettant de pulvériser le liquide de régénération dans les gaz d'échappement et d'augmenter leur température, pour in fine accélérer la vitesse d'oxydation desdites particules et contribuer ainsi à la régénération du dispositif de filtration.
Le procédé selon l'invention permet d'obtenir un aérosol de qualité, gage d'une très bonne régénération du filtre à particules de l'échappement.
Dans ce procédé de post-injection de gazole, on a recours à un dispositif disposé en sortie des gaz d'échappement d'un moteur diesel et en amont d'un catalyseur d'oxydation, en aval duquel sont situés les moyens de filtration des particules charbonneuses émises par un moteur diesel. Dans ce procédé, les particules retenues sur un moyen de filtration, sont brûlées grâce à l'action de l'oxygène résiduel et des oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement.
Suivant une disposition préférée de l'invention, le flux de post-injection du liquide de régénération et le filux de post-injection du fluide gazeux, de préférence l'air comprimé, émanent d'ouvertures sensiblement concentriques.
Suivant une disposition encore plus préfiérée de l'invention, une partie du fluide gazeux, de préférence l'air comprimé, emprunte, jusqu'à l'ouverture de post-injection, la même buse que le liquide de régénération.
Pour améliorer encore la qualité de l'aérosol de post-injection, il est prévu selon l'invention, qu'une partie du fluide gazeux soit mélangée au liquide de régénération avant la post-injection.
L'une des dispositions avantageuses de l'invention pour limiter les risques de colmatage, consiste à maintenir la circulation du fluide gazeux, de préférence l'air comprimé, dans la buse de post-injection, après l'interruption de la post-injection de liquide de régénération au travers de cette buse, et ce pendant une durée nécessaire au rinçage de ladite buse.
Le procédé selon l'invention permet d'obtenir un aérosol de qualité, gage d'une très bonne régénération du filtre à particules de l'échappement.
Dans ce procédé de post-injection de gazole, on a recours à un dispositif disposé en sortie des gaz d'échappement d'un moteur diesel et en amont d'un catalyseur d'oxydation, en aval duquel sont situés les moyens de filtration des particules charbonneuses émises par un moteur diesel. Dans ce procédé, les particules retenues sur un moyen de filtration, sont brûlées grâce à l'action de l'oxygène résiduel et des oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement.
Suivant une disposition préférée de l'invention, le flux de post-injection du liquide de régénération et le filux de post-injection du fluide gazeux, de préférence l'air comprimé, émanent d'ouvertures sensiblement concentriques.
Suivant une disposition encore plus préfiérée de l'invention, une partie du fluide gazeux, de préférence l'air comprimé, emprunte, jusqu'à l'ouverture de post-injection, la même buse que le liquide de régénération.
Pour améliorer encore la qualité de l'aérosol de post-injection, il est prévu selon l'invention, qu'une partie du fluide gazeux soit mélangée au liquide de régénération avant la post-injection.
L'une des dispositions avantageuses de l'invention pour limiter les risques de colmatage, consiste à maintenir la circulation du fluide gazeux, de préférence l'air comprimé, dans la buse de post-injection, après l'interruption de la post-injection de liquide de régénération au travers de cette buse, et ce pendant une durée nécessaire au rinçage de ladite buse.
6 Afin de minimiser le problème de cokéfaction et dégradation thermique, on fait en sorte que la température d'au moins une partie des moyens de post-injection reste inférieure ou égale à 120°C, de préférence 100°C, lors du fonctionnement du moteur.
Pour ce faire, au moins une partie des moyens de post-injection est avantageusement éloignée du (ou des) conduits) dans le(s)quel(s) circulent les gaz d'échappement.
De préférence, le liquide de régénération est choisi * dans le groupe des hydrocarbures comprenant les produits de raffinage du pétrole (de préférence les essences et le gazole), * dans le groupe des alcools (de préférence le méthanol), * dans le groupe des agents réducteurs (de préférence l'urée et les solutions ammoniacales), * et leurs mélanges.
Selon un mode préféré de mise ceuvre de l'invention, le procédé comprend les étapes essentielles suivantes consistant à
- mesurer une température ~m en amont du catalyseur d'oxydation, - comparer 0m à une température ~~ correspondant à la température à
laquelle la c~mbustion du liquide de régénérati~n, en présence du catalyseur de combustion, est complète, - si 0m est supérieure ou égale à ~~, déclencher une post-injection de liquide de régénération.
Suivant une variante intéressante de ce mode préféré, il est prévu ~ mesurer une pression Pm en amont du système de fiiltration par une sonde 3, ladite pression Pm reflétant le degré d'obstruction du moyen de filtration 5 par les particules, ~ comparer ladite pression Pm à une pression P~ de référence correspondant au degré d'obstruction maximal acceptable, ~ si Pm est supérieure ou égale à la pression P~ et si Am est supérieure ou égale à A~, déclencher la post-injection de liquide de régénération.
II est particulièrement intéressant selon l'invention, de piloter les injections de liquide de régénération, à l'aide d'au moins un calculateur, en tenant compte des informations température 9m et éventuellement pression Pm, pour obtenir l'augmentation de température recherchée en vue d'une régénération optimale du dispositif de filtration.
Pour ce faire, au moins une partie des moyens de post-injection est avantageusement éloignée du (ou des) conduits) dans le(s)quel(s) circulent les gaz d'échappement.
De préférence, le liquide de régénération est choisi * dans le groupe des hydrocarbures comprenant les produits de raffinage du pétrole (de préférence les essences et le gazole), * dans le groupe des alcools (de préférence le méthanol), * dans le groupe des agents réducteurs (de préférence l'urée et les solutions ammoniacales), * et leurs mélanges.
