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Le filtre à particules complète le post-traitement catalytique des gaz d'échappement

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Audi utilise des systèmes complexes de post-traitement des gaz d'échappement pour respecter des limites d'émissions de plus en plus basses.

Outre l'utilisation de technologie au sein même des moteurs, les motorisations essence les plus récents répondent à des normes strictes, notamment grâce à des systèmes de purification des gaz d'échappement puissants et sophistiqués.

Les filtres à particules complètent le post-traitement catalytique des gaz d'échappement sur les moteurs TFSI.

Audi met l'accent sur une technologie sophistiquée de réduction des émissions, également pour les moteurs à allumage par étincelle (SI). Comment Audi réduit-il les niveaux de polluants de ses moteurs à essence ?

La purification des gaz d'échappement commence par une variété de technologies au sein même des moteurs à essence à injection directe turbocompressée TFSI.

Audi utilise le cycle B, également connu sous le nom de processus de combustion Miller, dans différents moteurs. Il permet de réduire considérablement la consommation de carburant, en particulier lors d'une conduite normale.

À faible charge et à bas régime, le système de levage de soupapes à deux étages d'Audi (AVS) ferme les soupapes d'admission plus tôt. Il en résulte un étage de compression raccourci qui, combiné à des pertes de gaz plus faibles et à une longue phase d'expansion, en particulier dans la plage de fonctionnement à charge partielle prédominante, permet de réduire les émissions et la consommation de carburant.

Le système de cylindre à la demande est une autre méthode de réduction de la consommation au sein du moteur. Il désactive les cylindres individuels dans des conditions de fonctionnement à faible charge.

Une autre méthode est l'injection indirecte. Elle complète l'injection directe d'essence du FSI, réduit la consommation et augmente la puissance du moteur.

L'utilisation d'un filtre à particules essence (GPF) dans le système d'échappement est commune à tous les systèmes.

Pourquoi les moteurs à allumage par étincelle (SI) nécessitent-ils un filtre à particules essence ?

La plupart des modèles Audi à essence sont des moteurs à injection directe d'essence TFSI.

La plupart des modèles sont également équipés d'un turbocompresseur.

L'objectif est de purifier efficacement les gaz d'échappement, même dans des conditions de fonctionnement défavorables. Le GPF réduit de 90 % les émissions de particules de carbone, notamment lors du démarrage à froid des moteurs à essence.

Depuis 2018, toutes les gammes, à deux exceptions près pour les moteurs à gaz naturel g-tron, de modèles Audi homologuées selon la norme antipollution Euro 6d TEMP sont équipées de filtres à particules pour les motorisations essence.

Comment fonctionne un filtre à particules pour les motorisations essence ?

Les gaz d'échappement doivent traverser un corps en céramique de cordiérite à pores fins derrière le convertisseur catalytique.

Le principe de fonctionnement du filtre à particules d'un moteur essence est similaire à la technologie de purification des gaz d'échappement d'un moteur Diesel : les gaz d'échappement traversent des parois cellulaires en céramique poreuse, qui forment respectivement de petits canaux fermés vers l'admission et l'échappement. Les particules adhèrent à la surface céramique rugueuse.

Selon le style de conduite, la régénération du filtre s'effectue selon un processus plus simple que celui d'un moteur diesel, car une unité à essence ne génère pas de particules dans toutes les conditions de fonctionnement.

En raison de son principe de conception, la température des gaz d'échappement des moteurs à allumage par étincelle est plus élevée que celle des moteurs à allumage par compression. En raison de l'apport contrôlable d'oxygène via l'unité de commande du moteur et d'une augmentation supplémentaire de la température à court terme dans le système d'échappement, la quantité de charge, qui est nettement inférieure à celle d'une unité diesel, se prête facilement à la post-oxydation et à la neutralisation.

Qu'est-ce qui distingue le système d'Audi par rapport à celui de la concurrence ?

Audi utilise des filtres à particules essence volumineux. Dans le cas du moteur quatre cylindres de deux litres EA888, il a un volume de 3,2 litres. Sa conception avec optimisation de la contre-pression permet des courbes de puissance et de couple favorables. Le fonctionnement du GPF est surveillé par des capteurs sur tous les modèles. Grâce à ce processus de surveillance, la fréquence et la durée de la régénération sont orientées en fonction de l'état du filtre, qui résulte des profils de conduite quotidiens individuels réels de chaque client. Cela permet de réduire les émissions et la charge environnementale, et d'augmenter la durée de vie du filtre.

Source: Audi

Eric Houguet, 17/11/2020
   
 

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