FR2909123A1 - Ligne d'echappement des gaz pour moteur a combustion interne equipee de systemes de depolution. - Google Patents

Ligne d'echappement des gaz pour moteur a combustion interne equipee de systemes de depolution. Download PDF

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Abstract

Ligne d'échappement des gaz pour moteur à combustion interne 1 de véhicule automobile équipée d'un premier catalyseur d'oxydation ou pré-catalyseur 4 placé à proximité de la sortie des gaz du moteur, et d'un filtre à particules 9 associé à un second catalyseur d'oxydation 8 placés en aval du pré-catalyseur,Elle comporte des premiers moyens pour générer une élévation de la température des gaz en sortie du moteur 1 , des deuxièmes moyens pour provoquer une réaction exothermique dans le pré-catalyseur 4 et des troisièmes moyens 5 pour provoquer une réaction exothermique dans le catalyseur 8 de façon à répartir la génération de l'élévation de température des gaz d'échappement, nécessitée par la régénération du filtre à particules 9, entre le moteur, le pré-catalyseur et le catalyseur.

Description

L'invention concerne une ligne d'échappement de gaz pour moteur de
véhicule automobile équipée de systèmes de dépollution. Les polluants issus de la combustion d'un moteur de véhicule automobile que celui-ci soit un moteur Diesel ou essence, sont majoritairement des hydrocarbures imbrûlés, des oxydes d'azote (monoxyde d'azote NO et dioxyde d'azote NO2), des oxydes de carbone (monoxyde de carbone CO) et dans le cas des moteurs Diesel et des moteurs à injection directe à io essence, des particules solides carbonées. Afin de respecter les normes environnementales internationales, la maîtrise des émissions de HC, de CO, de NOx et de particules est impérative et des technologies de post-traitement des gaz sont indispensables. is La dépollution des véhicules automobiles fait appel à différents systèmes de post-traitement pour éliminer les polluants produits par le moteur : les catalyseurs, et le filtre à particules dans le cas des moteurs Diesel. Le filtre à particules permet d'éliminer par filtration les 20 particules solides présentes dans les gaz d'échappement des moteurs Diesel. Une fois piégées au sein du filtre, les particules doivent être éliminées périodiquement par élévation de la température jusqu'à 450 à 700 C au sein du filtre afin d'entraîner leur combustion. Cette opération est couramment 25 appelée régénération du filtre à particules. Classiquement l'énergie nécessaire à la régénération est fournie par une élévation de la température des gaz d'échappement. Cependant demander au moteur de fournir une telle température présente des difficultés, en particulier dans le cas 30 des températures les plus élevées comprises entre 550 à 700 C. Classiquement le surplus d'énergie à l'échappement par rapport au fonctionnement normal du moteur est fourni par 2909123 2 l'utilisation de post-injections, c'est-à-dire d'injections de carburant tardives, après le point mort haut du cycle, ou par une dégradation du rendement de la combustion. Dans le cas de l'utilisation d'une post-injection celle-ci peut 5 brûler totalement ou partiellement dans le moteur, générant une élévation de la température des gaz d'échappement ou, si elle est suffisamment tardive, entraîner une augmentation des quantités de CO et d'HC à l'échappement qui s'oxydent en arrivant sur le catalyseur d'oxydation afin de générer de la io chaleur. Cette méthode entraîne une contrainte thermique forte sur le catalyseur le plus proche du moteur qui est soumis à chaque régénération à une forte élévation de température. Par ailleurs le turbocompresseur et le collecteur d'échappement sont aussi is soumis à des températures élevées. Enfin les méthodes de chauffage issues du moteur entraînent de la dilution de gazole dans l'huile de lubrification de celui-ci, ce qui est préjudiciable à sa durée de vie. L'utilisation d'injection de gazole à l'échappement permet de 20 résoudre la plupart de ces problèmes. Dans ce cas le chauffage issu du moteur est fortement réduit et la chaleur est générée par combustion du gazole