FR2878898A1 - Filtre d'epuration de gaz d'echappement et procede de fabrication de celui-ci - Google Patents

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Abstract

Filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement ayant des alvéoles constituant une structure alvéolaire. Les alvéoles (10) comportent des passages d'introduction (11) et des passages d'échappement (12), et des cloisons (2) à structure poreuse formées entre ces passages (11, 12). Un catalyseur est supporté par les cloisons (2). La capacité thermique Q du corps (20) est établie à une valeur non supérieure à 400 (kJ/m3 • K), où Q = cp X p, cp ( kJ/kg • K) est un rapport correspondant à la chaleur massique du corps (20), et p est la densité apparente du corps (20).

Description

FILTRE D'EPURATION DE GAZ D'ECHAPPEMENT ET PROCEDE DE FABRICATION DE
CELUI-CI 5
La présente invention est relative à un filtre d'épuration de gaz d'échappement pour intercepter et retenir des matières particulaires telles que des fines particules de carbone contenues dans des gaz d'échappement émises à la suite d'une combustion interne, par exemple dans un moteur diesel.
Il existe des systèmes d'épuration de gaz d'échappement servant à retenir des matières particulaires telles que de fines particules de carbone contenues dans des gaz d'échappement rejetés par un moteur diesel du fait de la combustion interne. Dans un système typique, un catalyseur d'oxyde de diesel (COD) et un filtre à matières particulaires de diesel (FPD) sont combinés dans un système de gaz d'échappement se présentant sous la forme d'un système à deux étages. Le COD est en général monté au voisinage immédiat d'un moteur diesel et le FPD est monté dans une position située après le COD à l'extrémité aval du système de gaz d'échappement.
Dans un tel système d'épuration de gaz d'échappement à deux étages, le catalyseur présent dans le COD épure, c'est-à-dire oxyde ou réduit les principales substances telles que des hydrocarbures (HC) et du monoxyde de carbone (CO) contenus dans des gaz d'échappement du moteur diesel, puis le FPD intercepte les matières particulaires contenues dans des gaz d'échappement. Les matières particulaires interceptées sont brûlées et éliminées.
La publication de brevet japonais n JP-2001-961 213, ouverte à l'inspection publique, a présenté l'un des systèmes de FPD selon la technique antérieure.
Du fait que le système d'épuration selon la technique antérieure est constitué d'une combinaison du COD et du FPD, le système selon la technique antérieure présente certains inconvénients, à savoir qu'il nécessite une structure complexe, que son coût de fabrication s'en trouve accentué et que la complication de la structure limite le degré de liberté pour l'agencement du système d'épuration de gaz d'échappement monté dans des véhicules.
Il existe une forte demande pour mettre au point un système d'épuration de gaz d'échappement à fonction d'épuration améliorée et excellente, ayant une configuration simple dans laquelle seulement un filtre à matières particulaires de diesel (FPD) est présent, avec un faible coût de fabrication. Pour atteindre cet objectif, il a également été nécessaire de réaliser un filtre d'épuration de gaz d'échappement constituant le c ur du système d'épuration de gaz d'échappement.
La présente invention a été élaborée compte tenu de ces inconvénients de la technique antérieure décrite plus haut. La présente invention vise à réaliser un filtre d'épuration de gaz d'échappement à configuration simple, ne comprenant qu'un filtre à matières particulaires de diesel (FPD) à fonction d'épuration améliorée et excellente.
Selon un aspect de la présente invention, un filtre d'épuration de gaz d'échappement épure des gaz d'échappement contenant des matières particulaires rejetées à la suite d'une combustion interne. Le filtre d'épuration de gaz d'échappement a un corps composé d'une pluralité de cellules ou alvéoles disposées suivant une structure en réseau et des éléments d'obturation. Chaque alvéole a une forme rectangulaire constituée par des cloisons périphériques à structure poreuse et s'étendant suivant un axe du corps. Les alvéoles sont divisées en passages d'introduction servant l'introduction des gaz d'échappement et en passages d'échappement rejetant les gaz d'échappement. Les éléments d'obturation sont formés à une extrémité amont de chaque passage d'échappement et à une extrémité aval de chaque passage d'introduction. Un catalyseur servant à épurer les gaz d'échappement est supporté par les cloisons des alvéoles. Dans le filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la présente invention, la capacité thermique Q du corps est établie à une valeur non supérieure à 400 (kJ/m3 É K), où Q = Cp X p, Cp (kJ/kg É K) est un rapport correspondant à la chaleur massique du corps, et p est la densité apparente du corps.
Avantageusement, le filtre selon l'invention présente l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la capacité thermique du corps est établie à une valeur non supérieure à 325 (kJ/m3 É K); - la conductivité thermique K du corps est établie à une valeur non supérieure à 1,0 (W/m. K); - le catalyseur est constitué par un catalyseur d'oxydation ou un catalyseur d'oxydes d'azote (NOx), ou 5 bien à la fois par le catalyseur d'oxydation et le catalyseur d'oxydes d'azote (NOx); - la densité du catalyseur supportée dans une partie avant du corps jusqu'à une longueur voulue mesurée depuis une surface d'extrémité amont du corps sur l'axe du corps est plus grande que la densité du catalyseur supporté dans le reste du corps; la longueur de la partie avant du corps est établie à une valeur non supérieure à 40 mm; - le catalyseur est supporté par des surfaces des 15 cloisons à structure; - poreuse entourant et en regard seulement des passages d'introduction: le catalyseur est en céramique principalement composée de cordiérite; - le filtre d'épuration de gaz d'échappement est un unique système à couplage serré destiné à être monté à un emplacement très proche de l'emplacement de la combustion interne; le filtre d'épuration de gaz d'échappement est disposé à une distance non supérieure à 1000 mm mesurée depuis une position d'un turbocompresseur jusqu'à une surface d'extrémité amont du filtre d'épuration de gaz d'échappement lorsque le turbocompresseur est associé à la combustion interne; - un ou plusieurs capteurs de températures de gaz 30 d'échappement et de pression différentielle sont montés dans le filtre d'épuration de gaz d'échappement.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un filtre d'épuration de gaz d'échappement ayant plusieurs alvéoles composées de passages d'introduction et de passages d'échappement adjacents les uns aux autres, à travers des cloisons à structure poreuse.