Selon un mode préféré de mise ceuvre de l'invention, le procédé comprend les étapes essentielles suivantes consistant à
- mesurer une température ~m en amont du catalyseur d'oxydation, - comparer 0m à une température ~~ correspondant à la température à
laquelle la c~mbustion du liquide de régénérati~n, en présence du catalyseur de combustion, est complète, - si 0m est supérieure ou égale à ~~, déclencher une post-injection de liquide de régénération.
Suivant une variante intéressante de ce mode préféré, il est prévu ~ mesurer une pression Pm en amont du système de fiiltration par une sonde 3, ladite pression Pm reflétant le degré d'obstruction du moyen de filtration 5 par les particules, ~ comparer ladite pression Pm à une pression P~ de référence correspondant au degré d'obstruction maximal acceptable, ~ si Pm est supérieure ou égale à la pression P~ et si Am est supérieure ou égale à A~, déclencher la post-injection de liquide de régénération.
II est particulièrement intéressant selon l'invention, de piloter les injections de liquide de régénération, à l'aide d'au moins un calculateur, en tenant compte des informations température 9m et éventuellement pression Pm, pour obtenir l'augmentation de température recherchée en vue d'une régénération optimale du dispositif de filtration.
7 Selon un autre de ses objets, l'invention vise également un dispositif permettant notamment la mise en oeuvre du procédé de post-injection tel que défini ci-dessus. Ce dispositif comprend au moins un conduit d'échappement, au moins un catalyseur et des moyens de filtration. II est caractérisé en ce qu'il comporte en outre:
~ des moyens d'alimentation en liquide de régénération, ~ des moyens d'alimentation en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, ~ des moyens de post-injection communiquant avec un conduit d'évacuation des gaz d'échappement et incluant au moins un injecteur -de préférence électromagnétique-, au moins un porte-injecteur sur lequel est disposé ledit injecteur, au moins un capillaire ou buse partant de (injecteur et débouchant dans au moins un conduit d'échappement, par au moins une ouverture, en amont du catalyseur, au moins une canalisation reliée aux moyens d'alimentation en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, et débouchant dans le (ou les) conduits) d'échappement, par au moins une ouverture, ~ éventuellement au moins une sonde de température de mesure de ~",, disposé sur le (ou les) conduits) d'échappement, en amont du catalyseur, ~ éventuellement au moins une sonde de pression de mesure de Pm au sein du (ou des) conduits) d'échappement et disposé sur ce(s) derniers) en amont du catalyseur, ~ au moins un calculateur de pilotage de la post-injection, auquel sont assujettis les moyens d'alimentation en liquide de régénération, les moyens d'alimentation en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, les moyens de post-injection, et l'(ou les) éventuelles) sondes) de température ou de pression.
Suivant des caractéristiques remarquables du dispositif selon l'invention ~ le capillaire (ou buse) et la canalisation sont concentriques et coaxiales, de même que leurs ouvertures respectives, qui débouchent dans le (ou les) conduits) d'échappement, ~ et le capillaire (ou buse) est contenu dans la canalisation.
~ des moyens d'alimentation en liquide de régénération, ~ des moyens d'alimentation en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, ~ des moyens de post-injection communiquant avec un conduit d'évacuation des gaz d'échappement et incluant au moins un injecteur -de préférence électromagnétique-, au moins un porte-injecteur sur lequel est disposé ledit injecteur, au moins un capillaire ou buse partant de (injecteur et débouchant dans au moins un conduit d'échappement, par au moins une ouverture, en amont du catalyseur, au moins une canalisation reliée aux moyens d'alimentation en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, et débouchant dans le (ou les) conduits) d'échappement, par au moins une ouverture, ~ éventuellement au moins une sonde de température de mesure de ~",, disposé sur le (ou les) conduits) d'échappement, en amont du catalyseur, ~ éventuellement au moins une sonde de pression de mesure de Pm au sein du (ou des) conduits) d'échappement et disposé sur ce(s) derniers) en amont du catalyseur, ~ au moins un calculateur de pilotage de la post-injection, auquel sont assujettis les moyens d'alimentation en liquide de régénération, les moyens d'alimentation en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, les moyens de post-injection, et l'(ou les) éventuelles) sondes) de température ou de pression.
Suivant des caractéristiques remarquables du dispositif selon l'invention ~ le capillaire (ou buse) et la canalisation sont concentriques et coaxiales, de même que leurs ouvertures respectives, qui débouchent dans le (ou les) conduits) d'échappement, ~ et le capillaire (ou buse) est contenu dans la canalisation.
8 PCT/FR2003/050206 ô
De façon avantageuse, au moins une partie des moyens de post-injection, de préférence au moins l'injecteur est conçu de telle sorte, de préférence est disposé à une distance suffisante du (ou des) conduits) d'échappement pour ne pas subir de détérioration thermique, c'est à dire rester lors du fonctionnement du moteur à une température inférieure ou égale à 120°C, de préférence à 100°C, La post-injection du liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool etiou agent réducteur (e.g. gazole etiou urée etiou solution ammoniacale) est assisté par un fluide gazeux sous pression (par exemple de l'air comprimé). Grâce à la structure de l'ensemble capillaire (ou buse)lcanalisation, L'injecteur et son support sont situés:
~ géographiquement à un endroit éloigné (par exemple à 200 mm) du conduit d'échappement, pour ne pas être soumis à des températures élevées, ~ et en amont du catalyseur d'oxydation.
Les moyens de filtration des gaz d'échappement sont quant à eux en aval du catalyseur de d'oxydation (ou combustion). Le catalyseur et les moyens de filtration sont, en pratique, contenus dans une enceinfie, qui se situe dans la trajectoire du flux des gaz d'échappement produit par un moteur.
Conformément à un mode préféré de réalisation du dispositif selon l'invention, les moyens d'alimenfiation en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, sont conçus pour permettre l'admission de filuide gazeux à la sortie de l'injecteur, en tête de capillaire ou buse, de sorte que du fluide gazeua~
sous pression, de préférence de l'air comprimé, peut circuler avec le liquide de régénérafiion post-injecté, dans le capillaire ou buse.
