Recirculation des gaz d'échappement (AGR/EGR)

Le principe de la recirculation des gaz d'échappement (EGR/EGR Exhaust Gas Recirculation) est qu'une partie des gaz d'échappement du moteur est recirculée à travers le collecteur d'admission dans la chambre de combustion. Le gros inconvénient (principalement avec les moteurs diesel) est que le système d'admission est fortement encrassé de suie, le véhicule a moins d'énergie et peut commencer à fumer ou à fonctionner de manière erratique au ralenti.

Les gaz d'échappement sont mélangés à l'air entrant et par conséquent la teneur en oxygène du mélange de combustion diminue. L'EGR est utilisé pour réduire les émissions d'oxydes d'azote (NOx) produites lors de la combustion du carburant dans les moteurs à essence et diesel, etc. Avec la recirculation des gaz d'échappement, les oxydes d'azote sont déjà réduits lors de la combustion. Avec les seules mesures de post-traitement des gaz d'échappement (convertisseur catalytique), les valeurs limites d'émission prescrites peuvent être respectées à grands frais en réduisant chimiquement les oxydes d'azote. C'est particulièrement le cas depuis l'introduction des limites Euro 6 en septembre 2014.

L'utilisation de l'EGR dans les moteurs diesel a toujours été caractérisée par les objectifs contradictoires d'assurer de faibles émissions d'oxyde d'azote tout en minimisant les émissions de particules. Des taux élevés de recirculation des gaz d'échappement entraînent de faibles émissions d'oxyde d'azote, mais favorisent la formation de particules de suie lors de la combustion. Moins de NOx entraîne plus de suie et vice versa. Étant donné que les deux sont limités par les normes d'émission existantes, il est important de peser exactement la quantité de gaz d'échappement qui peut être réinjectée dans le processus de combustion. Lorsque la charge du moteur augmente, la tendance du moteur diesel à émettre des particules de suie augmente. Dans de telles conditions de fonctionnement, il faut veiller à ce que le taux de retour élevé supplémentaire favorisant la suie soit réduit afin d'éviter les émissions de suie visibles - par exemple lorsque le véhicule accélère. La gestion du moteur en est responsable. Une détection rapide du point de fonctionnement du moteur respectif et une commande rapide de la soupape de recirculation permettent un réglage rapide du taux de recirculation.

Lors de l'utilisation d'un filtre à suie (DPF), les émissions de suie plus importantes dues à l'utilisation de l'EGR ne sont plus aussi importantes car la suie est piégée. Cela conduit à de faibles émissions de NOx et il n'est pas nécessaire d'investir dans le traitement des NOx.

Dans le cas des moteurs à essence, l'objectif de l'utilisation d'un système de recirculation des gaz d'échappement est différent. Ici, l'accent n'est pas mis sur la minimisation des émissions polluantes, mais sur la réduction de la consommation de carburant. Ceci est influencé par les pertes d'échange de gaz, en particulier à charge partielle.

Lorsqu'un moteur à essence conventionnel fonctionne à charge partielle, le papillon des gaz crée une dépression dans le conduit d'admission, ce qui réduit la masse d'air d'admission et la puissance du moteur est réduite en conséquence. Dans le même temps, le travail d'échange gazeux augmente. En mélangeant les gaz d'échappement, l'étranglement de l'air propre est réduit pour une quantité de carburant donnée et par conséquent les pertes d'échange de gaz associées sont réduites.

Dans le cas d'un moteur à essence à injection directe dans la chambre de combustion et à stratification de charge, le carburant brûle d'emblée en fonctionnement à charge partielle avec excès d'air, c'est-à-dire avec le papillon des gaz grand ouvert. En conséquence, les pertes d'étranglement sont plus faibles et la consommation est déjà réduite. Un mélange inflammable se trouve uniquement autour de la bougie. Dans ces états de fonctionnement, l'EGR a un effet similaire à celui d'un moteur diesel : la température de combustion est abaissée et les émissions d'oxyde d'azote réduites.