En variante, le procédé peut être caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - effectuer un moulage par extrusion avec des matières premières de manière à former un corps à structure alvéolaire; sécher et cuire le corps à structure alvéolaire; - insérer des éléments d'obturation dans une première surface d'extrémité du corps suivant une combinaison en damier pour fermer hermétiquement les passages d'échappement dans la partie d'entrée du corps; - verser une suspension épaisse d'alumine contenant de l'alumine sur une première surface d'extrémité du corps comportant les éléments d'obturation; - sécher et cuire le corps; - plonger le corps dans une suspension épaisse afin d'appliquer un catalyseur sur les cloisons à structure poreuse; plonger une première surface d'extrémité du corps, dans laquelle sont formés les éléments d'obturation, dans une suspension épaisse très concentrée, sur une profondeur prédéterminée L afin de former une épaisse couche de catalyseur sur les cloisons; - sécher et cuire le corps; et - insérer les éléments d'obturation dans l'autre surface d'extrémité du corps suivant une combinaison en damier pour fermer hermétiquement les passages d'introduction dans la partie de sortie du corps.
L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique d'une surface d'extrémité d'un filtre d'épuration de gaz d'échappement selon une première forme de réalisation de la présente invention; la Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale du filtre d'épuration de gaz d'échappement, prise suivant la ligne A-A de la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue schématique représentant un catalyseur appliqué sur une cloison à structure poreuse dans des alvéoles du filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation; la Fig. 4 est une vue schématique d'un seul système d'épuration de gaz d'échappement à accouplement serré ou couplage serré ou de proximité ayant un filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation; la Fig. 5 est un organigramme illustrant un processus de fabrication du filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation; la Fig. 6A est une vue en perspective représentant un agencement d'éléments d'obturation à une extrémité d'un corps du filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation; la Fig. 6B est une vue de dessous du filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme 5 de réalisation; la Fig. 7 est une vue en perspective représentant un apport d'une suspension épaisse d'alumine pour le corps du filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation; la Fig. 8 est une vue représentant une couche d'alumine formée sur une surface de la cloison à structure poreuse dans chaque alvéole du filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation; la Fig. 9 est une vue illustrant une opération d'immersion du corps dans une suspension épaisse pour supporter un catalyseur du filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation; la Fig. 10 est une vue représentant le catalyseur supporté à la surface de la cloison à structure poreuse dans des alvéoles du filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation; la Fig. 11 est un organigramme représentant un processus de fabrication du filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la deuxième forme de réalisation; la Fig. 12 est une vue représentant une opération d'immersion du corps dans une suspension épaisse pour supporter un catalyseur pendant le processus de fabrication du filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la deuxième forme de réalisation; la Fig. 13 est une vue en perspective représentant une extrémité avant du filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la deuxième forme de réalisation; la Fig. 14 illustre une relation entre un taux de support de catalyseur au niveau d'une partie d'extrémité avant dans un corps et un taux d'émission de HC selon un premier résultat expérimental; la Fig. 15 illustre une relation entre une capacité thermique et un taux d'épuration d'un corps différent selon un deuxième résultat expérimental; la Fig. 16 est une vue schématique représentant la structure d'un seul système d'épuration de gaz d'échappement à couplage serré comprenant le filtre d'épuration de gaz d'échappement selon une troisième forme de réalisation de la présente invention; la Fig. 17 présente un résultat expérimental indiquant une relation entre la température dans un four à chauffage électrique et la capacité thermique de chaque corps individuel lorsqu'une fissure se produit dans chaque corps individuel; et la Fig. 18 présente un résultat expérimental indiquant une relation entre une perte de pression et une longueur L d'une couche de catalyseur avec une forte concentration dans chaque corps individuel.
Dans la description ci-après de diverses formes de réalisation de la présente invention, les mêmes caractères ou repères numériques désignent sur toutes les différentes vues des éléments identiques ou équivalents.
Première forme de réalisation En référence aux figures 1 à' 10, on va maintenant décrire une caractéristique d'un filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation de la présente invention.
La Fig. 1 est une vue schématique d'une surface d'extrémité du filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation de la présente invention. La Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale du filtre d'épuration de gaz d'échappement, prise suivant la ligne A-A de la Fig. 1.
Comme représenté sur les figures 1 et 2, le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement a un corps 20 dans lequel une pluralité d'alvéoles 10 sont formées dans la direction axiale du corps 20. Les alvéoles 10 sont entourées et formées par des cloisons 2 à structure poreuse. Les alvéoles sont divisées en passages d'introduction 11 par lesquels les gaz d'échappement 9 sont introduits dans le filtre 1 et en passages d'échappement 12 par lesquels les gaz d'échappement 9 traversant les cloisons 2 de la structure poreuse sont rejetés à l'extérieur du filtre 1. Dans le corps 20, des éléments d'obturation 3 sont formés à l'extrémité aval des passages d'introduction 11 et sont également formés à l'extrémité amont des passages d'échappement 12 pour fermer hermétiquement des premières extrémités des alvéoles 10.
La Fig. 3 est une vue schématique représentant un catalyseur 5 appliqué sur les cloisons 2 des alvéoles 10. Comme représenté sur la Fig. 3, le catalyseur 5 est appliqué à la surface des cloisons 2. Le catalyseur 5 épure les gaz d'échappement 9.
Dans la première forme de réalisation, la capacité thermique Q (kJ/m3 K) du corps 20, définie par l'équation Cp X p est établie à une valeur de l'ordre de 400 ou moins, Cp (kJ/kg K) étant un rapport correspondant à la chaleur massique du corps 20, et p étant la densité apparente du corps 20, K signifiant Kelvin.
Comme représenté sur la Fig. 1 et la Fig. 2, le corps 20 dans le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation comporte une pluralité d'alvéoles dont chacune a une forme rectangulaire, pour former un corps à structure alvéolaire en nid d'abeilles de forme extérieure cylindrique. Le corps 20 à structure alvéolaire est réalisé en céramique principalement composée de cordiérite. Les passages d'introduction 11 et les passages d'échappement 12 formant les alvéoles 10 sont disposés en alternance dans le corps 20 suivant une structure à motif en réseau ou une structure alvéolaire, de façon que les passages d'introduction 11 et les passages d'échappement 12 soient adjacents les uns aux autres. Les éléments d'obturation 3 sont formés à l'extrémité aval des passages d'introduction 11 et à l'extrémité amont des passages d'échappement 12. Si on observe à la fois l'extrémité amont et l'extrémité aval du corps 20, on constate que les éléments d'obturation 3 sont disposés suivant une configuration en damier.