Suivant une variante avantageuse de ce mode préféré de réalisation, les moyens d'alimentation en filuide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, comportent une électrovanne commandant l'admission du fluide gazeux sous pression, de préférence de l'air comprimé à la sorfiie de l'injecteur, en tête de capillaire ou buse, pour permettre audit fluide de circuler avec le liquide de régénération, et, accessoirement, pour pouvoïr effectuer le rinçage du capillaire ou buse, après la fin de la post-injection, en maintenant pendant quelque temps un débit de fluide gazeux sous pression, de préférence d'air comprimé, dans le capillaire ou buse.
Suivant une autre variante de ce mode préféré de réalisation, les moyens d'alimentation en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, ainsi que les moyens de post-injection -de préférence le porte-injecteur, sont conçus de telle sorte que soit prévu au moins un orifice calibré permettant d'amener en continu un débit de fluide gazeux
De façon avantageuse, au moins une partie des moyens de post-injection, de préférence au moins l'injecteur est conçu de telle sorte, de préférence est disposé à une distance suffisante du (ou des) conduits) d'échappement pour ne pas subir de détérioration thermique, c'est à dire rester lors du fonctionnement du moteur à une température inférieure ou égale à 120°C, de préférence à 100°C, La post-injection du liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool etiou agent réducteur (e.g. gazole etiou urée etiou solution ammoniacale) est assisté par un fluide gazeux sous pression (par exemple de l'air comprimé). Grâce à la structure de l'ensemble capillaire (ou buse)lcanalisation, L'injecteur et son support sont situés:
~ géographiquement à un endroit éloigné (par exemple à 200 mm) du conduit d'échappement, pour ne pas être soumis à des températures élevées, ~ et en amont du catalyseur d'oxydation.
Les moyens de filtration des gaz d'échappement sont quant à eux en aval du catalyseur de d'oxydation (ou combustion). Le catalyseur et les moyens de filtration sont, en pratique, contenus dans une enceinfie, qui se situe dans la trajectoire du flux des gaz d'échappement produit par un moteur.
Conformément à un mode préféré de réalisation du dispositif selon l'invention, les moyens d'alimenfiation en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, sont conçus pour permettre l'admission de filuide gazeux à la sortie de l'injecteur, en tête de capillaire ou buse, de sorte que du fluide gazeua~
sous pression, de préférence de l'air comprimé, peut circuler avec le liquide de régénérafiion post-injecté, dans le capillaire ou buse.
Suivant une variante avantageuse de ce mode préféré de réalisation, les moyens d'alimentation en filuide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, comportent une électrovanne commandant l'admission du fluide gazeux sous pression, de préférence de l'air comprimé à la sorfiie de l'injecteur, en tête de capillaire ou buse, pour permettre audit fluide de circuler avec le liquide de régénération, et, accessoirement, pour pouvoïr effectuer le rinçage du capillaire ou buse, après la fin de la post-injection, en maintenant pendant quelque temps un débit de fluide gazeux sous pression, de préférence d'air comprimé, dans le capillaire ou buse.
Suivant une autre variante de ce mode préféré de réalisation, les moyens d'alimentation en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, ainsi que les moyens de post-injection -de préférence le porte-injecteur, sont conçus de telle sorte que soit prévu au moins un orifice calibré permettant d'amener en continu un débit de fluide gazeux
9 sous pression, de préférence d'air comprimé en mélange avec le liquide de régénération, à l'entrée du capillaire ou buse, de manière à réaliser une émulsion et d'en assurer en plus et de préférence la fonction rinçage, en maintenant quelque temps après la fermeture un débit en susdit fluide gazeux, dans le capillaire ou buse.
Avantageusement, les moyens d'alimentation en liquide de régénération sont reliés au conduit d'alimentation d'au moins une pompe à injection mécanique du moteur.
Le liquide de régénération est de préférence choisi ~k dans le groupe des hydrocarbures comprenant les produits de raffinage du pétrole (de préférence les essences et le gazole), ~k dans le groupe des alcools (de préférence le méthanol), ~k dans le groupe des agents réducteurs (de préférence l'urge et les solutions ammoniacales), ~< et leurs mélanges.
~e façon remarquable, le dispositif selon l'invention comprend une sonde de température et une sonde de pression. En outre, le calculateur (ou boîtier électronique de commande), qui est relié à la sonde de température et à la sonde de pression, est à
comparer les valeurs Am et éventuellement Pm mesurées respectivement eues les valeurs de références Ar et éventuellement P~, et déclenche la post-injection de liquide de régénération dans le conduit d'échappement, par l'intermédiaire des moyens d'alimenfiation en liquide de régénération, des moyens d'alimentation en filuide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, et des moyens de post-injection, lorsque les mesures ~m et éventuellement Pm sont supérieures ou égales aux valeurs de référence ~~ et éventuellement P~.
Avantageusement, la sonde de température et l'éventuelle sonde de pression sont situées sensiblement au méme niveau sur le conduit d'échappement.
En pratique et par exemple, la post-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 liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool etlou agent réducteur (e.g. gazole et/ou urée et/ou solution ammoniacale) provenant de cet injecteur est amené
par un capillaire contenu dans une canalisation constituée e.g. par un tube métallique jusqu'au conduit d'échappement chaud. Ce tube est 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 liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool et/ou agent réducteur (e.g. gazole et/ou éthanol et/ou urée et/ou solution ammoniacale). L'injection de liquide de régénération et l'alimentation en air comprimé sont commandées par le boîtier électronique de commande, qui régit 5 fouverture/fermeture d'électrovannes permettant la post-injection de liquide de régénération dans le conduit d'évacuation des 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/liquide de régénération à l'entrée du capillaire et permettre d'injecter ce
Avantageusement, les moyens d'alimentation en liquide de régénération sont reliés au conduit d'alimentation d'au moins une pompe à injection mécanique du moteur.