introduit à l'échappement sur le catalyseur en amont du filtre à particules. La dilution d'huile alors est fortement réduite ainsi que les contraintes 25 thermiques sur le collecteur d'échappement et le turbocompresseur. Cette technologie présente un intérêt spécifique dans le cas où le catalyseur d'oxydation est scindé en une partie proche de la sortie du moteur (appelée pré-catalyseur) et une partie 30 plus éloignée de cette sortie, par exemple, sous la caisse du véhicule (appelée catalyseur). Dans ce cas l'injection de gazole entre les deux catalyseurs permet de ne solliciter thermiquement que le second catalyseur lors des régénérations, le pré-catalyseur étant alors uniquement dédié 35 à l'oxydation des HC et CO issus du moteur. 2909123 3 L'inconvénient majeur de cette technologie est la très forte sollicitation thermique du catalyseur générant l'exotherme (jusqu'à 400 ou 500 C d'exotherme) et la nécessité d'une très grande capacité de traitement d'HC pour ce dernier afin 5 d'éviter fumées et odeurs à l'échappement. Le but de l'invention est donc de proposer, dans le cas d'une ligne d'échappement comportant un catalyseur associé à un filtre à particules, une stratégie visant à générer, en amont du filtre à particules, une température suffisamment élevée pour io provoquer la combustion totale des particules, sans sollicitation excessive du moteur ou du catalyseur. A cet effet,la présente invention a pour objet une ligne d'échappement des gaz pour moteur à combustion interne de véhicule automobile équipée d'un premier catalyseur is d'oxydation ou pré-catalyseur placé à proximité de la sortie des gaz du moteur et d'un filtre à particules associé à un second catalyseur d'oxydation placés en aval du pré-catalyseur. Selon l'invention, elle comporte des premiers moyens pour générer une élévation de la température des gaz 20 en sortie du moteur, des deuxièmes moyens pour provoquer une réaction exothermique dans le pré-catalyseur et des troisièmes moyens pour provoquer une réaction exothermique dans le second catalyseur de façon à répartir la génération de l'élévation de température des gaz d'échappement, nécessitée 25 par la régénération du filtre à particules, entre le moteur, le pré-catalyseur et le second catalyseur. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention : • Les moyens pour générer une élévation de la température des gaz en sortie du moteur sont aptes à provoquer une 30 dégradation de l'efficacité de combustion. ^ La dégradation de l'efficacité de combustion est obtenue par sous calage de l'injection principale de carburant, c'est-à-dire par une injection plus tardive par rapport au point mort haut du cycle. 2909123 4 ^ L'injection principale est retardée de 2 à 20 d'angle du vilebrequin par rapport à une injection normale. ^ la dégradation de l'efficacité de combustion est obtenue par réduction de la quantité d'air admise dans le moteur. 5 • Les moyens pour générer une élévation de la température des gaz en sortie du moteur permettent d'obtenir, en amont du pré-catalyseur, une température des gaz comprise entre 200 et 650 C • Les moyens pour provoquer une réaction exothermique io dans le pré-catalyseur sont aptes à déclencher une phase de post injection de carburant dans le moteur. ^ La post injection est tardive et comprise entre 90 à 240 d'angle du vilebrequin. ^ La température de la réaction exothermique dans le pré-catalyseur est comprise entre 20 et 200 C. • Le moyen pour générer une réaction exothermique dans le catalyseur est un dispositif d'introduction de carburant disposé entre le pré-catalyseur et le catalyseur. ^ La température de la réaction exothermique dans le 20 catalyseur est comprise entre 20 et 300 C. ^ Les trois moyens de chauffage des gaz d'échappement sont activés successivement en fonction de la différence entre la température des gaz à la sortie du moteur et celle nécessaire à l'amont du filtre à particules pour assurer la 25 régénération de celui-ci. ^ Au moins deux des moyens de chauffage des gaz d'échappement sont activés simultanément. ^ Les deux réaction exothermes sont produites simultanément et pilotées de façon à assurer le meilleur compromis 30 traitement des HC/consommation de carburant. 