Par ailleurs, comme représenté sur la Fig. 3, le catalyseur 5 est appliqué à la surface des cloisons 2 dans le corps 20. Le catalyseur 5 est supporté par une couche de revêtement en alumine 29 à la surface des cloisons 2. Dans la première forme de réalisation, la couche uniforme du catalyseur 5 est appliquée approximativement sur la totalité des surfaces des cloisons 2 de structure poreuse, et du platine (Pt) est utilisé comme catalyseur d'oxydation. Conformément à la description des première à troisième formes de réalisation selon la présente invention, bien que le catalyseur 5 soit constitué à la fois du catalyseur d'oxydation et du catalyseur d'oxydes d'azote (NOx), il est éventuellement possible, évidemment, de concevoir le catalyseur 5 en utilisant un seul catalyseur, à savoir le catalyseur d'oxydation ou le catalyseur d'oxydes d'azote (NOx) .
La capacité thermique Q du corps 20 est établie à une valeur basse, à savoir de l'ordre de 400 (kJ/m3 É K) ou moins, selon les besoins formulés, et la conductivité thermique K du corps 20 est établie à une valeur de l'ordre de 1,0 (W/m K) ou moins. La capacité thermique Q et la conductivité thermique K du corps 20 sont maîtrisées en ajustant les dimensions du corps 20 et en adoptant une porosité optimale du corps 20. La porosité optimale peut être obtenue en ajustant les quantités de matières premières destinées à former le corps 20.
La capacité thermique Q du corps est globalement modifiée en fonction de la densité apparente, à savoir la masse du corps. Grâce à la présente invention, la masse du corps est proportionnelle à la porosité du corps. Si le corps a une faible valeur de porosité, la masse du corps est grande. En revanche, si la porosité du corps est forte, la masse du corps devient faible. La cordiérite qui est le principal constituant d'une céramique est composée de matières premières telles que le kaolin, le talc, l'hydroxyde d'aluminium, de la silice fondue et de l'alumine. Cependant, la porosité du corps n'est maîtrisée qu'à des pourcentages de 30 à 50 % en modifiant les proportions des matières premières combinées ci-dessus. Pour accroître encore la porosité du corps, il convient d'ajouter des matières organiques telles que du graphite et une résine. Grâce à la présente invention, la porosité du corps est ajustée d'après les proportions des matières premières combinées que sont la cordiérite formant la céramique et les matières organiques, par exemple le graphite et la résine. Les dimensions du corps sont constantes, chaque corps comportant par exemple 300 alvéoles, et l'épaisseur de la paroi étant de 0,3 mm (12 mils).
La porosité se définit comme la proportion de bulles dans le volume des cloisons 2. L'accroissement de la porosité implique une augmentation du nombre des bulles dans les cloisons 2, elle est illustrée par les 20 cercles blancs (cf. Fig. 3).
La porosité du corps est connue conformément à l'équation suivante: Porosité (%) = A / (A+B) X 100, où A désigne le volume total des bulles dans les cloisons 25 2, et B désigne le volume total des cloisons 2.
La Fig. 4 est une vue schématique représentant un seul système d'épuration de gaz d'échappement à couplage serré qui est intégré dans le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation. 30 Comme représenté sur la Fig. 4, le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation est utilisé comme unique système à couplage serré monté quelque part dans le circuit de gaz d'échappement au voisinage immédiat d'un moteur diesel 7. Dans un exemple concret, le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation est monté à un emplacement proche d'un turbocompresseur (T/C) 75 dans le circuit de gaz d'échappement 70 pour le moteur diesel 7.
On va maintenant décrire le processus de fabrication du filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation.
La Fig. 5 est un organigramme illustrant le processus de fabrication du filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation. La Fig. 6A est une vue en perspective représentant un agencement des éléments d'obturation 3 à une extrémité du corps 20 du filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation. La Fig. 6B est une vue de dessous du filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement.
Pour commencer, un moulage par extrusion est effectué avec des matières premières de façon à former un corps 20 à structure alvéolaire (en nid d'abeilles) (S100). Un séchage et une cuisson sont ensuite effectués pour former le corps 20 à structure alvéolaire (S110).
Ensuite, les éléments d'obturation 3 sont enfoncés dans une première surface d'extrémité 201 du corps 20 (S120). Comme représenté sur la Fig. 6A et la Fig. 6B, les éléments d'obturation sont agencés suivant un motif en damier sur une première surface d'extrémité 201, et une autre surface d'extrémité 202 du corps est ouverte, c'est-à-dire que toutes les alvéoles 10 sur l'autre surface d'extrémité 202 du corps 20 sont ouvertes.
Ensuite, comme représenté sur la Fig. 7, l'autre surface d'extrémité 202 du corps 20 où aucun élément d'obturation 3 n'est formé est placée en bas. Une suspension épaisse 290 d'alumine contenant de l'alumine est versée sur la surface d'extrémité 201 du corps 20 (S130). La suspension épaisse d'alumine 290 pénètre dans les alvéoles 10 à travers la surface d'extrémité 201 du corps 20 où sont formés les éléments d'obturation 3. De la sorte, la suspension épaisse d'alumine 290 est appliquée à la surface des cloisons 2 à structure poreuse.
Le corps 20 dont les cloisons 2 sont revêtues de la suspension épaisse d'alumine 290 est ensuite séché et cuit (S140). La suspension épaisse d'alumine 290 se transforme ainsi en couche d'alumine revêtant la surface des cloisons 20.
A la suite de l'opération ci-dessus, comme illustré sur la Fig. 9, le corps 20 est plongé dans une suspension épaisse 50 depuis la surface d'extrémité 201 du corps 20 à laquelle sont formés les éléments d'obturation 3. Le corps 20 est de ce fait immergé dans la suspension épaisse 50 afin d'appliquer le catalyseur 5 (S150). Le corps est ensuite séché et cuit (S160). Il en résulte le corps 20 dans lequel le catalyseur 5 supporté par la couche d'alumine 29 est appliqué à la surface des cloisons 2 dans le corps 20.
Enfin, comme représenté sur la Fig. 10, les 30 éléments d'obturation 3 sont formés sur la surface d'extrémité 202, c'est-à-dire la surface d'extrémité opposée à la surface d'extrémité 201 du corps 20 (S170).
Les opérations ci-dessus aboutissent au filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement dans lequel le catalyseur 5 est appliqué sur ou supporté par la surface des cloisons 2 à structure poreuse uniquement en regard des passages d'introduction 11.
