FR3092364A1 - Procédé d’injection d’ammoniac sous forme gazeuse dans une ligne d’échappement de moteur thermique - Google Patents

Procédé d’injection d’ammoniac sous forme gazeuse dans une ligne d’échappement de moteur thermique Download PDF

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Abstract

Titre : Procédé d’injection d’ammoniac sous forme gazeuse dans une ligne d’échappement de moteur thermique Inventeurs : DIOUF Cheikh DUPRIEZ Mathieu FISCHBACH Charles-Albert Déposants : Continental Automotive France Continental Automotive GmbH L’invention concerne un dispositif (1) d’injection d’ammoniac sous forme gazeuse dans une ligne (10) d’échappement d’un moteur thermique, comprenant un superviseur (4), une chambre d’évaporation (3) intégrant des moyens de chauffage (6) d’une quantité d’agent réducteur libérant alors de l’ammoniac sous forme gazeuse sortant de la chambre d’évaporation (3) par une conduite (16) débouchant dans la ligne (10) d’échappement. Le superviseur (4) de contrôle est associé à un premier capteur de pression (12) interne logé dans la chambre d’évaporation (3) et à un deuxième capteur de pression (14) destiné à être logé dans la ligne (10) d’échappement en comprenant des moyens de calcul d’une quantité d’ammoniac à injecter à un instant donné dans la ligne (10) d’échappement en fonction des valeurs de pression des premier et deuxième capteurs (12, 14) de pression. Figure de l’abrégé : figure 1

Description

Procédé d’injection d’ammoniac sous forme gazeuse dans une ligne d’échappement de moteur thermique
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne un procédé d’injection d’ammoniac sous forme gazeuse dans une ligne d’échappement de moteur thermique ainsi qu’un dispositif d’injection d’ammoniac sous forme gazeuse dans une ligne d’échappement d’un moteur thermique, le dispositif mettant en œuvre un tel procédé d’injection.
Un tel dispositif comprend un superviseur de contrôle, une chambre d’évaporation intégrant des moyens de chauffage d’une quantité d’agent réducteur libérant alors de l’ammoniac sous forme gazeuse sortant de la chambre d’évaporation par une conduite débouchant dans la ligne d’échappement.
Art antérieur
Plus de 95% des moteurs Diesel seront équipés dans un proche avenir d’un dispositif de traitement des oxydes d’azote dans la ligne d’échappement. Ceci pourrait valoir aussi dans un avenir plus lointain pour les moteurs à carburant essence.
Pour ce faire, dans des véhicules automobiles notamment à moteur à allumage par compression, notamment avec carburant gazole, il est connu d’équiper une ligne d’échappement de moteur thermique d’un système de réduction catalytique sélective avec injection d’agent réducteur dans la ligne, l’unité de contrôle commande recevant les estimations ou mesures de quantités d’oxydes d’azote sortant par la ligne d’échappement au moins en aval du système de réduction catalytique sélective.
Pour la dépollution des oxydes d’azote ou NOx, il est donc fréquemment utilisé un système de réduction catalytique sélective autrement connu sous l’abréviation française de RCS correspondant à l’abréviation anglaise de SCR pour « sélective catalytic reduction ». Par la suite, dans la présente demande, le système de réduction catalytique sélective pourra aussi être cité par son abréviation RCS de même que les oxydes d’azote pourront être cités sous leur abréviation NOx et l’ammoniac sous sa formule chimique NH3.
Dans un système RCS, il est fréquemment utilisé un agent réducteur liquide destiné à être introduit en quantités prédéfinies et par injections consécutives dans une ligne d’échappement d’un véhicule automobile.
L’ajout de cet agent réducteur de dépollution effectue le traitement des NOx présents dans la ligne d’échappement du moteur thermique du véhicule automobile. Cet agent réducteur RCS est fréquemment de l’ammoniac ou un précurseur de l’ammoniac, par exemple de l’urée ou un dérivé de l’urée, notamment un mélange connu sous la marque AdBlue®.