2909123 5 ^ A fort régime du moteur et charge moyenne et forte, les moyens pour générer une élévation de la température des gaz en sortie du moteur sont rendus prépondérants par rapport aux deux autres moyens de chauffage des gaz. 5 ^ Le contrôle des moyens de chauffage est prédéterminé par cartographie. ^ Le contrôle des moyens de chauffage est une régulation en boucle fermée. • La régulation utilise une ou plusieurs températures io relevées, par capteur, en différents points de la ligne d'échappement. • La régulation des moyens générant les réactions exothermiques prend en compte le débit de gaz à l'échappement. 15 ^ Lorsque les moyens pour générer une élévation de la température des gaz en sortie du moteur opèrent par sous calage de l'injection principale, la régulation agit sur l'angle de sous calage de celle-ci, par rapport à un angle de 90 du vilebrequin. 20 ^ Pour réguler la réaction exothermique sur le pré-catalyseur on ajuste la quantité et le phasage de la post-injection. ^ Pour réguler la réaction exothermique sur le catalyseur, on pilote le débit moyen du carburant injecté à l'échappement. ^ Pour assurer le contrôle de la stratégie de l'élévation de 25 température des gaz, on combine les modes de contrôle prédéterminé par cartographique et par régulation en boucle fermée. Par exemple, une régulation cartographique du chauffage moteur est couplée à une régulation par capteur pour les réactions exothermiques dans le pré30 catalyseur et dans le catalyseur. 2909123 6 ^ durant la phase de régénération, les moyens de chauffage des gaz d'échappement sont utilisés soit en continu, soit de façon intermittente, soit en quantités continûment variables. ^ le second catalyseur est situé en amont du filtre à 5 particules ou intégré sur le même support. ^ le carburant comporte un additif d'aide à la régénération du filtre à particules. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description ci-après, io donnée à titre indicatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est un schéma synoptique d'une ligne d'échappement selon l'invention. La figure 2 est un graphique des températures en is différents points de la ligne d'échappement, en fonction de la vitesse du moteur. La figure 3 est un graphique illustrant un exemple de changement de mode de chauffage, lors d'une diminution de charge du moteur. 20 Les figures 4, 5 et 6 illustrent des exemples de répartitions des modes de chauffage sur le champ moteur. Les figures 7 et 8 sont des exemples de contrôle des différents moyens de chauffage et, 25 La figure 9 montre des exemples de séquence d'injection. Le schéma synoptique de la figure 1 illustre un exemple de ligne d'échappement selon l'invention. Cette ligne comprend, comme cela est connu, un moteur 1, par 30 exemple, un moteur Diesel à quatre cylindres, en sortie duquel se trouve un collecteur des gaz d'échappement 2 et un turbocompresseur 3, débouchant dans la ligne d'échappement. 2909123 7 Cette ligne d'échappement comporte un premier catalyseur ou précatalyseur 4, placé à proximité de la sortie des gaz du moteur qui permet de traiter les émissions d'HC et CO du moteur 5 En sortie du pré-catalyseur 4, un dispositif 5 permet l'introduction de carburant comme par exemple du gazole, dans la ligne d'échappement. Ce dispositif comprend, par exemple, des moyens de pilotage de l'introduction 6 à partir d'un réservoir de carburant 7 du io véhicule ou du circuit de carburant du véhicule. Le dispositif 5 d'introduction de carburant est disposé entre le pré-catalyseur 4 et un second catalyseur 8 associé à un filtre à particules 9. Le catalyseur 8 et le filtre à particules 9 sont disposés à une is distance suffisante des moyens 5 d'introduction de carburant dans la ligne d'échappement pour permettre une bonne homogénéisation du mélange gaz/carburant. Selon l'invention, on vise à générer une température élevée, entre 400 et 800 C (de préférence entre 450 et 700 C), en 20 amont du filtre à particules, sans sollicitation excessive du moteur ou du catalyseur pour obtenir la régénération dudit filtre. Pour ce faire, la stratégie consiste à répartir l'élévation de température entre le moteur, le pré-catalyseur et le catalyseur. 