La présente invention ne se limite pas au processus de fabrication ci-dessus, et par exemple il est possible de modifier l'ordre dans lequel ont lieu l'opération S170 de formation des éléments d'obturation 3 et l'étape S160. En outre, il est également possible de procéder d'une manière différente pour réaliser la couche d'alumine 29 et le support du catalyseur 5.
Comme décrit ci-dessus, le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation comprend le corps 20 dans lequel le catalyseur 5 est supporté par la surface des cloisons 2 à structure poreuse et la capacité thermique Q du corps 20 est établie à une valeur non supérieure à 400 ((kJ/m3 É K). Il est donc possible de construire et de réaliser un excellent système d'épuration de gaz d'échappement comprenant un seul filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement. Cela permet de réduire la structure et le coût de fabrication du système d'épuration de gaz d'échappement. En particulier, comme illustré sur la Fig. 4, il est possible de réduire le coût total de fabrication du système d'épuration de gaz d'échappement grâce à une configuration simple grâce à l'utilisation du filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement dans un système unique à couplage serré. En outre, il est possible d'avoir une certaine liberté quant à l'agencement du système d'épuration de gaz d'échappement monté dans des véhicules.
Le filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la présente invention se présente sous la forme d'un excellent FPD supportant le catalyseur. Par conséquent, le filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la présente invention peut servir à la fois de filtre à matières particulaires de diesel (FPD) classique et de catalyseur d'oxyde de diesel (COD) classique. A l'aide du filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la présente invention, il est possible de concevoir un système d'épuration de gaz d'échappement à structure simple et d'accroître la marge de liberté pour l'agencement de montage dans des véhicules. La présente invention ne se limite pas aux effets ci-dessus, et le filtre d'épuration de gaz d'échappement peut évidemment être combiné avec un autre COD ou analogue.
Par ailleurs, la capacité thermique Q du corps 20 dans le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement 1 selon la première forme de réalisation est établie à une valeur basse, en l'occurrence non supérieure à 400 ((kJ/m3 É K). Cela peut provoquer une hausse rapide de la température du corps 20 sous l'effet de la chaleur des gaz d'échappement 9 traversant le corps 20 du filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement et le catalyseur 5 supporté par les cloisons 2 dans le corps 20 peut être rapidement activé. Cela peut favoriser avantageusement la fonction d'épuration que possède le catalyseur 5.
Selon la présente invention, il est préférable d'établir à une valeur non supérieure à 325 ((kJ/m3 É K) la capacité thermique Q du corps du filtre d'épuration de gaz d'échappement, et il est préférable d'utiliser la valeur limite de 100 ((kJ/m3 K) comme valeur minimale de la capacité thermique Q du corps du filtre d'épuration de gaz d'échappement compte tenu de la quantité minimale nécessaire de matières particulaires accumulées dans le corps.
Par ailleurs, les matières particulaires contenues dans les gaz d'échappement 9 sont interceptées dans les cloisons 2, puis brûlées pour les supprimer suivant un processus de combustion régulière.
En outre, la conductivité thermique K du corps 20 du filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation est établie à 1,0 (W/m É K) ou moins. Il est donc préférable d'établir la conductivité thermique K du corps à une valeur non supérieure à 1,0 (W/m É K). La température du corps s'élève au contact des gaz d'échappement. Autrement dit, la partie la plus échauffée du corps est la surface d'extrémité amont du corps. Si le corps a une grande conductivité thermique, la chaleur est rapidement transmise de l'extrémité amont à l'extrémité aval du corps, si bien qu'il se produit un délai pour l'augmentation de la température de la partie d'extrémité amont du corps. Afin d'éviter ce problème, il est préférable d'établir la conductivité thermique du corps à une valeur non supérieure à 1,0 (W/m K). Cette configuration permet d'obtenir une augmentation rapide de la température dans la partie d'extrémité avant du corps, et de ce fait le catalyseur supporté par la partie d'extrémité avant du corps peut être rapidement activé.
Il est donc possible d'épurer efficacement les gaz d'échappement à l'aide des catalyseurs supportés par la partie d'extrémité avant du corps, au contact de laquelle viennent pour commencer les gaz d'échappement.
Cela peut favoriser une augmentation rapide de la température à l'extrémité amont du corps 20. Autrement dit, il est donc possible d'activer rapidement le catalyseur 5 supporté par les cloisons 2 près de l'extrémité amont du corps 20, et il est possible d'épurer efficacement les gaz d'échappement 9 à l'aide du catalyseur 5 près de l'extrémité amont du corps 20 au contact de laquelle viennent pour commencer les gaz d'échappement 9 introduits.
Dans la forme de réalisation, comme le catalyseur 5 est constitué par un catalyseur d'oxydation et un catalyseur d'oxydes d'azote (NOx), il est donc possible d'épurer les hydrocarbures (HC), le monoxyde de carbone (CO) et les oxydes d'azote (NOx) à l'aide d'un seul filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement. Cela permet de construire un seul système à accouplement serré en utilisant le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation.
Dans la présente invention, l'abréviation "système à CS" (couplage serré) signifie que les gaz d'échappement rejetés par le moteur diesel sont épurés à l'aide d'un type de catalyseur qui correspond au filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la présente invention. Le terme "CS" signifie disposé à proximité immédiate du moteur diesel.
Dans la présente invention, seulement l'unique filtre d'épuration de gaz d'échappement est monté à proximité immédiate du moteur diesel. Il est donc possible de fournir au filtre des gaz d'échappement à une température plus élevée en comparaison d'un système sous plancher (UF) dans lequel unfiltre d'épuration de gaz d'échappement est monté à distance du moteur diesel. Cela peut favoriser le grand effet d'épuration des gaz d'échappement.
Si le catalyseur d'oxyde est supporté par le corps, l'épuration peut se faire facilement, à savoir en réalisant l'oxydation des hydrocarbures (HC) et du monoxyde de carbone (CO). Le platine (Pt), le palladium (Pd) et autres constituent un exemple concret du catalyseur d'oxyde.
En outre, si le catalyseur d'oxyde nitrique est supporté par le corps, il est possible de réaliser facilement l'épuration, en l'occurrence de réaliser la réduction des oxydes d'azote (NOx). Le platine (Pt), le rhodium (Rh), le baryum (Ba), le potassium (K) et autres constituent un exemple concret de catalyseur des oxydes d'azote (NOx).
