Le filtre à particules (FAP)

a- Catalyseur d'oxydation        d- Grille de protection

b- Bride d'assemblage        e- Fixation capteur de température

c- Filtre à particules        f- Tuyau du capteur de pression différentielle

Il s’agit d’une structure poreuse comprenant des canaux organisés de telle sorte que les gaz d’échappement traversent les parois. Il fait partie de la ligne d’échappement et se situe en aval du catalyseur. Il est constitué de carbure de silicium et possède les caractéristiques suivantes:

• une très grande efficacité en filtration (seuil de 0,1µm)
• une perte de charge réduite
• une très bonne résistance
• une grande capacité de rétention des particules

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Les particules de carbone sont collectées puis brûlées lors de la régénération. Le filtre permet également de retenir la cérine, une matière inorganique qui ne brûle pas.

Un catalyseur d’oxydation (en platine) du monoxyde de carbone et des hydrocarbures imbrûlés est associé au FAP. La transformation chimique à l’intérieur du catalyseur est contrôlée par deux sondes de température situées en amont et en aval. Elles sont constituées d’une résistance à coefficient de température négatif: plus la température augmente, plus la valeur de la résistance diminue.

Capteur de température à CTN

Afin de surveiller le problème de colmatage du FAP, un capteur de pression différentielle mesure en permanence la différence de pression entre l’entrée et la sortie de l’ensemble catalyseur/FAP. Un exemple de capteur de pression différentielle est le capteur piézorésistif, formé d’une membrane de silicium obtenue par micro-usinage chimique et d’une jauge de contrainte diffusée sur cette membrane (des structures piézoélectriques sont utilisées comme le zirconate de plomb PbZrO₃ ou la tourmaline Na(Mg,Fe)₃Al₆[(OH)₄₁(BO₃)₃₁Si₆O₁₈]). Sous l’effet de la pression, la membrane se déforme et modifie par effet piézorésistif la valeur des résistances de la jauge. Ceci est lu par un pont de Wheatstone.

Cette mesure permet de déterminer l’état du filtre (surveillance du filtre), et suivant cet état, une fonction " aide à la régénération " du FAP peut être activé (ensemble de dispositions visant à augmenter la température des gaz d’échappement jusqu’au seuil de combustion des particules).