Recyclage des gaz d’échappement à haute pression / à basse pression
Quelle est la différence ?
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Informations concernant le produit
Comment fonctionne le recyclage des gaz d'échappement dans un moteur à combustion ou un moteur à essence et comment réduit-il les émissions d'oxyde d'azote ? Quel rapport entre la température des gaz d'échappement et la consommation de carburant ? Cet article donne quelques réponses à ces questions et explique comment les vannes de recyclage des gaz d'échappement sont contrôlées, mais aussi comment ce système assure la réduction des particules de suie pendant la combustion du carburant.
Les émissions brutes des moteurs ont pu être réduites continuellement grâce à des mesures techniques. Mais à chaque nouveau renforcement des valeurs limites d'émission, les technologies des mesures externes au moteur doivent elles aussi être constamment améliorées.
Le recyclage des gaz d'échappement (EGR) est une méthode de réduction des émissions nocives qui a fait ses preuves. Avec l'EGR à haute pression classique, les gaz d'échappement sont prélevés directement derrière le cylindre et à nouveau mélangés à l'air d'aspiration. L'EGR à basse pression est une méthode usuelle supplémentaire pour atteindre les plus sévères valeurs limites Euro 6 / Tier 2.
Mais quelle est la différence ?
Le tableau ci-dessous donne un bref aperçu. Vous trouverez davantage d'informations sur les pages suivantes.
Le recyclage des gaz d'échappement (EGR) est une méthode de réduction des émissions nocives qui a fait ses preuves. Avec l'EGR à haute pression classique, les gaz d'échappement sont prélevés directement derrière le cylindre et à nouveau mélangés à l'air d'aspiration. L'EGR à basse pression est une méthode usuelle supplémentaire pour atteindre les plus sévères valeurs limites Euro 6 / Tier 2.
Mais quelle est la différence ?
Le tableau ci-dessous donne un bref aperçu. Vous trouverez davantage d'informations sur les pages suivantes.
| EGR à haute pression | EGR à basse pression | |
| Pression d'entrée dans le système EGR | élevée (jusqu'à env. 3,5 bars) | basse (jusqu'à env. 1,3 bar) |
| Température d'entrée dans le système EGR | très élevée (jusqu'à env. 950 °C) | élevée (jusqu'à env. 800 °C) |
| Différence de pression Δp par le système EGR | élevée (jusqu'à env. 1,5 bar) | basse (jusqu'à env. 0,3 bar) |
| Variations de pression cycliques | fortes | faibles |
| Composition des gaz d'échappement | prélèvement avant le traitement secondaire des gaz d'échappement |
prélèvement après le traitement secondaire des gaz d'échappement |
Recyclage des gaz d'échappement – vue d'ensemble
Lors du recyclage des gaz d'échappement, une certaine quantité de gaz d'échappement est à nouveau mélangée à l'air d'aspiration. Ainsi, moins d'oxygène entre dans le cylindre, ce qui fait baisser la température de combustion. Cela permet de réduire de jusqu'à 50 % les oxydes d'azote présents dans les gaz d'échappement. En outre, les émissions de dioxyde de carbone et la consommation de carburant des moteurs à essence diminuent.
On distingue différentes positions de prélèvement des gaz d'échappement :
EGR INTERNE OU « INTÉRIEURE »
Dans le cas de l'EGR extérieure, on fait la distinction entre :
EGR À HAUTE PRESSION
Les gaz d'échappement sont
Les gaz d'échappement sont
On distingue différentes positions de prélèvement des gaz d'échappement :
EGR INTERNE OU « INTÉRIEURE »
- En raison de la superposition des soupapes, un reste de gaz d'échappement est présent dans la chambre de combustion ou est réaspiré dans le cylindre depuis le canal d'échappement.
- La modification des temps de commande des soupapes d'admission et d'échappement se fait par des cames réglables.
- Les gaz d'échappement sont prélevés à l'extérieur de la culasse, côté échappement, et ramenés au côté air frais au travers de conduites ou de canaux via une vanne externe.
- Cela rend possible un refroidissement supplémentaire des gaz d'échappement par un refroidisseur optionnel avec ou sans clapet bypass.
Dans le cas de l'EGR extérieure, on fait la distinction entre :
EGR À HAUTE PRESSION
Les gaz d'échappement sont
- prélevés directement derrière les cylindres, devant la turbine du turbocompresseur et
- amenés au côté air frais derrière le papillon.
Les gaz d'échappement sont
- prélevés après la turbine du turbocompresseur ou seulement après les systèmes de traitement secondaire des gaz d'échappement et
- amenés avant le compresseur du turbocompresseur.