Le liquide de régénération est de préférence choisi ~k dans le groupe des hydrocarbures comprenant les produits de raffinage du pétrole (de préférence les essences et le gazole), ~k dans le groupe des alcools (de préférence le méthanol), ~k dans le groupe des agents réducteurs (de préférence l'urge et les solutions ammoniacales), ~< et leurs mélanges.
~e façon remarquable, le dispositif selon l'invention comprend une sonde de température et une sonde de pression. En outre, le calculateur (ou boîtier électronique de commande), qui est relié à la sonde de température et à la sonde de pression, est à
comparer les valeurs Am et éventuellement Pm mesurées respectivement eues les valeurs de références Ar et éventuellement P~, et déclenche la post-injection de liquide de régénération dans le conduit d'échappement, par l'intermédiaire des moyens d'alimenfiation en liquide de régénération, des moyens d'alimentation en filuide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, et des moyens de post-injection, lorsque les mesures ~m et éventuellement Pm sont supérieures ou égales aux valeurs de référence ~~ et éventuellement P~.
Avantageusement, la sonde de température et l'éventuelle sonde de pression sont situées sensiblement au méme niveau sur le conduit d'échappement.
En pratique et par exemple, la post-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 liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool etlou agent réducteur (e.g. gazole et/ou urée et/ou solution ammoniacale) provenant de cet injecteur est amené
par un capillaire contenu dans une canalisation constituée e.g. par un tube métallique jusqu'au conduit d'échappement chaud. Ce tube est 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 liquide de régénération du type hydrocarbure, alcool et/ou agent réducteur (e.g. gazole et/ou éthanol et/ou urée et/ou solution ammoniacale). L'injection de liquide de régénération et l'alimentation en air comprimé sont commandées par le boîtier électronique de commande, qui régit 5 fouverture/fermeture d'électrovannes permettant la post-injection de liquide de régénération dans le conduit d'évacuation des 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/liquide de régénération à l'entrée du capillaire et permettre d'injecter ce
10 liquide de régénération sous forme parfaitement nébulisée à la sortie, dans le conduit d'évacuation des gaz.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite en réfiérence aux dessins qui représentent, de façon nullement limitative, un exemple de réalisation du dispositif de post-injection intégré dans un systéme de filtration selon l'invention et dans lesquels La t:i~ure 1 représente une vue générale schématique du systéme comprenant le dispositif de filtration avec son catalyseur d'oxydation et en amont de cet ensemble le système de post-injection permettant la mise en oeuvre du procédé
de régénération.
La ii~~ar~ ~ 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 post-injection selon un deuxième mode de réalisation.
La figure 4. représente une vue générale du systéme 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 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 ensuite dirigé vers le catalyseur d'oxydation 4, puis vers les cartouches de filtration 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 10, il
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite en réfiérence aux dessins qui représentent, de façon nullement limitative, un exemple de réalisation du dispositif de post-injection intégré dans un systéme de filtration selon l'invention et dans lesquels La t:i~ure 1 représente une vue générale schématique du systéme comprenant le dispositif de filtration avec son catalyseur d'oxydation et en amont de cet ensemble le système de post-injection permettant la mise en oeuvre du procédé
de régénération.
La ii~~ar~ ~ 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 post-injection selon un deuxième mode de réalisation.
La figure 4. représente une vue générale du systéme 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 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 ensuite dirigé vers le catalyseur d'oxydation 4, puis vers les cartouches de filtration 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 10, il
11 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 de l'électrovanne 15, alimentée 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 porte-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 oû il sera pulvérisé
en 14 gràce 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 maniére à obtenir une bonne pulvérisation dés le départ, par contre sa fermeture sera différée de quelques secondes de maniére à pouvoir efFectuer l'opération de rinçage du capillaire par de l'air, qui sera alimenté à partir de l'électrovanne 15 dés la fermeture de l'injecteur, un clapet anti-retour 17 évitera toute accumulation de gazole dans le conduit du porte-injecteur 10 de maniére à permettre un rinçage efficace.
Une variante de ce mode de réalisation est représentée sur la figure 3. 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 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'étre dirigée par le capillaire 12 jusqu'au débouché dans le conduit d'échappement en 14. Cette émulsion débouchera au centre du tube 13 où
elle rencontrera le débit d'air véhiculé par ce tube, pour étre pulvérisée 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 maintien du débit d'air durant quelques secondes supplémentaires, permet de rincer totalement 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 de l'électrovanne 15, alimentée 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 porte-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 oû il sera pulvérisé
en 14 gràce 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 maniére à obtenir une bonne pulvérisation dés le départ, par contre sa fermeture sera différée de quelques secondes de maniére à pouvoir efFectuer l'opération de rinçage du capillaire par de l'air, qui sera alimenté à partir de l'électrovanne 15 dés la fermeture de l'injecteur, un clapet anti-retour 17 évitera toute accumulation de gazole dans le conduit du porte-injecteur 10 de maniére à permettre un rinçage efficace.
Une variante de ce mode de réalisation est représentée sur la figure 3. 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 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'étre dirigée par le capillaire 12 jusqu'au débouché dans le conduit d'échappement en 14. Cette émulsion débouchera au centre du tube 13 où
elle rencontrera le débit d'air véhiculé par ce tube, pour étre pulvérisée 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 maintien du débit d'air durant quelques secondes supplémentaires, permet de rincer totalement le capillaire 12.
12 Sur cette forme de réalisation, de bons résultats ont été obtenus avec une pression d'alimentation en air, par exemple de 3 bars, alimentée par l'électrovanne 15 par un tube rilsan de 4/6 mm, par exemple, et par une restriction en l'entrée du porte-injecteur 2 mm, e.g., de diamètre et par un gicleur d'air de 0,45 mm, e.g., pour alimenter la chambre 19 à l'entrée du capillaire 12. Ce capillaire en inox, e.g., de 1/1,6 mm avait une longueur de 50 cm et était contenu dans un tube d'inox de 4/6 mm, e.g., la qualité du brouillard de gazole obtenue ont permis de réaliser des injections jusqu'à des températures à l'entrée du catalyseur de 270° C, e.g., sans observer d'émissions parasites d'hydrocarbures.