25 Dans ce but, on génère une élévation de la température des gaz en sortie du moteur 1, et une réaction exothermique, dans le pré-catalyseur 4 et dans le catalyseur 8. L'élévation de la température des gaz en sortie du moteur 1 peut être obtenue par dégradation de l'efficacité de 30 combustion, par exemple par sous calage de l'injection principale, c'est-à-dire par une injection plus tardive par rapport au point mort haut (PMH), par une post-injection 2909123 8 brûlant totalement dans le moteur, par vannage à l'admission ou toute combinaison de ces moyens connus. Sur la figure 9b, on a représenté une séquence d'injection avec sous calage de l'injection principale, on voit que par 5 rapport à une injection classique, telle que représentée figure 9a, l'injection principale est déplacée de 2 à 20 d'angle du vilebrequin. On vise ainsi à obtenir, en amont du pré-catalyseur 4, une température des gaz comprise entre 200 et 650 C. Dans les io conditions les plus courantes de fonctionnement du moteur cette plage de température sera comprise entre 250 et 400 C. Ceci correspond à une élévation de température de 50 à 350 C par rapport au mode de fonctionnement hors régénération. is La réaction exothermique sur le pré-catalyseur 4 sera obtenue à l'aide d'une post injection, celle-ci étant de préférence tardive, afin de limiter la dilution de l'huile de lubrification. Sur la figure 9b, on a représenté une telle post injection, comprise entre 90 à 240 d'angle du vilebrequin, alors qu'une post 20 injection classique (figure 9c) est comprise entre 20 à 90 d'angle du vilebrequin. De préférence, cette post-injection tardive sera comprise entre 120 à 180 d'angle du vilebrequin. Plus une post injection est proche de l'injection principale, plus elle génère de chaleur en sortie moteur. Au contraire, une 25 post injection plus tardive, génère des émissions de CO, dus à sa combustion incomplète, et des HC. Plus la post injection est tardive, plus la quantité de chaleur produite est faible et plus les gaz d'échappement contiennent de HC. Ces émissions de CO et de HC sont oxydés en arrivant sur le 30 pré-catalyseur et génèrent de la chaleur. Afin de ne pas soumettre celui-ci à des températures trop élevées, la température de la réaction exothermique ainsi créée sera comprise entre 20 et 200 C, dans la plus part des cas entre 50 et 150 C. 2909123 9 La réaction exothermique sur le catalyseur 8 est engendrée par le dispositif d'introduction de carburant 5 qui envoie dans le catalyseur des hydrocarbures dont l'oxydation va provoquer un dégagement de chaleur important. On cherchera à obtenir 5 une température de la réaction exothermique ainsi créée comprise entre 20 et 300 C, dans la plus part des cas entre 50 et 200 C. Le diagramme de la figure 2 représente les températures en sortie de chacun des éléments contribuant à l'échauffement de io la ligne d'échappement, en fonction de la vitesse du moteur : 01 est la température en sortie du turbocompresseur 3, en fonctionnement normal du moteur, c'est-à-dire hors phase de régénération du filtre à particules ; 02 est la température en sortie du turbocompresseur en phase de régénération, 03 est is la température en sortie du pré-catalyseur 4 et 04 la température en sortie du catalyseur 8. 02, 03, 04 sont, bien entendu, les températures atteintes selon les enseignements de la présente invention. La zone Z, en grisée, est la zone de température permettant la régénération du filtre à particules. 20 On voit que l'amplitude des courbes varient selon les plages de fonctionnement du moteur. Dans les zones où le moteur fonctionne à forte charge, par exemple la fin du cycle tel qu'illustré sur la figure, un seul ou seulement deux des trois moyens utilisés sont suffisants pour assurer l'élévation de 25 température requise. Il est donc possible de commander, en conséquence, l'activation des différents moyens de chauffage. La figure 3 illustre les modes d'activation possibles de ces différents moyens lorsque la charge du moteur décroît en période de régénération du filtre à particules. Lorsque la 30 charge décroît, la température, en sortie moteur 05 décroît également. Dans la partie OO du graphique, cette température est, cependant, suffisante pour que la température 07, en amont du filtre à particules permette la régénération de celui-ci sans 35 besoin de chauffage additionnel. 