Post-traitement des gaz d’échappement - Formation à distance

Programme

• CATALYSE D’OXYDATION & TRIFONCTIONNELLE

  • Catalyse d’échappement automobile : réactions catalytiques, mécanismes, catalyseurs, métaux précieux, critères de performances, définitions fonctionnelles (taux de conversion, contraintes liées au post-traitement, essence et Diesel).
  • Constitution des catalyseurs : industrie du pot catalytique, différents supports, propriétés : céramique, métallique, nappes de maintien (MAT), structure du washcoat et imprégnation des substances actives.
  • Catalyse d’oxydation : efficacité, domaine, amorçage, taux de conversion, cas du méthane, soufre et oxydation des particules.
  • Catalyse trifonctionnelle : conditions stœchiométriques, régulation de richesse, conditions à froid (HC, gestion de la thermique échappement), débouclage à forte puissance.
  • Vieillissement des catalyseurs : nature du vieillissement, thermiques (température et frittage), chimiques (empoisonnements), par accumulation de dépôts issus des lubrifiants, carburants ou additifs. Limitation fonctionnelle du vieillissement des catalyseurs.
  • Diagnostic embarqué (OBD), perspectives et conclusions.

• TRAITEMENT DES OXYDES D’AZOTE

  • Pièges à NO_x : principe de fonctionnement (mécanisme de stockage, plage de température à utiliser, phase de réduction en mélange riche), désulfatation du piège.
  • Réduction catalytique sélective (SCR) : par l’ammoniac, stratégie d’injection de l’urée, contraintes d’utilisation. Catalyseurs “clean-up”.

• FILTRES À PARTICULES

  • Structure et constitution de l’élément filtrant.
  • Stratégie de régénération soit avec additif carburant, Fuel Born Catalyst (FBC), soit avec filtre catalysé Filtres à particules essence et diesel. Utilisation du 5^ème ou 7^ème injecteur.
  • Implantation sur véhicule :
  • Évolution vers la catalyse 4 voies : combinaison dans un même pot du filtre à particules d’un système de traitement des oxydes azotés (SCR ou NO_x-trap) et d’un catalyseur d’oxydation.

• OPTIMISATION PAR SIMULATION D’UNE LIGNE D’ÉCHAPPEMENT (travaux dirigés sur Matlab Simulink)

  • Un exemple de ligne d’échappement Diesel type Euro 6 comprenant un catalyseur d’oxydation (DOC), un filtre à particules (FAP) et un catalyseur de réduction des NO_x (SCR) servira de base de travail à l’introduction à la modélisation/simulation des systèmes de post-traitement. Il sera montré comment le calcul peut remplacer une longue suite de tests et cadrer les essais de validation au juste nécessaire.
  • Divers outils numériques seront analysés puis mis en œuvre pour optimiser cette ligne. Les données d’entrée étant connues (température, débit des gaz et émissions du moteur à la source) plusieurs scénarii seront simulés pour optimiser :
  • Le volume du catalyseur et sa charge en métaux précieux.
  • La quantité d’hydrocarbures à post-injecter dans la ligne d’échappement pour assurer la régénération du filtre à particules.
  • Le positionnement et l’interaction des différentes briques dans la ligne pour assurer l’efficacité de dépollution.
  • La commande de la ligne d’échappement par le software.
  • Un modèle de ligne essence est abordé pour montrer les interactions d’un TWC avec un filtre à particules.
  • Ces travaux dirigés permettront aux participants de comprendre la physique qui se trouve dans le modèle : bilan thermique, bilan de masse des polluants, cinétique de réactions chimiques sur des transitoires de charge et de régime.