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Voitures particulières et véhicules utilitaires légers

Moteurs à essence

Les premières réglementations européennes concernant les émissions des véhicules légers jusqu'à 3,5 tonnes et pouvant transporter jusqu'à 9 personnes dont le conducteur - en d'autres termes, les minibus, les 4X4 et les fourgonnettes - ont conduit à l'utilisation de catalyseurs pour les moteurs à essence en 1993. A cette époque, il était encore possible d'utiliser des catalyseurs d'oxydation pour certains véhicules, mais le durcissement progressif des normes d'émissions depuis (Euro 2 en 1997, Euro 3 en 2001, Euro 4 en 2006, Euro 5 en 2009 et Euro VI en 2014) a favorisé l'utilisation universelle en Europe des catalyseurs trois voies pour les moteurs à essence.

Les systèmes modernes classiques pour les véhicules à moteur essence ou gaz comprennent un ou plusieurs catalyseurs rapprochés, placés près du collecteur d'échappement, et souvent un autre catalyseur placé plus loin dans la ligne d'échappement, sous le plancher de la voiture. Le système d'échappement inclut une sonde à oxygène ou un détecteur du rapport air:carburant, qui mesure la teneur en oxygène des gaz d'échappement et ajuste continuellement l'injection de carburant pour tenir compte des conditions. Ceci permet aussi au système d'alterner rapidement entre un mélange très légèrement pauvre et un mélange très légèrement riche. De cette manière, les deux fonctions d'oxydation (conversion du CO et des HC en CO2 et eau) et la fonction de réduction chimique (des NOx en azote) peuvent s'exécuter simultanément.

Moteurs diesel

Les moteurs diesel des véhicules légers européens utilisent généralement un catalyseur d'oxydation diesel pour traiter les émissions de CO et de HC. Ceci est semblable à un catalyseur trois voies mais ne nécessite pas de sonde à oxygène car il ne fonctionne pas en boucle fermée. Les émissions de PM peuvent être traitées à l'aide d'un filtre à particules diesel à paroi (DPF). Une large proportion des voitures diesel neuves en Europe en est équipée et la future législation Euro 5 pour les véhicules légers devrait fixer des limites d'émissions qui imposeront l'installation de filtres sur tous les véhicules. Les catalyseurs d'oxydation diesel et les filtres à particules diesel peuvent également être installés sur les véhicules non pourvus de tels dispositifs.

Actuellement, la réduction des émissions de NOx diesel est dans une large mesure traitée au moyen de contrôles moteurs. La principale technique utilisée est de faire re-circuler un petit pourcentage des gaz d'échappement dans l'air d'entrée afin de réduire la teneur en oxygène et la température de combustion, ce qui à son tour va diminuer la quantité d'azote atmosphérique qui sera convertie en NOx. Les limites d'émissions de NOx sont pour le moment moins sévères pour les moteurs diesel légers que pour les véhicules essence, les générations actuelle et passées de véhicules n'étant pas en mesure de respecter les limites plus strictes des moteurs à essence.

Les véhicules diesel légers qui utilisent une technologie spécifique de post-traitement des NOx font leur entrée sur le marché. Un système utilisant un catalyseur De-NOx mélange pauvre est disponible en Europe et des véhicules conformes aux limites d'émissions plus sévères du marché américain sont en cours de développement, ces véhicules utilisant des systèmes SCR à l'urée et des adsorbeurs de NOx.

Moteurs essence à injection directe mélange pauvre

Les moteurs essence à injection directe mélange pauvre fonctionnent dans des conditions stoechiométriques (permettant l'utilisation d'un catalyseur trois voies) dans certaines circonstances, mais dans d'autres, ils fonctionnent en mélange pauvre où la teneur des gaz d'échappement en oxygène est plus proche de celle des gaz d'échappement diesel et où, par conséquent, le catalyseur trois voies ne peut pas réduire les oxydes d'azote. Pour diminuer ces émissions, ces moteurs utilisent également un catalyseur De-NOx mélange pauvre intégrant un adsorbeur qui est régénéré périodiquement en passant en milieu riche pour quelques secondes afin de fournir des agents réducteurs.