2909123 i0 Dans la partie du graphique, la température de sortie moteur devient insuffisante pour assurer seule la régénération. On injecte alors du carburant à l'échappement pour provoquer une réaction exothermique dans le catalyseur 8, la 5 température 09 en sortie de celui-ci augmente de sorte que 07 reste dans la zone de régénération. Dans la partie , après une nouvelle baisse de la température 05 de sortie moteur, on provoque, en outre, une réaction exothermique dans le pré-catalyseur 4 de façon à io augmenter la température 08 en sortie de celui-ci. Enfin, si la température 05 du moteur baisse encore, dans le cas de la partie du graphique, on déclenche, en outre, les moyens prévus pour élever la température du moteur 06. Grâce à la l'activation successive des différents moyens de is chauffage des gaz d'échappement, on constate que la température 07 en amont du filtre à particules est restée sensiblement constante. Au lieu d'une activation successive, il peut être judicieux de prévoir une activation simultanée de deux ou trois des moyens 20 de chauffage en modulant leurs effets. La réaction exothermique dans le catalyseur 8 et dans le pré-catalyseur 4 peuvent être activées simultanément mais en proportions variables pour trouver le meilleur compromis entre le traitement des émissions de HC pour lequel l'échauffement du 25 pré-catalyseur est préférable mais qui pénalise la consommation, laquelle est moins importante dans le cas où l'on réchauffe la catalyseur par injection de carburant à l'échappement. Les figures 4 à 6 présentent de telles répartitions sur le champ 30 moteur. Dans la zone A des graphiques des figures 4, 5, et 6, l'échauffement normal des gaz engendré par le moteur est suffisant, aucune stratégie supplémentaire n'est mise en jeu. Dans l'exemple de stratégie présenté figure 4, on provoque successivement une réaction exotherme dans le catalyseur 8 2909123 Il (zone B) et dans le pré-catalyseur 4 (zone C), tandis que dans l'exemple représenté figure 5 les deux réaction exothermes sont produites simultanément dans les deux zones B et C et pilotées de façon à assurer le meilleur compromis traitement 5 HC/consommation. Dans la zone D des deux graphiques, Le chauffage du moteur est également activé. En plus de ces transitions, à fort régime du moteur et charge moyenne et forte, les forts débits des gaz d'échappement io rendent les réaction exothermes plus difficiles à générer sans provoquer une trop forte émission d'HC, on privilégie donc le chauffage moteur, par rapport aux autres moyens (zone E des graphiques). Dans le troisième exemple de stratégie représenté figure 6, la is génération d'exothermes n'est utilisé que dans les zones du champ moteur où le chauffage du moteur est difficile et source de dilution du carburant dans l'huile de lubrification (zone F). Dans les autres zones (zone G), le chauffage est généré uniquement par le moteur. 20 Le contrôle des moyens de chauffage peut se faire de différentes façons. Par exemple, de manière prédéterminée, par cartographie. A un même point de la courbe régime/charge du moteur correspond toujours la même valeur pour chacun des moyens 25 de chauffage. Dans ce cas, aucun capteur spécifique n'est nécessaire. Ou bien par régulation en boucle fermée. Cette régulation pouvant se faire à partir d'une ou plusieurs températures relevées, par capteur, en différents points de la ligne 30 d'échappement. Les températures pourront être relevées entre la sortie du turbocompresseur 3 et le pré-catalyseur 4, entre le pré-catalyseur 4 et le catalyseur 8, et en aval du catalyseur 8. En complément, un point supplémentaire peut être relevé en aval du filtre à particules 9. 