Sur la figure 4 est représenté 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 systéme en 1 oû
sont disposées les sondes de température 2 et de pression 3 avant de pulvériser en 14 le gazole aven 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 de post-injection, si la température n'est pas suffisante pour déclencher la combustion des particules, la régénération se produit gràce à l'injection de gazole.
Pour ce faire, la température aga voisinage de l'entrée du catalyseur est mesurée, grâce à la sonde 2, e.g. du type thermocouple ou thermistance disposée à
l'entrée du systéme. La valeur de température ~m mesurée est recueillie par le calculateur 8. Le calculateur va comparer cette valeur 0m à une valeur de référence 0P, correspondant à la température à laquelle la combustion du gazole sur le catalyseur avec l'excés d'air, se fait de façon compléta. L'homme de l'art est parfaitement à méme de déterminer 0~. En pratique, pour des moteurs diesel, ~~ est par exemple >_ 300° C.
Si la température 0m mesurée est supérieure ou égale à la valeur de référence ~~, 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 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 induit une augmentation significative de température jusqu'à une température 0~ à
laquelle va se dérouler la combustion des particules qui colmatent le moyen de filtration.
Les molécules de N02 produites en association avec l'excès d'oxygène résiduel contenu dans les gaz
Sur la figure 4 est représenté 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 systéme en 1 oû
sont disposées les sondes de température 2 et de pression 3 avant de pulvériser en 14 le gazole aven 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 de post-injection, si la température n'est pas suffisante pour déclencher la combustion des particules, la régénération se produit gràce à l'injection de gazole.
Pour ce faire, la température aga voisinage de l'entrée du catalyseur est mesurée, grâce à la sonde 2, e.g. du type thermocouple ou thermistance disposée à
l'entrée du systéme. La valeur de température ~m mesurée est recueillie par le calculateur 8. Le calculateur va comparer cette valeur 0m à une valeur de référence 0P, correspondant à la température à laquelle la combustion du gazole sur le catalyseur avec l'excés d'air, se fait de façon compléta. L'homme de l'art est parfaitement à méme de déterminer 0~. En pratique, pour des moteurs diesel, ~~ est par exemple >_ 300° C.
Si la température 0m mesurée est supérieure ou égale à la valeur de référence ~~, 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 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 induit une augmentation significative de température jusqu'à une température 0~ à
laquelle va se dérouler la combustion des particules qui colmatent le moyen de filtration.
Les molécules de N02 produites en association avec l'excès d'oxygène résiduel contenu dans les gaz
13 d'échappement vont catalyser cette réaction d'oxydation. Ainsi, cette réaction se produit à une température inférieure à la 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 l3m peut âtre exploitée par le boîtier électronique afin d'évaluer la température des particules au niveau du moyen de filtration. En effet, si Am 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 autre mode opérationnel consiste à mesurer simultanément la température et la pression au niveau du moyen de production de catalyseur, grâce à la sonde de température 2 et à la sonde de pression 3. La valeur de pression Pm mesurée refiléte le degré d'obstruction du moyen de fiiltration par les parkicules. 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. La sonde 3 est une sonde classique de mesure de la pression absolue. Selon une variante, la sonde de pression 3 peut âtre une sonde de mesure de pression différentielle, comprenant un capteur situé en amont du filtre et un autre en aval dudit fiiltre.
Le boïtier électronique de commande compare la valeur Pm mesurée à une valeur de référence P~, correspondant au degré d'obstruction maximal acceptable du moyen de filtration. La détermination de PP indicatrice du colmatage est faite aisément et arbitrairement par l'homme de l'art. En pratique et par exemple, la pression P~ correspond à la pression mesurée avec un filtre neuf augmentée de 100 mBar.
Si Pm est supérieure ou égale à P~, le boîtier électronique de commande compare 0m à ~~. Si 0m est supérieure ou égale ~~, le boîtier déclenche alors la post-injection de gazole qui conduit à la régénération du moyen de filfiration. Ce mode 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 température plus élevée.
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 l3m peut âtre exploitée par le boîtier électronique afin d'évaluer la température des particules au niveau du moyen de filtration. En effet, si Am 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 autre mode opérationnel consiste à mesurer simultanément la température et la pression au niveau du moyen de production de catalyseur, grâce à la sonde de température 2 et à la sonde de pression 3. La valeur de pression Pm mesurée refiléte le degré d'obstruction du moyen de fiiltration par les parkicules. 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. La sonde 3 est une sonde classique de mesure de la pression absolue. Selon une variante, la sonde de pression 3 peut âtre une sonde de mesure de pression différentielle, comprenant un capteur situé en amont du filtre et un autre en aval dudit fiiltre.
Le boïtier électronique de commande compare la valeur Pm mesurée à une valeur de référence P~, correspondant au degré d'obstruction maximal acceptable du moyen de filtration. La détermination de PP indicatrice du colmatage est faite aisément et arbitrairement par l'homme de l'art. En pratique et par exemple, la pression P~ correspond à la pression mesurée avec un filtre neuf augmentée de 100 mBar.
Si Pm est supérieure ou égale à P~, le boîtier électronique de commande compare 0m à ~~. Si 0m est supérieure ou égale ~~, le boîtier déclenche alors la post-injection de gazole qui conduit à la régénération du moyen de filfiration. Ce mode 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 température plus élevée.
14 EXEMPLE
A titre d'exemple non limitatif, on met en oeuvre un dispositif de filtration utilisé avec un moteur de véhicule industriel, le moteur Renault VI 620-45 suralimenté, de litres de cylindrée et d'une puissance de 180 kW. Ce moteur équipe des bus urbains.