Un système RCS présente typiquement un réservoir contenant une quantité d’agent réducteur liquide, une pompe pour l’alimentation en agent réducteur liquide d’une ligne d’échappement d’un véhicule automobile à partir d’un injecteur débouchant dans la ligne d’échappement.
L’agent réducteur liquide se décompose en ammoniac sous forme gazeuse, de formule chimique NH3. Le NH3 se stocke dans un catalyseur RCS pour réduire les NOx se trouvant dans les gaz évacués par la ligne d’échappement.
Un système RCS, plus particulièrement quand l’agent réducteur est un dérivé de l’urée comme de l’AdBlue®, est efficace entre des températures moyennes et hautes et peut convertir les NOx de manière continue. Une commande optimisée est aussi requise pour augmenter l’efficacité de traitement des NOx et optimiser les consommations de carburant et d’agent réducteur, étant donné que ces paramètres sont tous fonction, de manière non linéaire, des conditions régnantes dans l’échappement et lors de la catalyse.
La commande d’un système RCS peut se diviser en deux parties : une commande nominale et une commande adaptative. La commande nominale fixe la quantité à injecter d’agent réducteur qui est calibrée en fonction du système RCS et du véhicule d’essai ayant servi lors du développement. La commande adaptative fixe un facteur multiplicatif de correction de la quantité à injecter d’agent réducteur basé pour le véhicule sur lequel est effectivement associé le système RCS, afin d’adapter le système en série à des déviations et dispersions pouvant provenir de l’injecteur d’agent réducteur, des capteurs NOx, de la qualité d’agent réducteur, du système de dosage, de la température de catalyse, du débit d’échappement, etc.
Il faut aussi tenir compte que le système peut avoir une influence sur le procédé de réduction en provoquant plus d’émissions de NOx ou de NH3, le NH3 correspondant à de l’agent réducteur transformé mais non utilisé pour la catalyse en sortie de ligne d’échappement.
De manière générale, la commande adaptative utilise un capteur de NH3 et/ou de NOx ou travaille avec une estimation en sortie d’un filtre à particules imprégné de RCS ou d’un catalyseur RCS, ceci sans tenir compte du cas où un système RCS auxiliaire est présent ou si est présent un catalyseur d’oxydation du surplus de NH3 non utilisé pour le contrôle de la catalyse en fin de ligne d’échappement afin d’éviter de rejeter du NH3 dans l’environnement extérieur au véhicule automobile.
Une commande d’un système RCS selon l’état de la technique rend possible une adaptation d’une efficacité de traitement de NOx prédéterminé selon un rapport volumétrique ou une concentration massique ou d’un niveau de NOx dans la ligne d’échappement, par exemple un débit massique en gramme par seconde.
Les systèmes RCS les plus répandus agissent avec un agent réducteur liquide avec ou sans ajout d’air. Un système RCS avec ajout d’air présente le désavantage de ne pas garantir une injection d’agent à forte charge du moteur thermique. Un système RCS sans ajout d’air présente le risque d’un dépôt liquide puis solide d’agent réducteur dû à une mauvaise vaporisation de l’agent réducteur à des températures basses.
Le document FR-A-2 953 737 décrit un procédé de traitement de polluants contenus dans des gaz d'échappement, notamment d'un moteur thermique. Dans la ligne d’échappement en sortie du moteur thermique, il est prévu des moyens de réduction catalytique sélective traversés par les gaz et des moyens d'injection d'un agent réducteur dans ladite ligne pour traiter lesdits polluants lors du passage au travers des moyens de catalyse.
Le procédé comprend l’étape de chauffage d’un composé organo-nitré pour obtenir sa décomposition en un mélange d'au moins un agent réducteur en phase gazeuse contenant de l'ammoniac et un autre agent réducteur en phase gazeuse ainsi que de la vapeur d'eau.
Le procédé comprend ensuite l’étape de compression et de refroidissement de ce mélange pour condenser la vapeur d'eau en une phase liquide d'eau et obtenir une phase gazeuse d'un des deux agents réducteurs et une phase liquide de l'autre agent réducteur.
