FR2771449A1 - Procede et dispositif de regeneration d'un filtre a particules - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif de régénération d'un filtre à particules (20) pour la dépollution des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne (12). On apporte de la chaleur pour la combustion des suies sur la face amont du filtre à particules (20). L'apport de chaleur s'effectue localement sur la face amont du filtre (20) pour l'inflammation des suies dans une ou plusieurs zones repérées. On prévoit un additif chimique dans le carburant alimentant le moteur (12), lequel additif chimique est adapté pour abaisser la température de combustion des suies sur le filtre à particules (20) pour permettre une auto-inflammation des suies adjacentes à celles en cours de combustion sur la face amont du filtre à particules (20) sous l'action du flux de chaleur produit par les suies en combustion, et ainsi assurer une propagation de la combustion des suies sur l'essentiel de la face amont du filtre à particules (20).

Description

La présente invention concerne un dispositif et un procédé de régénération d'un filtre à particules pour la dépollution des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne à allumage commandé ou à allumage par compression du type dans lequel on apporte de la chaleur pour la combustion des suies sur la face amont du filtre à particules.
Afin d'assurer un fonctionnement correct des filtres à particules, il est nécessaire d'assurer périodiquement la combustion des suies déposées sur la face amont du filtre à particules. Cette opération est couramment appelée régénération du filtre à particules.
Dans le cas des moteurs Diesel, les gaz d'échappement ont une température de fonctionnement couramment rencontrée de l'ordre de 300 à 350"C en sortie du moteur. Or, la température d'auto-inflammation des suies déposées sur le filtre à particules est, dans les conditions de pression et de composition de gaz communément rencontrées dans une ligne d'échappement, de l'ordre de 600"C.
II a donc été proposé, afin d'assurer une auto-inflammation périodique des suies, de prévoir des moyens d'apport de chaleur dans la ligne d'échappement afin d'augmenter la température des gaz circulant dans le filtre à particules et ainsi chauffer les suies. Toutefois, ces moyens d'apport de chaleur nécessitent beaucoup d'énergie pour assurer le chauffage de l'ensemble du débit de gaz issus du moteur.
Par ailleurs, il a été envisagé également d'ajouter un additif chimique au carburant alimentant le moteur afin d'abaisser la température de combustion des suies sur le filtre à particules.
Toutefois, on constate que l'usage d'un agent abaissant la température de combustion des suies dans le carburant provoque, dans certaines conditions, des chocs thermiques occasionnant la destruction du filtre à particules lors des phases de régénération du filtre à particules.
De tels phénomènes sont constatés notamment lorsque la face amont du filtre à particules est recouverte d'une quantité importante de suies, notamment par exemple après une phase prolongée d'utilisation du moteur à un régime réduit.
L'invention a pour but de fournir un procédé et un dispositif de dépollution des gaz d'échappement ne présentant pas les inconvénients mentionnés ci-dessus et qui permettent en particulier une combustion des particules de suies sans risque de destruction du filtre à particules, et avec un apport réduit d'énergie afin de provoquer la combustion des suies.
A cet effet, I'invention a pour objet un procédé de dépollution des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, du type précité, caractérisé en ce que l'apport de chaleur s'effectue localement sur la face amont du filtre à particules pour l'inflammation des suies dans une ou plusieurs zones repérées, et en ce que l'on prévoit un additif chimique dans le carburant alimentant le moteur, lequel additif chimique est adapté pour abaisser la température de combustion des suies sur le filtre à particules, pour permettre une auto-inflammation des suies adjacentes à celles en cours de combustion sur la face amont du filtre à particules sous l'action du flux de chaleur produit par les suies en combustion, et ainsi assurer une propagation de la combustion des suies sur l'essentiel de la face amont du filtre à particules.
Suivant des modes particuliers de mise en ceuvre du procédé, celuici comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes:
- I'apport local de chaleur s'effectue lorsque la contre-pression en amont du filtre à particules dépasse une valeur de seuil prédéterminée, laquelle valeur de seuil est choisie inférieure à la contre-pression pour laquelle les suies subissent une auto-inflammation à la température moyenne de passage des gaz d'échappement dans le filtre à particules;
- la valeur de seuil prédéterminée est fonction du régime moteur et de la charge du moteur;
-'apport local de chaleur s'effectue lorsque le moteur fonctionne à un régime inférieur ou égal à 50 % du régime maximal ; et
- I'agent prévu dans l'additif chimique pour assurer un flux de chaleur, résultant de la combustion des suies adjacentes, suffisant pour permettre une auto-inflammation des suies, comporte des moyens de catalyse de la réaction d'oxydation des suies.
