Un véhicule à combustion interne parfait serait capable de mettre la quantité exacte de carburant et d'air dans la chambre de combustion et ne renverrait rien de plus que de l'eau et du dioxyde de carbone. Il n'y aurait pas de carburant ou d'oxygène non brûlé. Il serait également à la bonne température afin que les oxydes (oxygène «hyperactif» activé par des températures plus élevées) ne se combinent pas avec l'azote et le carbone pour former des oxydes nitriques (NOx) et du monoxyde de carbone (CO). Cette voiture parfaite n'aurait pas besoin d'un dispositif antipollution.
Malheureusement, nous n'en sommes pas encore là. En attendant, nous avons des systèmes de recirculation des gaz d'échappement (EGR), une injection d'air secondaire et des convertisseurs catalytiques.
Systèmes EGR
Les systèmes EGR placent une petite quantité de gaz inerte dans la chambre de combustion pour diluer le mélange air-carburant et abaisser les températures à des niveaux où les NOx ne se forment pas. Étant donné que les gaz d'échappement ne brûlent généralement pas, cela abaisse la température de combustion et réduit les émissions de NOx du moteur.
Contrairement aux systèmes EGR plus anciens, les systèmes EGR modernes fonctionnent en permanence, pas seulement pendant la décélération ou les conditions d'accélérateur fermé. Les véhicules plus récents avec calage variable des soupapes sur les arbres à cames d'échappement et d'admission peuvent ajuster le calage de sorte qu'une petite quantité de gaz d'échappement soit aspirée dans la chambre pendant la course d'admission.
Systèmes d'injection d'air secondaire
Les systèmes d'injection d'air secondaire pompent l'air extérieur dans le flux d'échappement afin que le carburant non brûlé puisse être brûlé. Les premiers systèmes d'air ont une pompe à air entraînée par courroie. Les nouveaux systèmes d'air aspiré utilisent le vide créé par une impulsion d'échappement pour aspirer l'air dans le tuyau. Les derniers systèmes utilisent un moteur électrique pour pomper l'air. Ces systèmes sont essentiels pour la durée de vie du convertisseur catalytique.
Les systèmes de moteur électrique peuvent être trouvés sur de nombreux nouveaux véhicules comme la série GM LS, les Toyota V8 et les émissions californiennes Ford 3.8 V6 et 2.0 quatre cylindres. Ces systèmes sont généralement actifs pendant les 20 à 120 premières secondes de fonctionnement du moteur en forçant l'air en aval dans les collecteurs d'échappement pour oxyder les hydrocarbures et le monoxyde de carbone créés par le fonctionnement riche au démarrage. Le système injecte la bonne quantité d'air à l'aide d'entrées telles que la température du liquide de refroidissement, la température de l'air et les capteurs d'oxygène.
Convertisseur catalytique
Dans des conditions idéales, un catalyseur à trois voies peut réduire entre 50 % et 95 % des émissions de NOx et 99,9 % du carburant non brûlé. C'est le dernier arrêt pour les polluants, et si un système d'émissions en amont est compromis, il ne peut que compenser l'augmentation des émissions d'échappement.
Diagnostics
Pour diagnostiquer correctement un véhicule à haute émission, vous devez le considérer comme un ingénieur qui examine l'ensemble du système, de l'admission d'air au tuyau d'échappement. Lorsqu'un véhicule est conçu, il doit respecter un niveau d'émission spécifié. Pour ce faire, une équipe d'ingénieurs équilibrera les systèmes et les fera fonctionner en harmonie afin que le prix soit abordable.