Il est surtout préférable que le catalyseur d'oxydation et le catalyseur d'oxydes d'azote (NOx) soient supportés par les cloisons présentes dans le corps.
Dans la première forme de réalisation, le catalyseur 5 est supporté par les cloisons 2 à structure poreuse uniquement dans les passages d'introduction 11 du corps 20. Cela signifie que le catalyseur 5 est supporté par les cloisons 2 des passages d'introduction 11 qui sont atteintes les premières par les gaz d'échappement 9. Cela permet de réduire la quantité de catalyseur 5 en comparaison de la technique antérieure, et permet d'accroître la capacité du catalyseur 5 sans aucune augmentation du catalyseur 5 en comparaison de la technique antérieure. Ainsi, le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation peut accroître la capacité du catalyseur sans aucune augmentation du coût du catalyseur.
Par ailleurs encore, comme le corps 20 du filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la forme de réalisation est en céramique principalement composée de cordiérite, laquelle a un coût moindre que le carbure de silicium (SiC) comme constituant principal du corps dans un filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la technique antérieure, il est possible d'abaisser le coût de la matière du filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement, et de parvenir relativement facilement à d'excellentes caractéristiques de capacité thermique Q et de conductivité thermique K du corps 20.
La céramique principalement composée de cordiérite est la matière qui convient le mieux pour réaliser le corps du filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la présente invention.
Le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation peut facilement avoir 25 une action excellente et atteint les effets excellents décris plus haut.
Deuxième forme de réalisation En référence aux figures 11 à 13, on va maintenant 30 décrire une caractéristique d'un filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la deuxième forme de réalisation de la présente invention.
La Fig. 11 est un organigramme illustrant un processus de fabrication du filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la deuxième forme de réalisation. La Fig. 12 illustre une opération d'immersion du corps, qui constitue le filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la deuxième forme de réalisation, dans la suspension épaisse qui supporte un catalyseur.
Dans la deuxième forme de réalisation, les dimensions du filtre d'épuration de gaz d'échappement sont les mêmes que celles de la première forme de réalisation. La quantité de catalyseur supporté par les cloisons n'est pas la même dans deux étages du corps en comparaison de celle de la première forme de réalisation.
Pour commencer, comme dans la première forme de réalisation, le moulage par extrusion est réalisé à l'aide de matières premières constituant un corps 120 à structure alvéolaire (en nid d'abeilles) dans le filtre d'épuration de gaz d'échappement (S200). Le séchage et la cuisson sont réalisés de manière à former le corps 120 à structure alvéolaire (S210).
Ensuite, les éléments d'obturation 3 sont enfoncés dans une première surface d'extrémité du corps 120 (S220). Les éléments d'obturation 3 sont disposés suivant une combinaison en damier sur une première surface d'extrémité et, en revanche, l'autre surface d'extrémité du corps 120 est ouverte, c'est-à-dire que toutes les alvéoles 110 dans l'autre surface d'extrémité du corps 120 sont ouvertes.
Ensuite, l'autre surface d'extrémité du corps 120, où sont formés les éléments d'obturation 3, est placée dans le bas. Une suspension épaisse d'alumine contenant de l'alumine est versée sur la surface d'extrémité du corps 120 (S230).
La suspension épaisse d'alumine pénètre dans les alvéoles 110 à travers la surface d'extrémité du corps 120 où sont formés les éléments d'obturation 3. De la sorte, la suspension épaisse d'alumine est appliquée sur la surface des cloisons à structure poreuse.
Le corps 120 dont les cloisons sont revêtues de la suspension épaisse d'alumine est ensuite séché et cuit (S240). De ce fait, la suspension épaisse d'alumine est transformée en couche d'alumine appliquée sur la surface des cloisons.
Le corps 120 est ensuite immergé dans la suspension épaisse 50 pour appliquer le catalyseur 5 sur les cloisons à structure poreuse (S250) .
La deuxième forme de réalisation est constituée de telle sorte que la quantité de catalyseur 5 supporté par les cloisons du corps 120, sur une profondeur L, est légèrement inférieure à celle de la première forme de réalisation.
Après l'opération ci-dessus, le corps 120 est plongé dans une suspension épaisse 51 depuis la surface d'extrémité avant (ou extrémité amont) du corps 120 sur laquelle sont formés les éléments d'obturation 3 (S260). La concentration de la suspension épaisse 51 est supérieure à celle de la suspension épaisse 50 utilisée dans le processus de fabrication selon la première forme de réalisation.
La Fig. 13 est une vue en perspective représentant la partie d'extrémité avant du filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la deuxième forme de réalisation. Sur la Fig. 13, le repère TL désigne la longueur totale du corps 120 et L désigne la partie d'extrémité avant du corps 120. Comme représenté sur la Fig. 13, la profondeur L d'immersion de la surface d'extrémité amont dans la suspension épaisse 51 est établie à une valeur approximative L de 40 mm, mesurée depuis la surface avant du corps 120.
Le corps 120 comportant les cloisons sur lesquelles le catalyseur est supporté par la suspension épaisse d'alumine est ensuite séché et cuit (S270).
Enfin, les éléments d'obturation 3 sont formés dans l'autre surface d'extrémité qui constitue la surface d'extrémité opposée à la première surface d'extrémité du corps 120 (S280).
Comme représenté sur la Fig. 13, la densité du catalyseur formé dans la partie avant à valeur L de 40 mm 20 dans le corps 120 est plus grande que celle du reste du corps 120.
La présente invention ne se limite pas à l'ordre ci-dessus des opérations, il est par exemple possible d'effectuer l'étape S280 de fixation des éléments d'obturation à l'autre surface d'extrémité du corps 120 avant l'étape S270.
Dans le filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la deuxième forme de réalisation, comme le catalyseur à haute densité est supporté par la partie avant à valeur L de 40 mm dans le corps 120 où la chaleur des gaz d'échappement 9 est conduite en premier, la majeure partie du catalyseur présent dans le corps 120 est amenée à réagir ou est activée d'une manière rapide et efficace dans la partie avant à distance L de 40 mm par la chaleur des gaz d'échappement 9.
En plus de la condition ci-dessus, il est également admissible que la quantité totale de catalyseur supportée par le corps soit identique à celle sur le corps n'ayant pas la configuration ci-dessus du catalyseur. Cela peut permettre une réaction efficace du catalyseur pour les gaz d'échappement 9.
Il est en outre préférable d'établir à 40 mm ou moins la distance L mesurée depuis la surface d'extrémité avant du corps.