L'invention a en outre pour objet un dispositif de dépollution des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, du type comportant des moyens d'apport de chaleur pour la combustion des suies sur la face amont du filtre à particules, caractérisé en ce que les moyens d'apport de chaleur comportent au moins un élément d'apport local de chaleur dans une zone repérée en regard de chaque élément, pour l'inflammation des suies sur la face amont du filtre à particules dans cette zone repérée, et en ce qu'un additif chimique est initialement ajouté au carburant alimentant le moteur, lequel additif chimique est adapté pour abaisser la température de combustion des suies sur le filtre à particules, pour permettre une auto-inflammation des suies adjacentes à celles en cours de combustion sur la face amont du filtre à particules sous l'action du flux de chaleur produit par les suies en combustion, et ainsi assurer une propagation de la combustion sur l'essentiel de la face amont du filtre à particules.
Suivant des modes particuliers de réalisation, le dispositif de dépollution des gaz d'échappement comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes:
- le ou chaque élément d'apport local de chaleur comporte une résistance électrique;
- le ou chaque élément d'apport local de chaleur comporte une bougie de préchauffage de moteur Diesel;
- le ou chaque élément d'apport local de chaleur est espacé de la face amont du filtre à particules d'une distance comprise entre 0 et 20 mm;
- I'additif chimique comporte des moyens de catalyse de la réaction d'oxydation des suies ; et
- il comporte, en amont du filtre à particules, un capteur de mesure de la contre-pression, lequel capteur est relié à une unité de commande du ou de chaque élément d'apport local de chaleur, en vue de leur actionnement, lorsque la contre-pression mesurée par le capteur dépasse une valeur de seuil prédéterminée, laquelle valeur de seuil est inférieure à la contrepression pour laquelle les suies subissent une auto-inflammation à la tem pérature moyenne de passage des gaz d'échappement dans le filtre à particules.
En outre, I'invention a pour objet un dispositif de dépollution des gaz d'échappement, comportant un filtre à particules et un dispositif de régénération du filtre à particules tel que décrit ci-dessus.
En variante, le dispositif de dépollution comporte en outre des moyens de purification catalytique disposés en amont du filtre à particules.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins, sur lesquels:
- la figure 1 est une vue schématique d'une ligne d'échappement associée à un moteur Diesel et munie d'un dispositif de régénération selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale du pot d'échappement comportant un filtre à particules et des moyens d'apport local de chaleur;
- la figure 3 est une vue en bout du pot d'échappement de la figure 2 vu depuis l'entrée;
- la figure 4 est un graphique montrant, pour une phase d'un cycle de fonctionnement du moteur, I'évolution de la contre-pression en amont du filtre à particules et la température mesurée en amont et en aval du filtre à particules, lors de la mise en oeuvre de l'invention;
- la figure 5 est un graphique analogue à celui de la figure 4, réalisé en l'absence de moyens d'apport local d'énergie; et
- la figure 6 est un graphique montrant des cycles successifs de régénération de filtres à particules pour des filtres à particules associés à différents moyens de régénération et, éventuellement, à des organes de purification catalytique.
Sur la figure 1, est représenté un dispositif 10 de dépollution des gaz d'échappement. Celui-ci est relié à la sortie d'échappement d'un moteur 12 à combustion interne à allumage par compression, communément désigné par moteur Diesel. Ce moteur est par exemple le moteur d'un véhicule automobile.
Le moteur 12 est relié par une conduite 13 à un réservoir 14 de stockage du gazole pour l'alimentation du moteur. En outre, un moyen 16 de stockage d'un additif chimique est relié au réservoir 14 d'alimentation du moteur, de sorte que l'additif chimique se mélange, après chaque remplissage du réservoir avec un dosage constant, au gazole alimentant le moteur.
Tout autre dispositif autorisant l'ajout au gazole alimentant le moteur d'un additif avec une concentration adaptée peut être utilisé.
Le dispositif de dépollution 10 comporte successivement, en série, depuis la sortie d'échappement du moteur 12, un ou des organes de purification catalytique 18 suivi par un filtre à particules 20.
