13 juin 2021

Les temps d’arrêt fréquents pour la régénération active du filtre à particules diesel sont une nuisance pour les utilisateurs de véhicules utilitaires à faible charge (jusqu’à 55 kW) en fonctionnement à charge partielle. L’installation d’un entraînement du ventilateur visqueux à vitesse variable permet de réduire considérablement ces temps d’arrêt. Il assure un réchauffement plus rapide des gaz d’échappement et de la température du moteur, ce qui ralentit le colmatage et accélère la régénération du filtre.

Depuis l’entrée en vigueur de la norme d’émission Stage V en 2020, l’utilisation d’un filtre à particules diesel sur les engins de chantier est devenue inévitable en Europe. En effet, contrairement aux précédentes normes d’émission de gaz d’échappement, qui portaient principalement sur les valeurs limites pour le monoxyde de carbone, l’oxyde d’azote, les hydrocarbures et les particules, la norme de la phase V inclut une valeur limite pour le nombre de particules de suie. Celles-ci sont éliminées des gaz d’échappement par le filtre à particules diesel. Cependant, il se colmate peu à peu et doit être régénéré.

Le problème du DPF

Mais pourquoi cela se produit-il ? De nombreux petits véhicules utilitaires sont encore équipés de ventilateurs à entraînement direct. Ceux-ci refroidissent toujours à pleine puissance dès que le moteur tourne. Cependant, ils sont conçus pour le « pire des cas », c’est-à-dire pour des températures extérieures très élevées, de l’ordre de 50 à 55 °C, et pour une pleine charge. Ce cas se produisant rarement, le moteur est sur-refroidi en permanence, ce qui entraîne une combustion incomplète du gazole, en particulier lors des démarrages à froid. La régénération passive du filtre à particules diesel, c’est-à-dire la régénération en fonctionnement normal, peut difficilement avoir lieu à des températures de gaz d’échappement basses, car la suie qui s’accumule dans le filtre à particules ne peut s’oxyder de manière optimale qu’à des températures élevées. Comme le montre le graphique ci-dessous, à des températures de gaz d’échappement de 600°C, la suie s’oxyde rapidement et complètement. Même à 500°C, l’oxydation prend beaucoup plus de temps et seulement 80% de la suie est oxydée. À des températures encore plus basses, la durée augmente et le taux d’oxydation diminue sensiblement [Goldenberg 1983]. En outre, les clients équipés de ventilateurs à entraînement direct seront confrontés à des temps d’arrêt fréquents pour brûler activement le DPF libre.

Entraînement à ventilateur visqueux

En installant un entraînement du ventilateur visqueux à vitesse variable, le moteur n’est refroidi que lorsque cela est nécessaire. Si la charge du moteur est très faible pendant une période prolongée ou en permanence, l’entraînement du ventilateur visqueux diminue la vitesse du ventilateur pour atteindre la température optimale du moteur et favoriser une combustion complète. La régénération du filtre à particules diesel a les effets suivants :

En maintenant le moteur à une température optimale en permanence, le nombre de particules émises est considérablement réduit. Les particules s’accumulent plus lentement dans le filtre à particules diesel et l’intervalle de temps entre les cycles de régénération augmente.

Au cours d’un cycle de régénération, le moteur atteint le plus rapidement possible la température optimale pour la régénération, car la vitesse du ventilateur peut être réduite. La durée du processus de régénération est donc réduite.

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