Dans un filtre habituel d'épuration de gaz d'échappement, l'augmentation rapide de la température survient dans la partie d'extrémité avant à distance L de 40 mm dans le corps. Ainsi, lorsque la partie d'extrémité avant du corps comporte le catalyseur très concentré, autrement dit, possède la densité la plus grande pour supporter le catalyseur, il est possible d'obtenir un effet rapide du catalyseur. Comme la quantité totale de catalyseur dans le corps est la même que dans la technique antérieure, c'est-à-dire qu'elle n'est pratiquement pas modifiée, et comme le catalyseur a généralement un coût élevé, il est possible de former le filtre d'épuration de gaz d'échappement sans accroître le coût.
En outre, il est préférable que le catalyseur soit supporté à la surface des cloisons à structure poreuse, qui se trouvent en regard des passages d'introduction.
Ainsi, le catalyseur est supporté seulement par la surface des cloisons situées en regard des passages d'introduction, qui sont facilement atteintes par les gaz d'échappement introduits, et il n'est pas supporté par les cloisons en regard des passages d'échappement. Cela permet d'améliorer la fonction du catalyseur sans aucune augmentation du coût de la matière du catalyseur. Il est également préférable de combiner la configuration ci- dessus des passages d'introduction avec la caractéristique de densité de support de catalyseur évoquée plus haut.
Dans la deuxième forme de réalisation, la longueur de la partie d'extrémité avant du corps comportant le catalyseur très concentré est établie à une valeur L de 40 mm.
La Fig. 18 illustre la relation entre la perte de pression et la longueur L (mm) de la couche de catalyseur à forte concentration dans le corps. Le résultat expérimental présenté sur la Fig. 18 indique qu'il convient d'établir la longueur L à 40 mm ou moins afin d'obtenir une perte de pression de 1,5 ou moins du corps, car si la perte de pression est supérieure à 1,5, la puissance du moteur devient faible et la consommation de carburant du moteur se trouve réduite. La longueur L (mm), indiquée sur la figure 13, de la couche de catalyseur fortement concentré dans le corps est également établie de manière à réduire la quantité de catalyseur, car le catalyseur est une matière première coûteuse. Ainsi, la longueur L (mm) est déterminée à la fois d'après la perte de pression et d'après le coût de la matière du catalyseur.
Les autres effets de la deuxième forme de réalisation sont identiques à ceux de la première forme de réalisation.
Première expérience La première expérience a été menée en utilisant 4 types de corps, chacun ayant sensiblement la même configuration que celle du corps 120 du filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la deuxième forme de réalisation. La première expérience a consisté à mesurer la fonction d'épuration de chaque corps ayant un taux différent entre la longueur L de la partie avant et la longueur TL - L du reste du corps.
Les corps examinés présentent divers taux A/B de support de catalyseur, de 1,0, 1,5, 2,0 et 2,5, le taux résultant du rapport A/B ou A désigne la densité du catalyseur supporté par la partie d'extrémité avant L et B désigne la densité du catalyseur supporté par le reste (TL-L) du corps. Le taux est établi, dans la première expérience, de façon que chaque corps contienne une même quantité totale de catalyseur.
L'expérience a consisté à mesurer une quantité d'hydrocarbures (HC) rejetée dans les gaz d'échappement émis par chaque corps, conformément à la norme EU de modalité d'essai (EU-MODE) pour les contrôles d'émission. Concrètement, les émissions de HC (g/km) ont été mesurées dans des conditions correspondant à un cycle de 195 secondes d'ECE ou un cycle de conduite en ville de NEDC 2000 dans EU- MODE.
La Fig. 14 est un résultat de la première expérience illustrant une relation entre le taux A/B de support de catalyseur de chaque corps et une quantité de rejet de HC. Sur la Fig. 14, l'axe horizontal indique le taux A/B de support de catalyseur de chaque corps et l'axe vertical indique le taux de rejet de HC. Chaque taux de rejet de HC est une valeur relative par rapport au taux d'émission de HC de 1,0 lorsque le taux de support de catalyseur est de 1,0.
Comme illustré clairement sur la Fig. 14, plus le taux de support du catalyseur est élevé, moins il y a de rejet de HC dans l'intervalle de taux de support de catalyseur de 1,0 à 2,5. Cela signifie que le corps possédant le taux A/B de support de catalyseur le plus grand peut accroître sa capacité d'épuration.
Il est surtout préférable d'établir le taux A/B de support de catalyseur à une valeur non inférieure à 1,5. Ainsi, le fait de supporter la plus grande quantité du catalyseur sur la partie d'extrémité avant du corps permet d'obtenir l'effet d'épuration amélioré.
Deuxième expérience La deuxième expérience a été menée en utilisant dix types de corps dont chacun a une capacité thermique Q différente de celle des autres, mais a sensiblement la même configuration que celle du corps 120 du filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la deuxième forme de réalisation. Les dix corps utilisés pendant la deuxième expérience ont le même taux A/B de support de catalyseur, à savoir 2.0 Le tableau 1 ci-dessous fourni des détails sur les corps utilisés pendant la deuxième expérience.
Tableau 1
Porosité Chaleur Capacité Conductivité HC EU- massique thermique thermique MODE,ECE /volume Taux Echantillon Densité d'épuration N Matière (%) p(g/cm3) Cp(kJ/kgÉK) (kJ/m3K) K(W/mÉk) (g/km) par cycle (%) 1 Cordiérite 60 0,37 0,84 311 0,42 0,041 42,0 2 Cordiérite 65 0,32 0,84 272 0,42 0,037 50,0 3 Cordiérite 70 0,28 0,84 233 0,42 0,034 58,0 4 Cordiérite 75 0,23 0,84 194 0,42 0,030 66,0 Cordiérite 80 0,18 0,84 155 0, 42 0,027 74,0 6 Cordiérite 85 0,14 0,84 117 0,42 0,023 82,0 7 SiC 49 0, 53 0,79 422 42 0,057 5,8 8 SiC 48 0,54 0,79 428 42 0,058 4,0 9 SiC 58 0, 44 0, 79 348 42 0,047 28,1 SiC 60 0,42 0,79 334 42 0,045 32,4 Dans la deuxième forme de réalisation, le taux d'épuration a été obtenu sous la forme de l'évaluation de la fonction d'épuration ou de la capacité d'épuration de gaz d'échappement conformément à la norme EU-MODE, comme pour la première expérience.