L'organe de purification catalytique 18 est par exemple constitué par une structure perméable aux gaz recouverte de métaux catalytiques favorisant l'oxydation des gaz de combustion etlou la réduction des oxydes d'azote.
En amont du filtre à particules, le dispositif 10 de dépollution comporte des éléments 22 d'apport local de chaleur en des zones repérées de la face amont du filtre à particules. Ces éléments 22, formés par exemple par des organes résistifs, sont reliés par une ligne d'alimentation électrique 24 à une unité de commande 26. Cette dernière est elle-même reliée à un capteur de contre-pression 28 disposé dans la ligne d'échappement en amont du filtre à particules.
Le filtre à particules 20 est représenté plus en détail en regard des figures 2 et 3.
Celui-ci est reçu à l'intérieur d'une enceinte métallique 30 comportant une entrée 32 reliée à la sortie de l'organe de purification catalytique et une sortie 34 débouchant dans l'atmosphère, par exemple par l'intermédiaire d'une conduite d'évacuation.
La partie courante de l'enceinte 30 est par exemple cylindrique d'axe
X-X et renferme le filtre à particules 20. Cette partie courante est reliée à
L'entrée 32 par une chambre d'entrée à parois tronconiques 36 s'évasant depuis l'entrée jusqu'au filtre à particules.
De même la partie courante de l'enceinte 30 est reliée à la sortie 34 par une chambre de sortie 38 à parois latérales tronconiques de section progressivement décroissante depuis le filtre à particules jusqu'à la sortie 34.
Le filtre à particules 20 est réalisé en un matériau de filtrage constitué d'une structure monolithique en céramique ayant une porosité suffisante pour permettre le passage des gaz d'échappement. Cependant, comme connu en soi, le diamètre des pores est choisi suffisamment petit pour assurer une retenue des particules, et notamment des particules de suies, sur la face amont du filtre. Le filtre à particules peut également être réalisé à partir d'une mousse de céramique ou de carbure de silicium. II peut également être constitué d'un filtre cartouche ou d'un filtre en métal fritté.
Le filtre à particules utilisé ici comporte un ensemble de canaux parallèles répartis en un premier groupe de canaux d'entrée 42A et un second groupe de canaux de sortie 42B. Les canaux d'entrée et de sortie sont disposés en quinconce, comme représenté sur la figure 3. Pour des raisons de clarté des dessins, la section des canaux a été augmentée et leur nombre réduit.
Les canaux d'entrée 42A sont débouchants sur la section amont du filtre à particules et obturés au niveau de la section aval du filtre à particules.
Au contraire, les canaux de sortie 42B sont obturés sur la section amont du filtre à particules et sont débouchants sur sa section aval.
Ainsi, comme connu en soi, les gaz d'échappement pénétrant dans les canaux d'entrée 42A s'écoulent au travers des parois longitudinales poreuses du filtre jusque dans un canal de sortie 42B, comme schématisé par les flèches F. Les suies contenues dans le gaz d'échappement sont retenues sur la face amont du filtre à particules.
Dans l'exemple représenté, les éléments 22 d'apport local de chaleur sont au nombre de quatre. Ils sont régulièrement répartis autour de l'axe X
X du filtre à particules et traversent la paroi tronconique de la chambre d'entrée 36. Chaque élément 22 est constitué d'une bougie de préchauffage de moteur Diesel. La résistance d'une telle bougie est de l'ordre de 0,5 à 5
Ohms.
Ces bougies sont montées dans un manchon de support 44 soudé sur la paroi tronconique de la chambre 36, de sorte que l'extrémité chauffante, notée 46, de chaque bougie de préchauffage est maintenue à une distance x de la face amont du filtre à particules. La distance x est avantageusement comprise entre 0 et 20 mm et est de préférence sensiblement égale à 1 mm. Chaque bougie est ainsi destinée à agir en une zone repérée, notée 48, de surface réduite et située sur la section amont s'étendant au droit de l'extrémité chauffante 46 correspondante.
Selon l'invention, L'additif chimique ajouté au combustible alimentant le moteur est adapté, à la fois pour abaisser la température de combustion des suies sur le filtre à particules, et pour assurer un flux de chaleur, résultant de la combustion des suies, suffisant pour permettre une autoinflammation des suies adjacentes. Les agents exerçant les deux fonctions définies ci-dessus peuvent être formés par un seul et même mélange de constituants chimiques, voire une même espèce chimique.