01 Volet de gaz d’échappement
02 Vanne EGR basse pression
03 Refroidisseur EGR basse pression
04 Turbocompresseur (compresseur)
05 Turbocompresseur (turbine)
06 Filtre à particules
07 Refroidisseur d'air de suralimentation
08 Papillon / volet d'air
09 Vanne EGR haute pression
bleu: Zone haute pression
vert: Zone basse pression
02 Vanne EGR basse pression
03 Refroidisseur EGR basse pression
04 Turbocompresseur (compresseur)
05 Turbocompresseur (turbine)
06 Filtre à particules
07 Refroidisseur d'air de suralimentation
08 Papillon / volet d'air
09 Vanne EGR haute pression
bleu: Zone haute pression
vert: Zone basse pression
L'EGR à basse pression
L'EGR à basse pression représente l'état actuel de la technique pour les moteurs diesel.
Les avantages de l'EGR à basse pression en plus de l'EGR à haute pression sont les suivants :
Les inconvénients par rapport à l'EGR à haute pression sont les suivants :
Lors d'un démarrage à froid et de changements d'état brefs, par ex. lors des accélérations, c'est principalement l'EGR à haute pression qui agit.
Les vannes EGR basse pression Pierburg se composent pour la plupart d'un clapet (« butterfly ») disposé au centre d'un boîtier en aluminium moulé sous pression. L'actuateur intégré consiste en règle générale en un moteur à courant continu et un engrenage droit à deux étages. Lors de la conception des vannes basse
pression, il a été fait usage de sous-groupes issus de lignes de papillons et de vannes EGR existantes, telles celles qui ont fait leurs preuves depuis de nombreuses années dans le montage en série.
La vanne combinée EGR basse pression remplit en même temps les fonctions de la vanne EGR basse pression et d'un clapet d'air d'aspiration. L'étranglement produit une chute de la pression vers le côté aspiration. De ce fait, les gaz d'échappement arrivent de manière régulée dans la zone qui précède le compresseur. En tant que composant combiné, la vanne combinée basse pression est non seulement plus économique, elle se distingue également par son faible poids.
Les avantages de l'EGR à basse pression en plus de l'EGR à haute pression sont les suivants :
- puissance ou rendement supérieur à la turbine
- plus grande cartographie EGR
- mélange plus homogène des gaz d'échappement avec l'air frais par le compresseur
- d'où une baisse des émissions de NOx et de particules
- meilleur refroidissement EGR (par refroidisseur EGR et refroidisseur d'air de suralimentation)
Les inconvénients par rapport à l'EGR à haute pression sont les suivants :
- parcours plus longs et composants supplémentaires
- risque possible d'encrassement ou de détérioration du compresseur du turbocompresseur, par ex. par impact de gouttes
Lors d'un démarrage à froid et de changements d'état brefs, par ex. lors des accélérations, c'est principalement l'EGR à haute pression qui agit.
Les vannes EGR basse pression Pierburg se composent pour la plupart d'un clapet (« butterfly ») disposé au centre d'un boîtier en aluminium moulé sous pression. L'actuateur intégré consiste en règle générale en un moteur à courant continu et un engrenage droit à deux étages. Lors de la conception des vannes basse
pression, il a été fait usage de sous-groupes issus de lignes de papillons et de vannes EGR existantes, telles celles qui ont fait leurs preuves depuis de nombreuses années dans le montage en série.
La vanne combinée EGR basse pression remplit en même temps les fonctions de la vanne EGR basse pression et d'un clapet d'air d'aspiration. L'étranglement produit une chute de la pression vers le côté aspiration. De ce fait, les gaz d'échappement arrivent de manière régulée dans la zone qui précède le compresseur. En tant que composant combiné, la vanne combinée basse pression est non seulement plus économique, elle se distingue également par son faible poids.
REMARQUE
Les dommages typiques dans le cas de l'EGR à basse pression sont les suivants :
Les dommages typiques dans le cas de l'EGR à basse pression sont les suivants :
- fuite des conduites de gaz d'échappement ou de la conduite de liquide de refroidissement
- fuite dans ou sur le refroidisseur EGR
- fuite, ouverture ou absence de fermeture de la vanne EGR basse pression
- commande électrique du servomoteur défectueuse
Le recyclage des gaz d'échappement et pierburg
Ce n'est pas un hasard si Pierburg est l’équipementier de première monte de vannes et refroidisseurs EGR pour de nombreux véhicules modernes. Résistants à la corrosion et à la chaleur, les matériaux des produits Pierburg garantissent une longue durée de fonctionnement dans les conditions d'utilisation les plus difficiles, notamment avec des condensats de gaz d'échappement agressifs, des températures jusqu'à 700 °C et jusqu'à 3 bars de pression.