Enfin, le procédé comprend l’étape d’injection de l'un des agents réducteurs dans la ligne d'échappement en association avec au moins les moyens de réduction catalytique sélective pour traiter les polluants de ces gaz.
Ce document ne donne aucune indication comment l’injection se fait pour que le dosage de la quantité d’ammoniac injectée dans la ligne d’échappement se fasse précisément.
Par conséquent, le problème à la base de l’invention est de concevoir un système de réduction des oxydes d’azote présents dans les gaz d’échappement évacués d’un moteur thermique par une ligne d’échappement qui ne présente pas les inconvénients précités en prévoyant d’injecter de l’ammoniac sous forme gazeuse dans la ligne d’échappement et en contrôlant précisément la quantité d’ammoniac sous forme gazeuse injectée.
A cet effet, la présente invention concerne un procédé d’injection d’ammoniac sous forme gazeuse dans une ligne d’échappement de moteur thermique, un agent réducteur étant chauffé dans une chambre d’évaporation afin de libérer de l’ammoniac sous forme gazeuse ensuite introduit dans la ligne d’échappement par une conduite en sortie de la chambre d’évaporation, remarquable en ce que, la pression dans la chambre d’évaporation et la pression des gaz d’échappement dans la ligne d’échappement étant mesurées ou estimées, il est procédé à une injection d’une quantité d’ammoniac Q sous forme gazeuse à un instant donné dans la ligne d’échappement estimée conformément à l’équation suivante :
P1 étant la pression régnante dans la chambre d’évaporation, P2 la pression régnante des gaz d’échappement dans la ligne d’échappement et K une constante dépendant d’une section de la conduite et d’une densité de la quantité d’ammoniac sous forme gazeuse injectée dans la ligne d’échappement.
Il est important de connaître précisément la quantité d’ammoniac en phase gazeuse pénétrant dans la ligne d’échappement. Cette quantité d’ammoniac est fonction de la racine carrée du rapport d’un différentiel de pression à l’intérieur de la chambre d’évaporation et de la ligne d’échappement sur une constante K fonction d’une section de la conduite amenant l’ammoniac sous forme gazeuse de la chambre d’évaporation à l’intérieur de la ligne d’échappement.
De par le différentiel de pression, un effet Venturi se crée aspirant l’ammoniac contenu dans la conduite à l’intérieur de la ligne d’échappement.
Contrairement à un système RCS classique, ce n’est pas de l’agent réducteur qui est introduit dans la ligne d’échappement mais de l’ammoniac sous forme gazeuse. Dans un système selon l’état de la technique, la transformation de l’agent réducteur en ammoniac à l’intérieur de la ligne d’échappement pouvait être incomplète du fait d’une trop basse température des gaz d’échappement dans la ligne, ce qui est évité par le procédé selon l’invention.
De plus, il ne risque pas d’avoir de dépôt d’agent réducteur dans la conduite ni de risque d’éclatement de cette conduite en arrêt prolongé du véhicule automobile par température extérieure très froide du fait du gel de l’agent réducteur que la conduite contient, ce qui accroît la sécurité et la maintenance du dispositif d’injection en ne nécessitant plus de purge de la conduite et de l’injecteur.
De plus, la réaction de l’ammoniac sous forme gazeuse et chaud est plus rapide avec les oxydes d’azote à l’intérieur de la ligne d’échappement que pour un système RCS selon l’état de la technique, aucune transformation chimique de l’agent réducteur n’étant requise.
Avantageusement, une température dans la chambre d’évaporation est mesurée et pilotée pour être supérieure à une température de transformation de l’agent réducteur en ammoniac sous la pression régnante dans la chambre d’évaporation mesurée ou estimée.
Ainsi, de l’ammoniac sous forme gazeuse est toujours obtenu dans la chambre d’évaporation et prêt à assurer une réduction des oxydes d’azote quand une quantité d’ammoniac est injectée dans la ligne d’échappement sous l’aspiration effectuée du fait du différentiel de pression entre chambre d’évaporation et pression des gaz d’échappement dans la ligne.