5 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 transformation d'une partie du NO en NO~, la teneur en platine était de 90 g par pied cubique.
10 - De filtres à particules IEIDEN, de type nid d'abeille en carbure silicium, montés en parallèle.
- Un système d'injection de gazole suivant le deuxième mode de 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 injectée de 20 cm3 ensuite une programmation spécifique du boîtier permet d'obtenir au plus une post-injection toutes les 7 minutes.
- L'injecteur électromagnétique 9 éfiait 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 bars.
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 300° C.
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 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 donné les résultats remarquables suivants TYPE L/100 C02 CO HC NOx Particules Srie 56,7 1420 4,06 1,06 23 0,43 Dispositif57,6 1452 0,20 0,03 21,5 0,03 Emissions en gramme / kilomètre.
5 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 10 effet, les gaz produits par ces véhicules sont généralement à une température inférieure à celle nécessaire pour permettre la régénération des dispositifs de filtration classiques, ce qui entrains 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 fiiltration de
A titre d'exemple non limitatif, on met en oeuvre un dispositif de filtration utilisé avec un moteur de véhicule industriel, le moteur Renault VI 620-45 suralimenté, de litres de cylindrée et d'une puissance de 180 kW. Ce moteur équipe des bus urbains.
5 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 transformation d'une partie du NO en NO~, la teneur en platine était de 90 g par pied cubique.
10 - De filtres à particules IEIDEN, de type nid d'abeille en carbure silicium, montés en parallèle.
- Un système d'injection de gazole suivant le deuxième mode de 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 injectée de 20 cm3 ensuite une programmation spécifique du boîtier permet d'obtenir au plus une post-injection toutes les 7 minutes.
- L'injecteur électromagnétique 9 éfiait 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 bars.
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 300° C.
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 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 donné les résultats remarquables suivants TYPE L/100 C02 CO HC NOx Particules Srie 56,7 1420 4,06 1,06 23 0,43 Dispositif57,6 1452 0,20 0,03 21,5 0,03 Emissions en gramme / kilomètre.
5 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 10 effet, les gaz produits par ces véhicules sont généralement à une température inférieure à celle nécessaire pour permettre la régénération des dispositifs de filtration classiques, ce qui entrains 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 fiiltration de
15 100 000 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 e~;istanfies afin de potentialiser leurs effets et d'obtenir un dispositif ayant une très grande efficacité et robustes~~ pour permettre une post 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, même dans le cas de véhicules dont les régimes moteurs ne permettent pas d'obtenir des gaz d'échappement avec une température élevée.
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 e~;istanfies afin de potentialiser leurs effets et d'obtenir un dispositif ayant une très grande efficacité et robustes~~ pour permettre une post 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, même dans le cas de véhicules dont les régimes moteurs ne permettent pas d'obtenir des gaz d'échappement avec une température élevée.
Claims (18)
1. Procédé de post-injection d'un liquide de régénération, notamment pour la 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, après être passées sur un catalyseur d'oxydation, sont retenues sur un moyen de filtration dudit dispositif de filtration, caractérisé :
- en ce que le liquide de régénération comprend au moins un hydrocarbure et/ou au moins un agent réducteur, - en ce que cette post-injection consiste essentiellement à injecter, en amont du catalyseur, à l'aide de moyens de post-injection :
* d'une part, le liquide de régénération, * et, d'autre part, d'au moins un fluide gazeux, de préférence de l'air comprimé, ce liquide de régénération et ce fluide gazeux formant ensemble un aérosol permettant de pulvériser le liquide de régénération dans les gaz d'échappement et d'augmenter leur température, pour in fine accélérer la vitesse d'oxydation desdites particules et contribuer ainsi à la régénération du dispositif de filtration, - et en ce que le liquide de régénération provenant d'un injecteur est amené
par un capillaire contenu dans une canalisation alimentée en fluide gazeux, de préférence de l'air comprimé; le capillaire ou buse et la canalisation sont concentriques et coaxiales, de même que leurs ouvertures respectives, qui débouchent dans le (ou les) conduit(s) d'échappement.
- en ce que le liquide de régénération comprend au moins un hydrocarbure et/ou au moins un agent réducteur, - en ce que cette post-injection consiste essentiellement à injecter, en amont du catalyseur, à l'aide de moyens de post-injection :
* d'une part, le liquide de régénération, * et, d'autre part, d'au moins un fluide gazeux, de préférence de l'air comprimé, ce liquide de régénération et ce fluide gazeux formant ensemble un aérosol permettant de pulvériser le liquide de régénération dans les gaz d'échappement et d'augmenter leur température, pour in fine accélérer la vitesse d'oxydation desdites particules et contribuer ainsi à la régénération du dispositif de filtration, - et en ce que le liquide de régénération provenant d'un injecteur est amené
par un capillaire contenu dans une canalisation alimentée en fluide gazeux, de préférence de l'air comprimé; le capillaire ou buse et la canalisation sont concentriques et coaxiales, de même que leurs ouvertures respectives, qui débouchent dans le (ou les) conduit(s) d'échappement.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie du fluide gazeux, de préférence l'air comprimé, emprunte, jusqu'à l'ouverture de post-injection, la même buse que le liquide de régénération.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une partie du fluide gazeux est mélangée au liquide de régénération avant la post-injection.
4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'on prévoit de maintenir la circulation du fluide gazeux, de préférence l'air comprimé, dans la buse de post-injection, après l'interruption de la post-injection de liquide de régénération au travers de cette buse, et ce pendant une durée nécessaire au rinçage de ladite buse.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce que l'on fait en sorte que la température d'au moins une partie des moyens de post-injection reste inférieure ou égale à 120°C, de préférence 100°C, lors du fonctionnement du moteur.
en ce que l'on fait en sorte que la température d'au moins une partie des moyens de post-injection reste inférieure ou égale à 120°C, de préférence 100°C, lors du fonctionnement du moteur.