2909123 12 Outre la température, la régulation des moyens générant les réactions exothermiques peut aussi prendre en compte le débit de gaz à l'échappement. Ce débit pouvant être mesuré ou estimé. 5 En ce qui concerne le chauffage moteur, si celui-ci est réalisé au moyen d'une post-injection, la régulation agira sur la quantité et le phasage de celle-ci. S'il est réalisé au moyen d'un retard de l'injection principale, la régulation agira sur l'angle de sous calage et la quantité de celle-ci, par rapport à lo un angle de 90 du vilebrequin. De même, on pourra ajuster la quantité et le phasage de la post-injection assurant la réaction exothermique sur le pré-catalyseur. Le pilotage du débit moyen du carburant injecté à ls l'échappement permettra encore de faire varier la réaction exothermique du catalyseur. Ce pilotage peut être effectué à partir de la température en amont du filtre à particules. Enfin, il est également possible de combiner ces modes de contrôle. 20 Par exemple, la figure 7 montre un mode de contrôle dans lequel une régulation cartographique du chauffage moteur est couplée à une régulation par capteur pour les réactions exothermiques : la température Ti en amont du catalyseur est mesurée et comparée à la température T2 que l'on veut 25 obtenir en amont du filtre à particules, les quantités de chaleur qui doivent être crées dans le pré-catalyseur (Q1) et dans le catalyseur (Q2) sont ainsi ajustées en continu. Dans la figure 8, c'est la température T3 en amont du filtre à particules qui permet la régulation, les quantités de chaleur 30 dans le pré-catalyseur (Q3) et dans le catalyseur (Q4) sont, elles, pilotées en tout ou rien. 2909123 13 Bien entendu, ces exemples ne sont pas limitatifs et l'on pourrait, sans sortir du cadre de l'invention choisir d'autres modes de pilotage des moyens de chauffage. De même, les moyens de chauffage peuvent être utilisés 5 durant la phase de régénération, dans les différents modes de régulation applicables, en continu, de façon intermittente ou en quantités continûment variables de type PID, selon la formule : Besoin chauffage = Prépositionnement[point moteur] + Kp x (Tcible-Tmesurée) + K; x f (Tcible-Tmesurée) + Kd x Tcible-Tmesuréel /(Tcible-Tmesurée) x d(Tcible-Tmesurée)/dt La quantité injectée étant ainsi calculée en faisant la somme d'une quantité dépendant du point moteur, d'une quantité proportionnelle à l'écart entre la température atteinte et la température cible, d'une quantité proportionnelle à la dérivée par rapport au temps de l'écart entre la température atteinte et la température cible (qui sera retranchée si l'écart entre la température atteinte et la température cible est positif et ajoutée si l'écart est négatif) et d'une quantité proportionnelle à l'intégrale de l'écart sur un temps très supérieur à l'échelle de variation des températures. On précisera encore que les différent moyens de chauffage peuvent faire appel au même type de régulation ou à des modes différents.
Comme cela est bien connu, les différentes injections utilisées pour obtenir les réactions exothermiques peuvent aussi être scindées en plusieurs injections. Comme on l'a bien compris, à la lecture de ce qui précède, en répartissant l'élévation de température de la ligne d'échappement, nécessitée par la régénération du filtre à particules, entre trois éléments de cette ligne, l'invention permet de minimiser les contraintes sur tous les éléments de cette ligne.
2909123 14 La dilution d'huile, au sein du moteur, et la température en sortie de celui-ci seront plus faibles. Le pré-catalyseur, qui contribue principalement à la dépollution sur cycle réglementaire, ne subira pas de 5 vieillissement accéléré. Les réactions exothermiques restant limitées sur les deux catalyseurs, leur matériau n'a pas besoin de formulation spécifique, par rapport à ceux utilisés couramment. La quantité d'HC à traiter par les catalyseurs est faible, en 10 particulier pour le catalyseur situé en amont du filtre à particules, qui reçoit les gaz injectés à l'échappement et dans de bonnes conditions (gaz amont chauds). Le risque d'émissions parasites d'HC (fumées, odeur) est donc plus faible.