Ainsi, L'additif est par exemple constitué d'une ensemble d'espèces chimiques mises en solution dans un solvant hydrocarboné dont les propriétés physiques sont proches de celles du gazole. La teneur de l'additif dans le gazole est telle que la teneur en espèces chimiques actives, qui seront décrites par la suite, soit comprise dans une plage de concentration de 5 à 250 ppm massique.
L'additif est tel que, après combustion du gazole dans le moteur, les espèces chimiques sont entraînées par le gaz d'échappement avec les particules de suies. Ainsi, ces espèces chimiques se déposent sur la face amont du filtre à particules. Elles permettent de diminuer la température de combustion des suies de l'ordre de 100 à 200"C réduisant ainsi la température de combustion des suies à environ 400"C à 500"C, alors que cette température est normalement de l'ordre de 600"C pour des suies vierges.
Les espèces chimiques pouvant être utilisées en tant qu'additifs sont essentiellement des métaux, notamment pris dans la liste suivante, Fe, Ce,
Cu, Na, K, Sr, Pr, Mo, Pb, Co, V, Mn ou des terres rares.
En particulier, les produits commerciaux suivants peuvent être utilisés en tant qu'additifs exerçant de manière satisfaisante les deux fonctions nécessaires à l'invention:
- "EOLYS" (à base de Ce) commercialisé en France par la société
RHONE-POULENC,
- "SATACEN" (à base de Fe) commercialisé par la société PLUTO en
Allemagne.
Sur la figure 4, est représentée l'évolution de la contre-pression et des températures d'entrée et de sortie du filtre à particules lors d'une régénération provoquée de celui-ci par mise en oeuvre de l'invention par le dispositif de la figure 1.
Sur cette figure, la contre-pression mesurée par le capteur 28 en amont du filtre à particules est représentée par la courbe Pc. Les températures d'entrée et de sortie du filtre à particules sont désignées respectivement par Te et Ts.
L'évolution de la contre-pression Pc correspond à l'évolution de celleci lors de la commande du moteur suivant un cycle de tests. Ce cycle comporte des étapes successives de fonctionnement du moteur à bas régime, la contre-pression Pc étant alors inférieure à 0,2 bar et des périodes de fonctionnement à haut régime pendant lesquelles la contre-pression Pc est supérieure à 0,2 bar.
Comme connu en soi, après une certaine durée de fonctionnement et avant toute régénération, le filtre à particules se colmate progressivement sur sa face amont, de sorte que la contre-pression Pc mesurée par la sonde 28, lors des phases de fonctionnement du moteur à haut régime, est élevée et notamment supérieure à 0,4 bar.
Selon l'invention, L'unité de commande 26 est programmée dans l'exemple considéré afin de commander la régénération du filtre à particules lorsque la contre-pression Pc est supérieure à une valeur de seuil prédé terminée fixée par exemple à 0,5 bar dans les conditions du test. Avantageusement, cette valeur de seuil est choisie inférieure à la contre-pression pour laquelle les suies subissent une auto-inflammation à la température de passage des gaz d'échappement dans le filtre à particules.
Cette valeur de pression est en pratique fonction du régime moteur et de la charge du moteur.
Afin de déclencher la régénération, L'unité de commande 26 alimente les quatre éléments 22 d'apport local de chaleur sur la face amont du filtre à particules. Cet apport de chaleur se produit à l'instant noté tr sur la figure 4.
Avantageusement, le déclenchement de la régénération est effectué alors que le régime du moteur est bas et est notamment inférieur à environ 50 % du régime maximal (ce qui correspond à sensiblement 2.500 tr/mn pour un moteur de véhicule de tourisme).
Suite à l'alimentation des éléments 22, leurs extrémités de chauffage 46 augmentent localement la température des suies déposées sur la face amont du filtre à particules. En particulier, dans les zones repérées 48, la température des suies additives est portée à une température supérieure à leur température d'inflammation qui est de l'ordre de 400"C à 500"C, de sorte que la combustion des suies est initiée. Cette initiation ne se produit que dans les zones repérées 48 où s'appliquent les extrémités 46 des bougies de préchauffage.
Par la suite, la combustion s'auto-entretient, la combustion des suies produisant suffisamment de chaleur pour provoquer l'auto-inflammation des suies additivées immédiatement adjacentes.