6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'au moins une partie des moyens de post-injection est éloignée du (ou des) conduit(s) dans le(s)quel(s) circulent les gaz d'échappement.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce que le liquide de régénération est choisi:
* dans le groupe des hydrocarbures comprenant les produits de raffinage du pétrole (de préférence les essences et le gazole), * dans le groupe des alcools (de préférence du méthanol), * dans le groupe des agents réducteurs (de préférence l'urée et les solutions ammoniacales), * et leurs mélanges.
en ce que le liquide de régénération est choisi:
* dans le groupe des hydrocarbures comprenant les produits de raffinage du pétrole (de préférence les essences et le gazole), * dans le groupe des alcools (de préférence du méthanol), * dans le groupe des agents réducteurs (de préférence l'urée et les solutions ammoniacales), * et leurs mélanges.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce qu'il consiste également à:
- mesurer une température .theta.m en amont du catalyseur d'oxydation, - comparer .theta.m à une température .theta.r correspondant à la température à
laquelle la combustion du liquide de régénération, en présence du catalyseur de combustion, est complète, - si .theta.m est supérieure ou égale à .theta.r, déclencher une post-injection de liquide de régénération.
en ce qu'il consiste également à:
- mesurer une température .theta.m en amont du catalyseur d'oxydation, - comparer .theta.m à une température .theta.r correspondant à la température à
laquelle la combustion du liquide de régénération, en présence du catalyseur de combustion, est complète, - si .theta.m est supérieure ou égale à .theta.r, déclencher une post-injection de liquide de régénération.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il consiste également à:
.cndot. mesurer une pression P m en amont du système de filtration par une sonde (3), ladite pression P m reflétant le degré d'obstruction du moyen de filtration (5) par les particules, .cndot. comparer ladite pression P m à une pression P r de référence correspondant au degré d'obstruction maximal acceptable, .cndot. si P m est supérieure ou égale à la pression P r et si .theta.m est supérieure ou égale à .theta.r, déclencher la post-injection de gazole.
.cndot. mesurer une pression P m en amont du système de filtration par une sonde (3), ladite pression P m reflétant le degré d'obstruction du moyen de filtration (5) par les particules, .cndot. comparer ladite pression P m à une pression P r de référence correspondant au degré d'obstruction maximal acceptable, .cndot. si P m est supérieure ou égale à la pression P r et si .theta.m est supérieure ou égale à .theta.r, déclencher la post-injection de gazole.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce que l'on pilote les injections de gazole, à l'aide d'au moins un calculateur, en tenant compte des informations température .theta.m et éventuellement pression P m, pour obtenir l'augmentation de température recherchée en vue d'une régénération optimale du dispositif de filtration
en ce que l'on pilote les injections de gazole, à l'aide d'au moins un calculateur, en tenant compte des informations température .theta.m et éventuellement pression P m, pour obtenir l'augmentation de température recherchée en vue d'une régénération optimale du dispositif de filtration
11. Dispositif permettant notamment la mise en oeuvre du procédé de post-injection selon l'une quelconque des revendications précédentes et comprenant au moins un conduit d'échappement (1), au moins un catalyseur (4) et des moyens de filtration, caractérisé en ce qu'il comporte en outre:
.cndot. des moyens d'alimentation (11) en liquide de régénération, .cndot. des moyens d'alimentation (15, 16, 17) en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, .cndot. des moyens de post-injection incluant:
~ au moins un injecteur (9) -de préférence électromagnétique-, ~ au moins un porte-injecteur (10), sur lequel est disposé ledit injecteur, ~ au moins un capillaire ou buse (12) partant de l'injecteur (9) et débouchant dans au moins un conduit (1) d'échappement, par au moins une ouverture (14), en amont du catalyseur (4), ~ au moins une canalisation (13) reliée aux moyens d'alimentation en fluide. gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, et débouchant dans le (ou les) conduit(s) d'échappement (1), par au moins une ouverture (14), ~ le capillaire ou buse (12) et la canalisation (13) sont concentriques et coaxiales, de même que leurs ouvertures (14) respectives, qui débouchent dans le (ou les) conduit(s) d'échappement (1), ~ le capillaire ou buse (12) est contenu dans la canalisation (13), .cndot. éventuellement au moins une sonde de température (2) de mesure de .theta.m, disposé sur le (ou les) conduit(s) d'échappement (1), en amont du catalyseur (4), .cndot. éventuellement au moins une sonde de pression de mesure de P m au sein du (ou des) conduit(s) d'échappement et disposé sur ce(s) dernier(s) en amont du catalyseur (4), .cndot. au moins un calculateur (8) de pilotage de la post-injection, auquel sont assujettis les moyens d'alimentation (11) en liquide de régénération, les moyens d'alimentation (15, 16, 17) en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, les moyens de post-injection, et l' (ou les) éventuelle(s) sonde(s) de température (2) ou de pression (3).
.cndot. des moyens d'alimentation (11) en liquide de régénération, .cndot. des moyens d'alimentation (15, 16, 17) en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, .cndot. des moyens de post-injection incluant:
~ au moins un injecteur (9) -de préférence électromagnétique-, ~ au moins un porte-injecteur (10), sur lequel est disposé ledit injecteur, ~ au moins un capillaire ou buse (12) partant de l'injecteur (9) et débouchant dans au moins un conduit (1) d'échappement, par au moins une ouverture (14), en amont du catalyseur (4), ~ au moins une canalisation (13) reliée aux moyens d'alimentation en fluide. gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, et débouchant dans le (ou les) conduit(s) d'échappement (1), par au moins une ouverture (14), ~ le capillaire ou buse (12) et la canalisation (13) sont concentriques et coaxiales, de même que leurs ouvertures (14) respectives, qui débouchent dans le (ou les) conduit(s) d'échappement (1), ~ le capillaire ou buse (12) est contenu dans la canalisation (13), .cndot. éventuellement au moins une sonde de température (2) de mesure de .theta.m, disposé sur le (ou les) conduit(s) d'échappement (1), en amont du catalyseur (4), .cndot. éventuellement au moins une sonde de pression de mesure de P m au sein du (ou des) conduit(s) d'échappement et disposé sur ce(s) dernier(s) en amont du catalyseur (4), .cndot. au moins un calculateur (8) de pilotage de la post-injection, auquel sont assujettis les moyens d'alimentation (11) en liquide de régénération, les moyens d'alimentation (15, 16, 17) en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, les moyens de post-injection, et l' (ou les) éventuelle(s) sonde(s) de température (2) ou de pression (3).