Avantageusement, une concentration en ammoniac sous forme gazeuse dans la chambre d’évaporation est mesurée ou estimée et quand cette concentration en ammoniac sous forme gazeuse est inférieure à une concentration minimale, il est procédé à une réintroduction d’agent réducteur dans la chambre d’évaporation.
Ceci permet d’assurer un apport régulier d’agent réducteur dans la chambre d’évaporation pour obtenir de l’ammoniac sous forme gazeuse.
Avantageusement, un débit de gaz d’échappement est mesuré ou estimé dans la ligne d’échappement, une estimation des oxydes d’azote évacués du moteur thermique dans la ligne d’échappement étant réalisée en fonction de ce débit mesuré ou estimé, une quantité totale d’ammoniac sous forme gazeuse étant estimée dans un intervalle de temps déterminé pour une réduction de la quantité d’oxydes d’azote évacués pendant cet intervalle de temps dans la ligne d’échappement, la quantité totale d’ammoniac sous forme gazeuse étant injectée par succession de quantités d’ammoniac sous forme gazeuse à des instants donnés de l’intervalle de temps.
L’invention concerne un dispositif d’injection d’ammoniac sous forme gazeuse dans une ligne d’échappement d’un moteur thermique, le dispositif comprenant un superviseur de contrôle, une chambre d’évaporation intégrant des moyens de chauffage d’une quantité d’agent réducteur libérant alors de l’ammoniac sous forme gazeuse sortant de la chambre d’évaporation par une conduite débouchant dans la ligne d’échappement, le dispositif mettant en œuvre un tel procédé, remarquable en ce que le superviseur de contrôle est associé à un premier capteur de pression interne logé dans la chambre d’évaporation et à un deuxième capteur de pression destiné à être logé dans la ligne d’échappement en comprenant des moyens de calcul d’une quantité d’ammoniac à injecter à un instant donné dans la ligne d’échappement en fonction des valeurs de pression des premier et deuxième capteurs de pression.
Avantageusement, le superviseur est associé à un capteur de température et à un capteur d’ammoniac logés dans la chambre d’évaporation, le superviseur étant associé à un capteur de débit massique d’écoulement des gaz d’échappement destiné à être logé dans la ligne d’échappement et des moyens d’estimation du débit d’oxydes d’azote dans la ligne à partir du débit massique ou comprenant un modèle d’estimation d’un débit d’oxydes d’azote en fonction de paramètres de fonctionnement d’un moteur thermique comprenant au moins un régime moteur et un couple moteur.
Avantageusement, la conduite de sortie comprend une interface de communication avec la chambre d’évaporation, une vanne de dosage en aval de l’interface de communication pilotée par des moyens d’actionnement à partir du superviseur pour délivrer une quantité d’ammoniac à injecter à un instant donné et une restriction sur la conduite en aval de la vanne de dosage, une section de la restriction étant prise comme section de la conduite et le superviseur comprend des moyens d’estimation de la densité de la quantité d’ammoniac sous forme gazeuse injectée dans la ligne d’échappement en fonction de la température mesurée par le capteur de température dans la chambre d’évaporation.
Avantageusement, la conduite est destinée à déboucher dans la ligne d’échappement par un injecteur passif.
Avantageusement, le superviseur comprend des moyens d’actionnement d’une vanne de dosage d’agent réducteur dans la chambre d’évaporation, la vanne de dosage d’agent réducteur étant positionnée en amont d’une interface d’entrée dans la chambre d’évaporation.
Avantageusement, les moyens de chauffage de la chambre d’évaporation sont des moyens de chauffage électrique et l’agent réducteur est un mélange d’eau et d’urée.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard du dessin annexé donné à titre d’exemple non limitatif et sur lequel :
- la figure 1 est une représentation schématique d’une vue d’un dispositif d’injection d’ammoniac sous forme gazeuse dans une ligne d’échappement de moteur thermique selon un mode de réalisation conforme à la présente invention.