Concrètement, le taux (%) d'épuration de HC a été obtenu dans les conditions d'un cycle (d'une durée de 195 secondes) de l'ECE (à savoir un cycle de conduite en ville) dans NEDC 2000 de EU-MODE.
La Fig. 15 présente le résultat de l'expérience, à savoir la relation entre la capacité thermique Q et le taux (%) d'épuration de HC par le filtre d'épuration de gaz d'échappement.
Ainsi qu'il apparaît clairement sur la Fig. 15, plus la capacité thermique Q est faible, plus le taux (%) d'épuration de HC sera grand. En particulier, dans des conditions de capacité thermique Q (kJ/m3K) non supérieure à 400, on peut parvenir à l'excellent effet amélioré d'épuration. Dans des conditions de capacité thermique Q (kJ/m3K) non supérieure à 325, le taux (%) d'épuration non inférieur à 20 peut être obtenu.
En outre, ainsi qu'il ressort clairement du tableau 1, en particulier, la relation entre la capacité thermique Q et les HC indique que plus la capacité thermique est faible, meilleur est le taux d'épuration des HC.
La Fig. 17 présente un résultat d'expérience de résistance aux chocs thermiques d'un corps de filtre d'épuration de gaz d'échappement. Sur la Fig. 17, l'axe vertical indique une différence de température entre la température établie dans le four à chauffage électrique et la température ambiante de 20 C, l'axe horizontal indique une capacité thermique Q de chaque corps d'échantillon. Au cours de l'expérience, les corps individuels d'échantillon ont été maintenus pendant deux heures à diverses températures dans un four à chauffage électrique, puis ont été sortis du four à chauffage électrique et maintenus à une température ambiante de 20%C pour vérifier l'apparition de fissures dans chaque corps individuel testé. Chaque point apparaissant sur la Fig. 17 indique la différence entre la température établie dans le four à chauffage électrique et la température ambiante de 20 C lorsqu'une fissure apparaît dans chaque corps.
Le résultat expérimental illustré sur la Fig. 17 indique clairement que le corps a une grande résistance aux chocs thermiques si la capacité thermique Q du corps n'est pas supérieure à 400 (kJ/m3 É K), le corps ayant en particulier une excellente résistance aux chocs thermiques si la capacité thermique Q n'est pas supérieure à 350 (kJ/m3 É K).
Par ailleurs, la conductivité thermique K est déterminée en fonction des dimensions de chaque corps individuel. Ainsi, plus la longueur du corps est grande, plus le corps aura une faible conductivité thermique, car les propriétés physiques de la cordiérite constituant la matière principale de la céramique sont les mêmes dans tous les corps individuels testés. Lors des expériences selon la présente invention, la conductivité thermique de chaque corps devient 1,0 (W/m k) si la longueur de chaque corps est établie à 50 mm.
Troisième forme de réalisation En référence à la Fig. 16, on va maintenant décrire une caractéristique détaillée d'un unique système à CS utilisant le filtre d'épuration de gaz d'échappement selon la troisième forme de réalisation de la présente invention.
La Fig. 16 est une vue schématique représentant la structure d'un unique système d'épuration de gaz d'échappement à CS selon la troisième forme de réalisation, comprenant le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation.
Sur la Fig. 16 représentant l'unique système à CS selon la troisième forme de réalisation, le repère 71 désigne un rail commun 71 placé dans un moteur diesel 7, le repère 72 désigne une valve de recirculation des gaz d'échappement ERG et le repère 73 désigne un refroidisseur ERG. La valve ERG 72 et le refroidisseur ERG 73 sont utilisés pour la recirculation de gaz d'échappement. Un refroidisseur 61 d'air de suralimentation servant à refroidir l'air d'entrée est monté sur un système d'entrée 60 situé à l'extrémité amont du moteur diesel 7.
Comme illustré sur la Fig. 16, un tuyau d'échappement 74 est monté sur le système d'échappement 70 situé à l'extrémité aval du moteur diesel 7. Un turbocompresseur (T/C) 75 est monté à la jonction du tuyau d'échappement 74 et du moteur diesel 7. Un unique filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la présente invention est monté sur le tuyau d'échappement 74. La distance du turbocompresseur 75 à la surface d'extrémité amont 101 du filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement est de 700 mm. Cette distance indique la distance longitudinale Ld de l'axe géométrique central du système d'échappement 70 indiqué par une ligne discontinue sur la Fig. 16.
Par ailleurs, des capteurs 76 de température de gaz d'échappement et un capteur de pression différentielle 77 sont intégrés dans le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement. Les capteurs 76 de température de gaz d'échappement mesurent la température des gaz d'échappement avant et après le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement. Le capteur 77 de pression différentielle mesure une différence de pression des gaz d'échappement avant et après le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement.
Dans l'unique système à CS ayant la configuration ci-dessus de la forme de réalisation illustrée sur la Fig. 16, comme le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement est monté au voisinage immédiat du moteur diesel 7, il est possible d'introduire les, gaz d'échappement à une température plus élevée dans le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement en comparaison d'un système sous plancher (UF) dans lequel le filtre d'épuration de gaz d'échappement est situé loin de l'emplacement du moteur diesel. Cela permet de réaliser efficacement l'oxydation et/ou la réduction des matières particulaires interceptées à l'aide du catalyseur, puis les matières particulaires sont brûlées pour être éliminées. En outre, il est possible d'éliminer efficacement diverses matières particulaires telles que des hydrocarbures (HC), du monoxyde de carbone (CO) et des oxydes d'azote (NOx).
Dans la troisième forme de réalisation, la distance du turbocompresseur (T/C) 75 à la surface d'extrémité amont 101 du filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement est de 700 mm, c'est-à-dire que sa distance est établie à une valeur de l'ordre de 1000 mm maximum. Cela assure que les gaz d'échappement à température plus élevée traversent le filtre d'épuration de gaz d'échappement.
Par conséquent, il est possible d'améliorer encore l'effet d'épuration des gaz d'échappement rejetés par le moteur diesel 7 en comparaison de l'effet de la technique antérieure dans laquelle la distance par rapport à celui-ci est supérieure à 1000 mm.
D'une façon générale, plus la température des gaz d'échappement qui traversent le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement est élevée, plus la résistance du corps 20 du filtre 1 à la chaleur doit être accrue. Pour résoudre ce problème, le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement comporte un moyen pour accroître la capacité thermique Q du corps 20.