15 Cette stratégie permet aussi une limitation des pertes thermiques et donc un gain en consommation pendant les phases de régénération du filtre à particules. En effet, la chaleur générée sous forme de réaction exothermique au niveau des catalyseurs entraîne moins de pertes thermiques 20 que celle crée au niveau du moteur. Enfin cette stratégie permet une meilleure efficacité de régénération dans toutes les conditions et en particulier dans les zones de faible charge. Comme la cible de température fixée au moteur est plus faible (200-350 C) elle peut-être 25 obtenue dans toutes les conditions de roulage même les plus sévères (typiquement à faible vitesse). L'invention est applicable à tous les moteurs à combustion interne équipés d'un filtre à particules, moteurs Diesel, moteur à essence à mélange pauvre... Elle peut être utilisée aussi 30 bien lorsque le catalyseur est situé en amont du filtre à particules, comme dans l'exemple décrit plus haut, que lorsque le catalyseur est directement imprégné dans le filtre à particules. En outre, et dans tous les cas, un additif d'aide à la régénération peut être ajouté au carburant.

Claims (30)

REVENDICATIONS
1. Ligne d'échappement des gaz pour moteur à combustion interne de véhicule automobile équipée d'un premier catalyseur d'oxydation ou pré-catalyseur placé à proximité de la sortie des gaz du moteur, et d'un filtre à particules associé à un second catalyseur d'oxydation placés en aval du pré-catalyseur, caractérisée en ce qu'elle comporte des premiers moyens pour générer une élévation de la température des gaz en sortie du moteur (1), des deuxièmes moyens pour provoquer une réaction exothermique dans le pré-catalyseur (4) et des troisièmes moyens (5) pour provoquer une réaction exothermique dans le catalyseur (8) de façon à répartir la génération de l'élévation de température des gaz d'échappement, nécessitée par la régénération du filtre à particules (9), entre le moteur (1), le pré-catalyseur (4) et le catalyseur (8).
2. Ligne d'échappement selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour générer une élévation 20 de la température des gaz en sortie du moteur (1) sont aptes à provoquer une dégradation de l'efficacité de combustion.
3. Ligne d'échappement selon la revendication 2, caractérisée en ce que la dégradation de l'efficacité de combustion est obtenue par sous calage de l'injection 25 principale de carburant, c'est-à-dire par une injection plus tardive par rapport au point mort haut (PMH) du cycle.
4. Ligne d'échappement selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'injection principale est retardée de 2 à 20 d'angle du vilebrequin par rapport à une injection 30 normale. 2909123 16
5. Ligne d'échappement selon la revendication 2, caractérisée en ce que la dégradation de l'efficacité de combustion est obtenue par réduction de la quantité d'air admise dans le moteur. 5
6. Ligne d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens pour générer une élévation de la température des gaz en sortie du moteur (1) permettent d'obtenir, en amont du pré-catalyseur (4), une température des io gaz comprise entre 200 et 650 C.
7. Ligne d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens pour provoquer une réaction exothermique dans le pré-catalyseur (4) sont aptes à is déclencher une phase de post injection de carburant dans le moteur.
8. Ligne d'échappement selon la revendication 7, caractérisée en ce que la post injection est tardive et comprise entre 90 à 240 d'angle du vilebrequin.
9. Ligne d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la température de la réaction exothermique dans le pré-catalyseur (4) est comprise entre 20 et 200 C.
10. Ligne d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen pour générer une réaction exothermique dans le catalyseur (8) est un dispositif d'introduction de carburant (5) disposé entre le pré- catalyseur (4) et le catalyseur (8). 2909123 17
11. Ligne d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la température de la réaction exothermique dans le catalyseur (8) est comprise entre 20 et 5 300 C.