Description détaillée de l'invention
En se référant à la figure 1, la présente invention concerne un procédé d’injection d’ammoniac sous forme gazeuse dans une ligne 10 d’échappement de moteur thermique. Des gaz d’échappement transitent dans la ligne 10 d’échappement en sortie du moteur thermique dans la direction indiquée par la flèche F.
Dans ce procédé, un agent réducteur, avantageusement un agent réducteur précurseur de l’ammoniac en étant de l’urée ou un dérivé de l’urée, notamment un mélange connu sous la marque AdBlue®, est chauffé dans une chambre d’évaporation 3 afin de libérer de l’ammoniac sous forme gazeuse.
Cet ammoniac ou NH3 gazeux est ensuite introduit dans la ligne 10 d’échappement par une conduite 16 en sortie de la chambre d’évaporation 3.
La quantité d’ammoniac sous forme gazeuse injectée dépend de la différence de pression entre la pression régnante, d’une part, dans la chambre d’évaporation 3 et, d’autre part, dans la ligne 10 d’échappement.
Selon l’invention, la pression dans la chambre d’évaporation 3 et la pression des gaz d’échappement dans la ligne 10 d’échappement sont mesurées ou estimées, avantageusement mesurées. Il est procédé à une injection d’une quantité d’ammoniac Q sous forme gazeuse à un instant donné dans la ligne 10 d’échappement estimée conformément à l’équation suivante :
La quantité d’ammoniac en forme gazeuse Q est la quantité d’ammoniac égale à la racine carrée du rapport de la différence de pression entre la pression régnante dans la chambre d’évaporation 3 et la pression régnante des gaz d’échappement dans la ligne 10 d’échappement sur une constante K.
Dans cette équation, P1 est la pression régnante dans la chambre d’évaporation 3, P2 la pression régnante des gaz d’échappement dans la ligne 10 d’échappement et K une constante dépendant d’une section de la conduite 16 et d’une densité de la quantité d’ammoniac sous forme gazeuse injectée dans la ligne 10 d’échappement.
Le contrôle de la température dans la chambre d’évaporation 3 est important afin de piloter la température dans la chambre d’évaporation 3 à une valeur suffisamment haute pour qu’il y ait toujours de l’ammoniac en phase gazeuse obtenu après thermolyse et hydrolyse de l’urée.
La formation du réducteur NH3 à partir de l’agent réducteur, fréquemment un produit connu sous le nom d’AdBlue® qui est un mélange d’urée à 32,5% et d’eau, se fait en deux étapes.
La première étape est la thermolyse de l’urée selon la réaction chimique suivante :
La deuxième étape est l’hydrolyse de l’acide isocyanique selon la réaction chimique suivante :
Ces deux étapes et surtout la première nécessitent des températures d’au moins 180° à 200°C.
Une température dans la chambre d’évaporation 3 peut être mesurée et pilotée pour être supérieure à une température de transformation de l’agent réducteur en ammoniac, ceci sous la pression régnante dans la chambre d’évaporation 3 mesurée ou estimée.
De préférence, la température et la pression régnantes dans la chambre d’évaporation 3 peuvent être mesurées par un capteur de température 11 et un capteur de pression 12, comme il est montré à la figure 1.
Pour le remplacement de l’ammoniac sous forme gazeuse consommé dans la ligne 10 d’échappement, une concentration en ammoniac sous forme gazeuse dans la chambre d’évaporation 3 peut être mesurée ou estimée. De préférence, la concentration en ammoniac sous forme gazeuse peut être mesurée par un capteur d’ammoniac 13, comme il est montré à la figure 1.
Quand cette concentration en ammoniac sous forme gazeuse est inférieure à une concentration minimale, il peut être procédé à une réintroduction d’agent réducteur dans la chambre d’évaporation 3, ceci à partir d’un réservoir d’agent réducteur disposé à distance de la chambre d’évaporation 3, ce réservoir n’étant pas montré à la figure 1.