La combustion des suies ainsi initialement chauffées par les éléments 22 engendre un flux de chaleur important. Ainsi, la chaleur produite par la combustion des suies permet le chauffage des suies non encore enflammées immédiatement adjacentes jusqu'à une température supérieure à leur température d'auto-inflammation, cette dernière ayant été abaissée par la présence de l'additif.
On comprend que, même si l'alimentation des éléments 22 est stoppée, la combustion se propage de manière centrifuge depuis les zones re pérées 48 sur l'essentiel de la surface de la face amont du filtre à particules, et particulièrement sur la section amont.
On constate ainsi, dans l'exemple considéré, la propagation de quatre fronts de combustion depuis les zones repérées 48 d'apport local d'énergie. Ces fronts de combustion se propagent progressivement sur toute la section amont du filtre à particules ainsi qu'à l'intérieur des conduites d'entrée 42A.
La combustion des suies additivées s'effectuant à une température limitant la cinétique de réaction permet le balayage progressif de toute l'étendue de la face amont par le front de combustion du filtre. De cette fa çon, la température de celui-ci augmente localement de manière acceptable sans atteindre une température préjudiciable pour la structure mécanique du filtre.
Dans l'exemple considéré sur la figure 4, on constate que la température en sortie du filtre à particules s'élève progressivement suivant un pic noté M pendant une durée d'environ 35 secondes depuis environ 350"C correspondant à la température moyenne de sortie des gaz d'échappement jusqu'à environ 550"C.
Après que les suies ont complètement brûlé sur la face amont du filtre à particules, la combustion cesse et la température de sortie redescend progressivement jusqu'à la température moyenne.
On constate sur la figure 4 que, après régénération du filtre à particules, la contre-pression mesurée en amont du filtre à particules reste inférieure à 0,2 bar, quel que soit le régime de fonctionnement du moteur. En effet, la régénération du filtre à particules permet un décolmatage de la face amont de celui-ci, assurant une meilleure circulation des gaz d'échappement.
En l'absence de moyens d'apport local de chaleur, le carburant étant toutefois associé à un additif chimique, les risques de rupture du filtre à particules sont importants, comme expliqué en regard des courbes de la figure 5.
Comme précédemment, sur cette figure, la courbe notée P correspond à la contre-pression en amont du filtre à particules et les courbes notées Te et T5 correspondent aux températures mesurées respectivement en amont et en aval du filtre à particules.
Pour cet exemple, le filtre à particules n'est pas associé à des moyens de déclenchement de sa régénération, de sorte que celle-ci ne se produit que lorsque les conditions de température et de contre-pression en amont du filtre à particules est suffisante pour provoquer la combustion des suies. C'est pourquoi, la contre-pression Pc en amont du filtre à particules évolue jusqu'à une valeur maximale de l'ordre de 1i4 bar au point Q. Dans ces conditions de contre-pression, les suies déposées sur la face amont du filtre à particules subissent toutes simultanément une auto-inflammation, ce qui provoque une augmentation très rapide de la température T5. Celle-ci évolue en moins de 10 secondes d'une température de 350"C à 850"C.
L'élévation de la température risque de provoquer une dégradation rédhibitoire de la fonction filtration.
Cependant, on conçoit que, dans ce cas, si un organe de purification catalytique est disposé en aval du filtre à particules, celui-ci est endommagé par la température trop élevée des gaz circulant au travers de celui-ci. En particulier, sa durée de vie est considérablement réduite.
Sur la figure 6, est représenté à titre comparatif, I'évolution de la contre-pression en amont du filtre à particules en fonction du temps pour différentes structures du dispositif de dépollution.
Dans tous les cas, le moteur est alimenté avec un combustible auquel a été ajouté un additif chimique.
La courbe A correspond au cas d'un dispositif de dépollution constitué uniquement d'un filtre à particules. Dans ce cas, la régénération s'autodéclenche automatiquement, comme dans le cas de la figure 5, lorsque la contre-pression dépasse une valeur de contre-pression déterminée, notée Ps, dans la pratique sensiblement égale à 1,4 bar dans les conditions de test. Dans ces conditions, comme cela a été expliqué en regard de la figure 5, il existe de très forts risques que le filtre à particules soit endommagé lors de la combustion des suies. Un tel risque existe si la contre-pression dépasse une valeur limite Pf qui est sensiblement égale à 0,8 bar.