De plus, le filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la troisième forme de réalisation est équipé à la fois des capteurs 76 de température de gaz d'échappement et du capteur 77 de pression différentielle. Ces capteurs 76 et 77 mesurent les températures des gaz d'échappement traversant le filtre 1 et la pression différentielle entre l'extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie du filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement. D'après les valeurs mesurées, il est possible de prévoir la température à l'intérieur du filtre 1 d'épuration de gaz d'échappement et la quantité de matières particulaires accumulées dans les cloisons du filtre 1, et il est donc possible de réguler la combustion des matières particulaires accumulées, dans des conditions optimales empêchant la survenance de pertes par fusion et la fissuration du filtre d'épuration de gaz d'échappement. Cette régulation peut empêcher toute survenance de pertes par fusion et toute fissuration du filtre d'épuration de gaz d'échappement.

Claims (1)

  1. 34 REVENDICATIONS
    1. Filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement épurant des gaz d'échappement contenant des matières particulaires rejetées du fait d'une combustion interne, le filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement comprenant un corps (20) composé de plusieurs alvéoles (10) disposées suivant une structure en réseau, et des éléments d'obturation (3), chaque alvéole ayant une forme rectangulaire constituée par des cloisons périphériques (2) à structure poreuse, s'étendant suivant un axe du corps (20), les alvéoles étant divisées en passages d'introduction (11) servant à l'introduction des gaz d'échappement et en passages d'échappement rejetant les gaz d'échappement, les éléments d'obturation (3) étant formés à une extrémité amont de chaque passage d'échappement (12) et à une extrémité aval de chaque passage d'introduction (11), et un catalyseur (5) pour épurer les gaz d'échappement étant supporté par les cloisons (2) des alvéoles (10), caractérisé en ce que, la capacité thermique Q du corps (20) est établie à une valeur non supérieure à 400 (kJ/m3 É K), où Q= CpXp, Cp (kJ/kg É K) est un rapport correspondant à la chaleur massique du corps (20) et p est la densité apparente du corps (20) .
    2. Filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la capacité thermique du corps (20) est établie à une valeur non supérieure à 325 (kJ/m3 K).
    3. Filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la conductivité thermique K du corps (20) est établie à une valeur non supérieure à 1,0 (W/m É K).
    4. Filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le catalyseur (1) est constitué par un catalyseur d'oxydation ou un catalyseur d'oxydes d'azote (NOx), ou bien à la fois par le catalyseur d'oxydation et le catalyseur d'oxydes d'azote (NOx).
    5. Filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la densité du catalyseur (5) supportée dans une partie avant du corps (20) jusqu'à une longueur voulue mesurée depuis une surface d'extrémité amont du corps (20) sur l'axe du corps (20) est plus grande que la densité du catalyseur (5) supporté dans le reste du corps (20).
    6. Filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement selon la revendication 5, caractérisé en ce que la longueur de la partie avant du corps (20) est établie à une valeur non supérieure à 40 mm.
    7. Filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le catalyseur (5) est supporté par des surfaces des cloisons (2) à structure poreuse entourant et en regard seulement des passages d'introduction (11).
    8. Filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement
    selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,
    caractérisé en ce que le catalyseur (5) est en céramique principalement composée de cordiérite.
    9. Filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement est un unique système à couplage serré destiné à être monté à un emplacement très proche de l'emplacement de la combustion interne.
    10. Filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement selon la revendication 9, caractérisé en ce que le filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement est disposé à une distance non supérieure à 1000 mm mesurée depuis une position d'un turbocompresseur jusqu'à une surface d'extrémité amont du filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement lorsque le turbocompresseur est associé à la combustion interne.
    11. Filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs capteurs (76, 77) de températures de gaz d'échappement et de pression différentielle sont montés dans le filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement.
    12. Procédé de fabrication d'un filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement ayant plusieurs alvéoles (10) composées de passages d'introduction (11) et de passages d'échappement (12) adjacents les uns aux autres, à travers des cloisons (2) à structure poreuse, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : effectuer un moulage par extrusion avec des matières premières de manière à former un corps (20) à structure alvéolaire; sécher et cuire le corps (20) à structure alvéolaire; insérer des éléments d'obturation (3) dans une première surface d'extrémité du corps (20), suivant une combinaison en damier, pour fermer hermétiquement les passages d'échappement (12) dans la partie d'entrée du corps (20) ; verser une suspension épaisse d'alumine contenant de l'alumine sur une première surface d'extrémité du corps (20) comportant les éléments d'obturation (3) ; sécher et cuire le corps (20) ; plonger le corps (20) depuis la première surface d'extrémité du corps (2) muni des éléments d'obturation (3) dans une suspension épaisse pour appliquer un catalyseur (5) sur les cloisons (2) à structure poreuse; sécher et cuire le corps (20) ; et insérer des éléments d'obturation (3) dans l'autre surface d'extrémité du corps (20), suivant une combinaison en damier pour fermer hermétiquement les passages d'introduction (11) dans la partie de sortie du corps (20).
    13. Procédé de fabrication d'un filtre (1) d'épuration de gaz d'échappement comportant plusieurs alvéoles (10) composées de passages d'introduction (11) et de passages d'échappement (12) adjacents les uns aux autres à travers des cloisons (2) d'une structure poreuse, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : effectuer un moulage par extrusion avec des matières premières de manière à former un corps (20) à structure alvéolaire; sécher et cuire le corps (20) à structure alvéolaire; insérer des éléments d'obturation (3) dans une première surface d'extrémité du corps (20) suivant une combinaison en damier pour fermer hermétiquement les passages d'échappement (12) dans la partie d'entrée du corps (20) ; verser une suspension épaisse d'alumine contenant de l'alumine sur une première surface d'extrémité du corps (20) comportant les éléments d'obturation (3) ; sécher et cuire le corps (20) ; plonger le corps (20) dans une suspension épaisse afin d'appliquer un catalyseur (5) sur les cloisons (2) à structure poreuse; plonger une première surface d'extrémité du corps (20), dans laquelle sont formés les éléments d'obturation (3), dans une suspension épaisse très concentrée, sur une profondeur prédéterminée L afin de former une épaisse couche de catalyseur sur les cloisons (2) ; sécher et cuire le corps (20) ; et insérer les éléments d'obturation (3) dans l'autre surface d'extrémité du corps (20) suivant une combinaison en damier pour fermer hermétiquement les passages d'introduction (11) dans la partie de sortie du 5 corps (20).
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