Pour calculer la quantité d’ammoniac Q sous forme gazeuse introduite à un instant donné, un débit de gaz d’échappement dans la ligne 10 d’échappement peut être mesuré ou estimé.
Dans une première alternative, une estimation des oxydes d’azote évacués du moteur thermique dans la ligne 10 d’échappement peut être réalisée en fonction de ce débit mesuré en utilisant la première équation précédemment énoncée, ceci dans un intervalle de temps déterminé pour une réduction de la quantité d’oxydes d’azote évacués pendant cet intervalle de temps.
Dans une deuxième alternative, une quantité totale d’ammoniac sous forme gazeuse pour une réduction des oxydes d’azote peut être estimée dans un intervalle de temps déterminé pour une réduction de la quantité d’oxydes d’azote évacués pendant cet intervalle de temps dans la ligne 10 d’échappement.
Pour ces deux alternatives, la quantité totale d’ammoniac sous forme gazeuse peut être injectée par succession de quantités d’ammoniac sous forme gazeuse à des instants donnés de l’intervalle de temps.
L’invention concerne un dispositif 1 d’injection d’ammoniac sous forme gazeuse dans une ligne 10 d’échappement d’un moteur thermique. Le dispositif 1 d’injection comprend un superviseur 4 de contrôle, une chambre d’évaporation 3 intégrant des moyens de chauffage 6 d’une quantité d’agent réducteur libérant alors de l’ammoniac sous forme gazeuse.
L’ammoniac sous forme gazeuse sort de la chambre d’évaporation 3 par une conduite 16 débouchant dans la ligne 10 d’échappement.
Le dispositif 1 d’injection met en œuvre un procédé tel que décrit précédemment. Pour ce faire, le superviseur 4 de contrôle est associé à un premier capteur de pression 12 interne logé dans la chambre d’évaporation 3 et à un deuxième capteur de pression 14 destiné à être logé dans la ligne 10 d’échappement.
Comme précédemment mentionné, la pression dans la ligne d’échappement 10 peut aussi être estimée en étant fournie par l’unité électronique de contrôle moteur qui la calcule sur la base des paramètres de fonctionnement en vigueur du moteur thermique.
Ceci permet de mesurer simultanément la pression régnante dans la chambre d’évaporation 3 et la pression régnante des gaz d’échappement dans la ligne 10 d’échappement.
Le superviseur 4 de contrôle intègre des moyens de calcul d’une quantité d’ammoniac à injecter à un instant donné dans la ligne 10 d’échappement en fonction des valeurs de pression des premier et deuxième capteurs 12, 14 de pression, ceci selon la première équation précédemment mentionnée en tenant compte aussi de la constante K.
De plus, le superviseur 4 peut être associé à un capteur de température 11 et à un capteur d’ammoniac 13 logés dans la chambre d’évaporation 3. De plus, le superviseur 4 peut être associé à un capteur de débit 15 massique d’écoulement des gaz d’échappement destiné à être logé dans la ligne 10 d’échappement en comprenant des moyens d’estimation du débit d’oxydes d’azote dans la ligne 10 à partir du débit massique, ceci dans une première forme de réalisation optionnelle.
Dans une deuxième forme de réalisation optionnelle, le superviseur 4 comprend un modèle d’estimation d’un débit d’oxydes d’azote en fonction de paramètres de fonctionnement d’un moteur thermique comprenant au moins un régime moteur et un couple moteur, ce modèle étant un modèle d’émission de gaz d’échappement tenant compte des paramètres de fonctionnement.
Le modèle peut être corrigé par les mesures d’une sonde à oxydes d’azote présente dans la ligne 10 d’échappement.
En effet, dans le cas où la quantité d'oxydes d'azote en sortie moteur est sous-estimée par le modèle, le superviseur 4 commande une sous-injection d’ammoniac sous forme gazeuse, ce qui entraîne une efficacité insuffisante du système de post-traitement RCS dont le dispositif 1 fait partie pour respecter les normes de dépollution.