La courbe B correspond à un dispositif de dépollution comportant depuis la sortie d'échappement du moteur 12, en série, un organe de purification catalytique et un filtre à particules. L'organe de purification catalytique modifie la composition gazeuse et provoque la dénaturation des suies additivées présentes dans les gaz d'échappement. Dans ce cas, I'augmentation de la contre-pression s'effectue moins rapidement que dans le cas A et conduit à l'absence de régénération.
Ainsi, comme représenté sur la figure 6, la contre-pression atteint une valeur asymptotique, notée P., telle que le moteur ne peut fonctionner dans des conditions économiques acceptables.
La courbe notée A' correspond à un dispositif de dépollution comportant un filtre à particules associés à des éléments d'apport local de chaleur, ces éléments étant commandés par une unité de commande telle que l'unité 26 décrite en regard de la figure 1.
Dans ce cas, lorsque la pression mesurée en amont du filtre à particules atteint une pression Ps, inférieure à Pf et par exemple sensiblement égale à 0,5 bar, les éléments d'apport local de chaleur sont alimentés de sorte qu'ils déclenchent une régénération du filtre à particules.
Comme expliqué précédemment, cette régénération s'effectuant progressivement sur toute la surface amont du filtre à particules, la température de celui-ci reste inférieure aux températures critiques préjudiciables pour la structure du filtre.
Sous la commande de l'unité 26, le dispositif de dépollution effectue un ensemble de cycles successifs avec une périodicité moyenne notée T1, pour des conditions de circulation normales du véhicule.
La courbe B' correspond à un dispositif de dépollution comportant à la fois des éléments d'apport local de chaleur et un organe de purification catalytique disposé en amont du filtre à particules. Dans ce cas, L'organe de purification catalytique réduit la masse des suies additivées se déposant sur le filtre à particules. Ainsi, la vitesse de colmatage du filtre à particules, et donc la vitesse d'augmentation de la contre-pression sont réduites. Dans ce cas, comme représenté sur la figure , le dispositif de dépollution effectue des régénérations avec une période régulière, notée T2, supérieure à T1.
Ainsi, on comprend que la présence de l'organe de purification catalytique en amont du filtre à particules permet de réduire la fréquence des régénérations du filtre à particules.
De plus, L'organe de purification catalytique disposé en amont du filtre à particules bénéficie de la température plus élevée en amont du filtre.
En effet, le filtre à particules crée une contre-pression qui augmente la température des gaz d'échappement. Ainsi, la charge en métaux précieux de l'organe de purification catalytique peut être réduite du fait du rendement élevé de l'organe de purification catalytique fonctionnant à plus haute température.
En outre, le filtre à particules disposé en aval de l'organe de purification catalytique permet que les composés oxygénés polluants tels que les oxydes de soufre créés dans les gaz d'échappement lors de leur passage dans l'organe de purification catalytique soient retenus dans le filtre à particules et ne s'échappent pas dans l'atmosphère.
Avec le procédé selon l'invention, L'organe de purification catalytique peut être avantageusement disposé en amont du filtre à particules.
Par ailleurs, avec les moyens d'apport local de chaleur mis en oeuvre dans l'invention, la consommation d'énergie est faible pour déclencher la régénération. Les essais montrent qu'une puissance de l'ordre de 1 kW suffit.
Avec le procédé selon l'invention, la régénération s'effectue pour une contre-pression relativement faible, ce qui garantit un fonctionnement correct du moteur et une amélioration de sa consommation en carburant.
Le procédé selon l'invention est particulièrement utile pour les véhicules utilisés en condition urbaine. En effet, il permet le déclenchement opportun de la régénération.
Dans des conditions d'utilisation prolongées du véhicule avec un régime du moteur élevé (déplacement sur autoroute par exemple), le filtre à particules s'auto-régénère continuement sous l'action de la température élevée des gaz d'échappement. Cette auto-régénération s'effectuant de manière continue, sans qu'une grande quantité de suies ne puisse s'accumuler, elle est sans risque de rupture pour le filtre. Dans ces conditions, la régénération déclenchée n'est pas nécessaire.
En variante, la régénération peut être déclenchée périodiquement, en fonction du temps d'utilisation, de la distance parcourue par le véhicule, de la quantité de carburant ou d'additif consommée.