12. Ligne d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les trois moyens de chauffage des gaz d'échappement sont activés successivement en fonction de la io différence entre la température des gaz à la sortie du moteur et celle nécessaire à l'amont du filtre à particules pour assurer la régénération de celui-ci.
13. Ligne d'échappement selon l'une des revendications 1 à 11, is caractérisée en ce que au moins deux des moyens de chauffage des gaz d'échappement sont activés simultanément.
14. Ligne d'échappement selon la revendication 13, caractérisée en ce que les deux réaction exothermes sont produites simultanément et pilotées de façon à assurer le 20 meilleur compromis traitement des HC/consommation de carburant.
15. Ligne d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que à fort régime du moteur et charge 25 moyenne et forte, les moyens pour générer une élévation de la température des gaz en sortie du moteur sont rendus prépondérants par rapport aux deux autres moyens de chauffage des gaz.
16. Ligne d'échappement selon l'une des revendications 30 précédentes, caractérisée en ce que le contrôle des moyens de chauffage est prédéterminé par cartographie. 2909123 18
17. Ligne d'échappement selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que le contrôle des moyens de chauffage est une régulation en boucle fermée. 5
18. Ligne d'échappement selon la revendication 17, caractérisée en ce que la régulation utilise une ou plusieurs températures relevées, par capteur, en différents points de la ligne d'échappement.
19. Ligne d'échappement selon l'une des revendications 17 10 ou 18, caractérisée en ce que la régulation des moyens générant les réactions exothermiques prend en compte le débit de gaz à l'échappement.
20. Ligne d'échappement selon l'une des revendications 17 is à 19, caractérisée en ce que lorsque les moyens pour générer une élévation de la température des gaz en sortie du moteur (1) opèrent par sous calage de l'injection principale, la régulation agit sur l'angle de sous calage de celle-ci,. 20
21. Ligne d'échappement selon l'une des revendications 7 à 20, caractérisée en ce que pour réguler la réaction exothermique sur le pré-catalyseur (4) on ajuste la quantité et le phasage de la post-injection. 25
22. Ligne d'échappement selon l'une des revendications 10 à 21 caractérisée en ce que pour réguler la réaction exothermique sur le catalyseur (8), on pilote le débit moyen du carburant injecté à l'échappement. 30
23. Ligne d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, pour assurer le contrôle de la stratégie de l'élévation de température des gaz, on combine 2909123 19 les modes de contrôle prédéterminé par cartographique et par régulation en boucle fermée.
24. Ligne d'échappement selon la revendication 23, caractérisée en ce qu'une régulation cartographique du 5 chauffage moteur est couplée à une régulation par capteur pour les réactions exothermiques dans le pré-catalyseur et dans le catalyseur.
25. Ligne d'échappement selon l'une des revendications précédentes, 10 caractérisée en ce que, durant la phase de régénération, les moyens de chauffage des gaz d'échappement sont utilisés en continu.
26. Ligne d'échappement selon l'une des revendications 1 à 24, 15 caractérisée en ce que, durant la phase de régénération, les moyens de chauffage des gaz d'échappement sont utilisés de façon intermittente.
27. Ligne d'échappement selon l'une des revendications 1 à 24, 20 caractérisée en ce que, durant la phase de régénération, les moyens de chauffage des gaz d'échappement sont utilisés en quantités continûment variables.
28. Ligne d'échappement selon l'une des revendications précédentes, 25 caractérisée en ce que le catalyseur (8) est situé en amont du filtre à particules (9).
29. Ligne d'échappement selon l'une des revendications 1 à 27, caractérisée en ce que le catalyseur (8) et le filtre à 30 particules (9) sont intégrés sur le même support. 2909123 20
30. Ligne d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le carburant comporte un additif d'aide à la régénération du filtre à particules.
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