Dans le cas où la quantité d'oxydes d'azote en sortie moteur est surestimée par le modèle, le superviseur 4 commande une sur-injection d’ammoniac sous forme gazeuse, ce qui entraîne un relâchement d'ammoniac en sortie d'échappement.
Le modèle d’estimation peut être calibré sur un moteur nominal et peut ne pas tenir compte des particularités du moteur thermique spécifique au véhicule automobile et notamment de son vieillissement ou de son dérèglement. Or, avec la dispersion des moteurs produits et leur vieillissement, l’erreur d’estimation peut être importante. Ainsi, il est judicieux de corriger le modèle d’estimation si besoin est, ceci par apprentissage.
La conduite 16 de sortie peut comprendre une interface de communication 7 avec la chambre d’évaporation 3, positionnée sur la paroi de la chambre d’évaporation 3 et la traversant localement.
La conduite 16 de sortie peut comprendre ensuite une vanne de dosage 8 en aval de l’interface de communication 7 pilotée par des moyens d’actionnement à partir du superviseur 4 pour délivrer une quantité d’ammoniac sous forme gazeuse à injecter à un instant donné, ceci en fonction de la différence de pression dans la chambre d’évaporation 3 et dans la ligne 10 d’échappement, comme estimée selon la première équation précédemment mentionnée.
La conduite 16 de sortie peut enfin comprendre une restriction 17 sur la conduite 16 en aval de la vanne de dosage 8. Cette restriction 17 influe sur la valeur de la constante K de la première équation. Une section de la restriction est alors prise comme section de la conduite 16 dans la première équation.
Pour le calcul de la constante K, le superviseur 4 peut comprendre de plus des moyens d’estimation de la densité de la quantité d’ammoniac sous forme gazeuse injectée dans la ligne 10 d’échappement en fonction de la température mesurée par le capteur de température 11 dans la chambre d’évaporation 3.
Du fait de la présence de la vanne de dosage 8 en amont de l’injecteur 9, formant l’interface de la conduite 16 avec la ligne 10 d’échappement, la conduite 16 peut déboucher dans la ligne 10 d’échappement par un injecteur passif 9, c'est-à-dire n’effectuant aucun contrôle du débit d’ammoniac sous forme gazeuse le traversant.
En amont de la chambre d’évaporation 3 dans le dispositif 1 d’injection, le superviseur 4 peut comprendre des moyens d’actionnement d’une vanne de dosage 2 d’agent réducteur dans la chambre d’évaporation 3. La vanne de dosage 2 d’agent réducteur peut ainsi être positionnée en amont d’une interface d’entrée 5 dans la chambre d’évaporation 3.
Les moyens de chauffage 6 de la chambre d’évaporation 3 peuvent être des moyens de chauffage 6 électrique.
L’invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n’ont été donnés qu’à titre d’exemples.

Claims (10)

  1. Procédé d’injection d’ammoniac sous forme gazeuse dans une ligne (10) d’échappement de moteur thermique, un agent réducteur étant chauffé dans une chambre d’évaporation (3) afin de libérer de l’ammoniac sous forme gazeuse ensuite introduit dans la ligne (10) d’échappement par une conduite (16) en sortie de la chambre d’évaporation (3), caractérisé en ce que, la pression dans la chambre d’évaporation (3) et la pression des gaz d’échappement dans la ligne (10) d’échappement étant mesurées ou estimées, il est procédé à une injection d’une quantité d’ammoniac Q sous forme gazeuse à un instant donné dans la ligne (10) d’échappement estimée conformément à l’équation suivante :

    P1 étant la pression régnante dans la chambre d’évaporation (3), P2 la pression régnante des gaz d’échappement dans la ligne (10) d’échappement et K une constante dépendant d’une section de la conduite (16) et d’une densité de la quantité d’ammoniac sous forme gazeuse injectée dans la ligne (10) d’échappement.
  2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel une température dans la chambre d’évaporation (3) est mesurée et pilotée pour être supérieure à une température de transformation de l’agent réducteur en ammoniac sous la pression régnante dans la chambre d’évaporation (3) mesurée ou estimée.