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que au moins une partie des moyens de post-injection, de préférence au moins l'injecteur (9), est conçu de telle sorte, de préférence est disposé à une distance suffisante du (ou des) conduit(s) d'échappement (1) pour ne pas subir de détérioration thermique, c'est à dire rester lors du fonctionnement du moteur à une température inférieure ou égale à
120° C, de préférence à 100° C.
120° C, de préférence à 100° C.
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé
en ce que les moyens d'alimentation en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, sont conçus pour permettre l'admission de fluide gazeux à la sortie de l'injecteur (9), en tête de capillaire ou buse (12), de sorte que du fluide gazeux sous pression, de préférence de l'air comprimé, peut circuler avec le liquide de régénération post-injecté dans le capillaire ou buse (12).
en ce que les moyens d'alimentation en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, sont conçus pour permettre l'admission de fluide gazeux à la sortie de l'injecteur (9), en tête de capillaire ou buse (12), de sorte que du fluide gazeux sous pression, de préférence de l'air comprimé, peut circuler avec le liquide de régénération post-injecté dans le capillaire ou buse (12).
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, comportent une électrovanne (16) commandant l'admission du fluide gazeux sous pression, de préférence de l'air comprimé à la sortie de l'injecteur (9), en tête de capillaire ou buse (12), pour permettre audit fluide de circuler avec le liquide de régénération, et, accessoirement, pour pouvoir effectuer le rinçage du capillaire ou buse (12), après la fin de la post-injection, en maintenant pendant quelque temps un débit de fluide gazeux sous pression, de préférence d'air comprimé dans le capillaire ou buse (12).
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé
en ce que les moyens d'alimentation en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, ainsi que les moyens de post-injection -de préférence le porte-injecteur (10), sont conçus de telle sorte que soit prévu au moins un orifice calibré (18) permettant d'amener en continu un débit de fluide gazeux sous pression, de préférence d'air comprimé en mélange avec le liquide de régénération, à l'entrée du capillaire ou buse (12), de manière à réaliser une émulsion et d'en assurer en plus et de préférence la fonction rinçage, en maintenant quelque temps après la fermeture un débit en susdit fluide gazeux dans le capillaire ou buse (12).
en ce que les moyens d'alimentation en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, ainsi que les moyens de post-injection -de préférence le porte-injecteur (10), sont conçus de telle sorte que soit prévu au moins un orifice calibré (18) permettant d'amener en continu un débit de fluide gazeux sous pression, de préférence d'air comprimé en mélange avec le liquide de régénération, à l'entrée du capillaire ou buse (12), de manière à réaliser une émulsion et d'en assurer en plus et de préférence la fonction rinçage, en maintenant quelque temps après la fermeture un débit en susdit fluide gazeux dans le capillaire ou buse (12).
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, caractérisé
en ce que les moyens d'alimentation (11) en liquide de régénération sont reliés au conduit d'alimentation d'au moins une pompe à injection mécanique (24) du moteur.
en ce que les moyens d'alimentation (11) en liquide de régénération sont reliés au conduit d'alimentation d'au moins une pompe à injection mécanique (24) du moteur.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 16, caractérisé
en ce que le liquide de régénération est choisi :
* dans le groupe des hydrocarbures comprenant les produits de raffinage du pétrole (de préférence les essences et le gazole), * dans le groupe des alcools (de préférence du méthanol), * dans le groupe des agents réducteurs (de préférence l'urée et les solutions ammoniacales), * et leurs mélanges.
en ce que le liquide de régénération est choisi :
* dans le groupe des hydrocarbures comprenant les produits de raffinage du pétrole (de préférence les essences et le gazole), * dans le groupe des alcools (de préférence du méthanol), * dans le groupe des agents réducteurs (de préférence l'urée et les solutions ammoniacales), * et leurs mélanges.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 17, caractérisé
en ce qu'il comprend une sonde de température (2) et une sonde de pression (3) et en ce que le calculateur (8) qui est relié à la sonde de température (2) et à la sonde de pression (3), est à comparer les valeurs .theta.m et éventuellement P m mesurées respectivement avec les valeurs de références .theta.r et éventuellement P r, et déclenche la post-injection de liquide de régénération dans le conduit d'échappement (1), par l'intermédiaire des moyens d'alimentation (11) en liquide de régénération, des moyens d'alimentation (15, 16, 17) en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, et des moyens de post-injection, lorsque les mesures .theta.m et éventuellement P m sont supérieures ou égales aux valeurs de référence .theta.r et éventuellement P r.
en ce qu'il comprend une sonde de température (2) et une sonde de pression (3) et en ce que le calculateur (8) qui est relié à la sonde de température (2) et à la sonde de pression (3), est à comparer les valeurs .theta.m et éventuellement P m mesurées respectivement avec les valeurs de références .theta.r et éventuellement P r, et déclenche la post-injection de liquide de régénération dans le conduit d'échappement (1), par l'intermédiaire des moyens d'alimentation (11) en liquide de régénération, des moyens d'alimentation (15, 16, 17) en fluide gazeux sous pression, de préférence en air comprimé, et des moyens de post-injection, lorsque les mesures .theta.m et éventuellement P m sont supérieures ou égales aux valeurs de référence .theta.r et éventuellement P r.
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| EEER | Examination request | ||
| FZDE | Discontinued |