27 novembre 2014
Un tissage volumétrique pour les moteurs dotés d'un système EGR BP
L'avenir appartient aux moteurs diesel : économiques, puissants et robustes, ils répondent aux attentes exigeantes s'adressant à l'automobile. Le souhait d'une mobilité tonique s'accompagne toutefois de normes environnementales de plus en plus sévères. L'industrie automobile répond par des perfectionnements systématiques et des systèmes innovants à ces exigences en hausse constante à l'adresse des moteurs diesel. En coopération étroite avec des constructeurs automobiles et des sous-traitants, l'entreprise de tissage technique GKD – GEBR. KUFFERATH AG, leader sur le marché international, met au point des éléments filtrants performants, dont l'efficacité a récemment été prouvée en grande série. Les tissus à mailles métalliques industriels assument des fonctions déterminantes dans les systèmes de recyclage des gaz d'échappement basse pression (EGR BP).

Les moteurs diesel doivent concilier une réduction maximale de la consommation de carburant, de CO2 et émissions polluantes, sans perte de puissance ; ceci avec des contraintes de taille, poids et prix, liées au marché et au modèle. Pour respecter les seuils plus sévères de la norme Euro 6 pour les voitures de tourisme, en vigueur à compter de 2014, il faut faire appel à des systèmes performants combinant technologies de recyclage des gaz d'échappement, catalyseurs d'oxydation diesel (DOC), réduction catalytique sélective (SCR) et filtre à particules (FAP). Outre la réduction des oxydes d'azote (NOx) par recyclage des gaz d'échappement, il faut également réaliser une nouvelle baisse drastique de la masse des particules et de leur nombre.

Le recyclage des gaz d'échappement basse pression joue un rôle clé en matière de respect des futurs seuils de NOx à charge élevée du moteur. Les gaz d'échappement sont prélevés en aval du filtre à particules, traversent le radiateur de recyclage des gaz d'échappement et sont réacheminés au moteur en amont du turbocompresseur. Un guidage optimal de l'écoulement minimise la perte de pression, permettant au turbocompresseur de conserver sa puissance intégrale tout en améliorant l'efficacité du carburant et du CO2. En plus d'une faible résistance à l'écoulement, une protection durable du moteur, du compresseur et du turbocompresseur contre les particules nocives joue un rôle décisif côté air épuré du filtre à particules. Toutes les particules > 300 μm – comme par exemple de minuscules particules provenant du filtre à particules monté en amont – doivent être retenues fiablement par un filtre de sécurité dans le recyclage des gaz d'échappement basse pression. Une résistance aux hautes températures dans une plage de 300 à 850 °C, une chute de pression de 2 à 20 mbar ainsi qu'une propreté définie des composants en termes de particules dures sont d'autres exigences maîtresses pour les filtres EGR BP. Il est déterminant pour l'efficacité du système global d'harmoniser, dès le stade de la définition, l'élément filtrant et la conception du filtre avec les exigences individuelles et l'espace disponible.

Protection sûre des composants avec EGR BP

Différentes formes de ce filtre EGR BP de GKD se sont imposées sur le marché. Pour la mise en oeuvre dans le flux de gaz d'échappement en aval du filtre à particules, il est fait par exemple appel à un filtre radial. Il filtre via une sortie latérale les gaz d'échappement prélevés dans le FAP et les achemine au radiateur. Un filtre conique intégré dans la conduite EGR est, quant à lui, traversé dans le sens longitudinal par les gaz d'échappement prélevés dans le FAP. Il est installé au choix directement en aval du filtre à particules ou immédiatement devant le compresseur. Les tissus à mailles métalliques industriels offrent, en tant qu'éléments filtrants, des avantages déterminants par rapport à d'autres solutions. La faible chute de pression et la grande précision de filtration ont défini des critères jamais atteints jusqu'à présent. Les tissus à mailles métalliques résistent en outre durablement aux conditions d'utilisation exigeantes et associent le respect de tolérances de filtration sévères à la réduction des turbulences de l'écoulement dans le système EGR. En fonction des exigences concrètes des clients, GKD choisit, pour le filtre EGR BP, un tissage volumétrique monocouche ou multicouche. Les conceptions multicouche offrent, à stabilité et durabilité égales, une efficacité de filtration accrue ainsi qu'une taille de pores réduite s'accompagnant d'une faible chute de pression. GKD fournit également les composants confectionnés prêts au montage avec des joints spécialement adaptés.

Une nouvelle dimension pour l'EGR BP
Dans la dernière génération de systèmes EGR BP, le tissage 3D Volumetric Mesh innovant remporte un grand succès. Sa porosité volumique nettement plus importante de l'ordre de 90 % permet une filtration efficace. La répartition typique des pores du maillage retient, outre les particules nocives du FAP, des particules de plus petite taille pouvant se présenter dans le cas d'un filtre à particules défectueux ou d'une fuite de suie. Un effet qui peut également être exploité pour un diagnostic ultérieur. GKD détermine la conception individuelle du maillage et la définition concrète du design par simulation CFD.

Le potentiel des tissages volumétriques pour les filtres EGR BP, en exécution monocouche ou multicouche, a également été reconnu par les développeurs étudiant des moteurs à essence d'avenir dotés d'un recyclage des gaz d'échappement basse pression. Ces constatations sont de plus en plus prises en considération dans leurs études.

  Source : GKD – GEBR. KUFFERATH AG
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