  3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel une concentration en ammoniac sous forme gazeuse dans la chambre d’évaporation (3) est mesurée ou estimée et quand cette concentration en ammoniac sous forme gazeuse est inférieure à une concentration minimale, il est procédé à une réintroduction d’agent réducteur dans la chambre d’évaporation (3).
  4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un débit de gaz d’échappement est mesuré ou estimé dans la ligne (10) d’échappement, une estimation des oxydes d’azote évacués du moteur thermique dans la ligne (10) d’échappement étant réalisée en fonction de ce débit mesuré ou estimé, une quantité totale d’ammoniac sous forme gazeuse étant estimée dans un intervalle de temps déterminé pour une réduction de la quantité d’oxydes d’azote évacués pendant cet intervalle de temps dans la ligne (10) d’échappement, la quantité totale d’ammoniac sous forme gazeuse étant injectée par succession de quantités d’ammoniac sous forme gazeuse à des instants donnés de l’intervalle de temps.
  5. Dispositif (1) d’injection d’ammoniac sous forme gazeuse dans une ligne (10) d’échappement d’un moteur thermique, le dispositif (1) comprenant un superviseur (4) de contrôle, une chambre d’évaporation (3) intégrant des moyens de chauffage (6) d’une quantité d’agent réducteur libérant alors de l’ammoniac sous forme gazeuse sortant de la chambre d’évaporation (3) par une conduite (16) débouchant dans la ligne (10) d’échappement, le dispositif (1) mettant en œuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le superviseur (4) de contrôle est associé à un premier capteur de pression (12) interne logé dans la chambre d’évaporation (3) et à un deuxième capteur de pression (14) destiné à être logé dans la ligne (10) d’échappement en comprenant des moyens de calcul d’une quantité d’ammoniac à injecter à un instant donné dans la ligne (10) d’échappement en fonction des valeurs de pression des premier et deuxième capteurs (12, 14) de pression.
  6. Dispositif (1) selon la revendication précédente, dans lequel le superviseur (4) est associé à un capteur de température (11) et à un capteur d’ammoniac (13) logés dans la chambre d’évaporation (3), le superviseur (4) étant associé à un capteur de débit (15) massique d’écoulement des gaz d’échappement destiné à être logé dans la ligne (10) d’échappement et des moyens d’estimation du débit d’oxydes d’azote dans la ligne (10) à partir du débit massique ou comprenant un modèle d’estimation d’un débit d’oxydes d’azote en fonction de paramètres de fonctionnement d’un moteur thermique comprenant au moins un régime moteur et un couple moteur.
  7. Dispositif (1) selon la revendication précédente, dans lequel la conduite (16) de sortie comprend une interface de communication (7) avec la chambre d’évaporation (3), une vanne de dosage (8) en aval de l’interface de communication (7) pilotée par des moyens d’actionnement à partir du superviseur (4) pour délivrer une quantité d’ammoniac à injecter à un instant donné et une restriction (17) sur la conduite (16) en aval de la vanne de dosage (8), une section de la restriction (17) étant prise comme section de la conduite (16) et le superviseur (4) comprend des moyens d’estimation de la densité de la quantité d’ammoniac sous forme gazeuse injectée dans la ligne (10) d’échappement en fonction de la température mesurée par le capteur de température (11) dans la chambre d’évaporation (3).
  8. Dispositif (1) selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel la conduite (16) est destinée à déboucher dans la ligne (10) d’échappement par un injecteur passif (9).
  9. Dispositif (1) selon l’une quelconque des trois revendications précédentes, dans lequel le superviseur (4) comprend des moyens d’actionnement d’une vanne de dosage (2) d’agent réducteur dans la chambre d’évaporation (3), la vanne de dosage (2) d’agent réducteur étant positionnée en amont d’une interface d’entrée (5) dans la chambre d’évaporation (3).
  10. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 5 à 9, dans lequel les moyens de chauffage (6) de la chambre d’évaporation (3) sont des moyens de chauffage (6) électrique et l’agent réducteur est un mélange d’eau et d’urée.
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