L'invention décrite ici s'applique tant aux moteurs à combustion interne à allumage par compression (moteur Diesel) qu'aux moteurs à allumage commandé (moteur à essence).
Bien que l'organe de purification catalytique est avantageusement placé en amont du filtre à particules, un tel organe peut être en outre placé en aval du filtre à particules.

Claims (13)

  1. la face amont du filtre à particules (20), caractérisé en ce que l'apport de chaleur s'effectue localement sur la face amont du filtre à particules (20) pour l'inflammation des suies dans une ou plusieurs zones repérées (48), et en ce que l'on prévoit un additif chimique dans le carburant alimentant le moteur (12), lequel additif chimique est adapté pour abaisser la température de combustion des suies sur le filtre à particules (20), pour permettre une auto-inflammation des suies adjacentes à celles en cours de combustion sur la face amont du filtre à particules (20) sous l'action du flux de chaleur produit par les suies en combustion, et ainsi assurer une propagation de la combustion des suies sur l'essentiel de la face amont du filtre à particules (20).
    pollution des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne (12), du type dans lequel on apporte de la chaleur pour la combustion des suies sur
    1.- Procédé de régénération d'un filtre à particules (20) pour la dé
    REVENDICATIONS
  2. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'apport local de chaleur s'effectue lorsque la contre-pression en amont du filtre à particules (20) dépasse une valeur de seuil prédéterminée, laquelle valeur de seuil est choisie inférieure à la contre-pression pour laquelle les suies subissent une auto-inflammation à la température moyenne de passage des gaz d'échappement dans le filtre à particules (20).
  3. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur de seuil prédéterminée est fonction du régime moteur et de la charge du moteur.
  4. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'apport local de chaleur s'effectue lorsque le moteur (12) fonctionne à un régime inférieur ou égal à 50 % du régime maximal.
  5. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'agent prévu dans l'additif chimique pour assurer un flux de chaleur, résultant de la combustion des suies adjacentes, suffisant pour permettre une auto-inflammation des suies, comporte des moyens de catalyse de la réaction d'oxydation des suies.
  6. 6.- Dispositif de régénération d'un filtre à particules (20) pour la dépollution des gaz d'échappement d'un moteur combustion interne (12), du type comportant des moyens (22) d'apport de chaleur pour la combustion des suies sur la face amont du filtre à particules (20), caractérisé en ce que les moyens d'apport de chaleur comportent au moins un élément (22) d'apport local de chaleur dans une zone repérée (48) en regard de chaque élément (22), pour l'inflammation des suies sur la face amont du filtre à particules (20) dans cette zone repérée (48), et en ce qu'un additif chimique est initialement ajouté au carburant alimentant le moteur (12), lequel additif chimique est adapté pour abaisser la température de combustion des suies sur le filtre à particules (20), pour permettre une auto-inflammation des suies adjacentes à celles en cours de combustion sur la face amont du filtre à particules (20) sous l'action du flux de chaleur produit par les suies en combustion, et ainsi assurer une propagation de la combustion sur l'essentiel de la face amont du filtre à particules.
  7. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ou chaque élément (22) d'apport local de chaleur comporte une résistance électrique (44).
  8. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le ou chaque élément (22) d'apport local de chaleur comporte une bougie de préchauffage de moteur Diesel.
  9. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le ou chaque élément (22) d'apport local de chaleur est espacé de la face amont du filtre à particules (20) d'une distance comprise entre 0 et 20 mm.
  10. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que l'additif chimique comporte des moyens de catalyse de la réaction d'oxydation des suies.
  11. 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte, en amont du filtre à particules (20), un capteur (28) de mesure de la contre-pression, lequel capteur (28) est relié à une unité (26) de commande du ou de chaque élément (22) d'apport local de chaleur, en vue de leur actionnement, lorsque la contre-pression mesurée par le capteur (28) dépasse une valeur de seuil prédéterminée, laquelle valeur de seuil est inférieure à la contre-pression pour laquelle les suies subissent une auto-inflammation à la température moyenne de passage des gaz d'échappement dans le filtre à particules (20).
  12. 12.- Dispositif de dépollution des gaz d'échappement comportant un filtre à particules (20) et un dispositif de régénération (10) selon l'une quelconque des revendications 6 à 11.
  13. 13.- Dispositif de dépollution selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (18) de purification catalytique disposés en amont du filtre à particules.
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