Brevet FR2018123A1 — publié le 19700529

i 2018123 On connait actuellement un dispositif de post-combustion dans lequel les gaz d'échappement des moteurs à combustion interne sont conduits dans une chambre de post-combustion pour être à nouveau brûlés de manière que les constituants imbrûlés soient élimi-5 nés. La chambre de post-combustion a habituellement, dans ce cas, un volume suffisamment important pour éviter qu'au moment du fonctionnement du moteur à haute puissance, la dite chambre constitue une résistance à l'écoulement des gaz d'échappement ce qui entraînerait une réduction de la puissance du moteur. Cependant avec 10 une chambre de post-combustion de grand volume il est difficile, au moment du démarrage du moteur ou du fonctionnement à faible puissance, de maintenir l'intérieur de la chambre à une température élevée et l'opération de post-combustion recherchée est difficile à assurer. De plus, au moment du démarrage du moteur, le 15 moteur est alimenté avec une quantité comparativement importante de combustible pour assurer un bon départ de sorte que la production des imbrûlés est susceptible d'être-importante. En conséquence, lè non fonctionnement, à ce moment, de la-chambre de postcombustion constitue un défaut particulièrement grave. 20 La présente invention a pour objet de réaliser un disposi tif de post-combustion ne présentant pas les inconvénients ci-dessus et elle est caractérisée en ce que les différents cylindres du moteur à combustion interne sont en communication avec le pot d'échappement à travers un premier passage comprenant leurs pipes 25 d'échappement respectives avec un système de vannage monté dans ce passage et, en parallèle avec ce premier passage par un second passage comprenant une chambre de post-combustion unique commune et une conduite de dérivation connectée sur la dite chambre. Il H est général, dans ce cas, que le système de vannage soit connecté 30 avec le papillon du moteur, par l'intermédiaire d'une tige de connexion, de manière que le dit système soit fermé lorsque le papillon présente un degré d'ouverture comparativement faible et soit ouvert lorsque ce dernier présente un degré d'ouverture comparativement grând. Le système de vannage .est généralement cons-35 titué par une vanne commune unique pour toutes les pipes d'échappement mais il peut être constitué par une pluralité de vannes, une pour chaque pipe d'échappement. Conformément à une autre caractéristique de la présente invention, au moins une des pipes d'échappement est utilisée pour 40 servir également comme conduite de dérivation assurant la connexion 69 31150 2 2018123 entre la chambre de post-combustion et le pot d'échappement ce qui permet une construction simple du dispositif et de petites dimensions. Ceci peut être obtenu simplement par le fait qu'au moins une pipe choisie parmi l'ensemble des pipes d'échappement, ne com-5 porte pas de vanne. L'invention sera décrite plus en détail ci-après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: Fig. 1 est un schéma illustrant un mode de réalisation de l'invention; 10 Fig. 2 est une vue en coupe de détail d'une partie de la chambre de post-combustion de figure lj Fig. 3 est une vue en coupe par III-III de figure 2; Fig. 4 est un schéma illustrant une modification du mode de réalisation ci-dessus; 15 Fig. 5 est un schéma illustrant un autre exemple de réali sation de l'invention et, Figs 6 et 7 sont des schémas illustrant des modifications de celui-ci. En se référant tout d'abord aux figures 1 à 3 qui illustrent 20 un mode de réalisation de la présente invention, la référence 1 désigne le moteur à combustion interne.comprenant plusieurs cylindres, par exemple quatre cylindres 2., 3, 4, 5. Les pipes d'échappement respectives 6, 7, 8, 9 partant de ces cylindres 2, 3, 4 et 5 sont réunies ensemble à leur extrémité aval sur une pipe d'échappement 25 commune ÎO dans laquelle est montée une vanne 11 qui est connectée à son extrémité aval sur le pot d'échappement 12. Ainsi se trouve formé entre le moteur 1 et le pot d'échappement 12 un premier passage A empruntant les dits éléments 6, 7, 8, 9, 10 et 11. D' autre part, ces pipes d'échappement 6, 7, 8 et 9 débouchent par 30 de petits orifices 13, 14, 15 et 16 réalisés dans leur paroi, au voisinage de leur partie d'extrémité amont, dans une chambre de post-combustion commune ayant un volume relativement petit et cette chambre 17 est connectée au pot d'échappement 12 par une conduite de dérivation 18. Ainsi se trouve formé, entre le moteur 1 35 et le pot d'échappement 12, un second passage B, en parallèle avec le premier passage A, par les dits éléments 13, 14, 15, 16, 17 et 18. La référence 19 désigne de petits orifices réalisés dans la paroi de la partie amont de la conduite de dérivation 18 pour réaliser une communication entre la conduite 18 et la chambre l'7• 40 La vanne 11 et le papillon d'étranglement 20 du moteur 1 sont 69 31150 3 2018123 reliés par une tige de connexion 21 de manière que la première 11 soit fermée lorsque le second 20 présente un degré d'ouverture comparativement faible (fonctionnement du moteur à faible puissance) mais soit ouverte lorsque le papillon 20 présente un degré 5 d'ouverture comparativement grand (fonctionnement du moteur à haute puissance^ La référence 22 désigne le câble du papillon. Comme représenté dans les figures 2 et 3, les pipes d' échappement 6, 7, 8, 9 et la conduite de dérivation 18 sont disposées pour traverser la chambre de post-combustion 17, de manière 10 à accroître la résistance mécanique de celle-ci et les petits orifices 13, 14, 15, 16 sont disposés en quinconce pour réduire autant que possible l'interférence mutuelle. La paroi de la surface externe 23 de la chambre 17 est constituée par des parties supérieure et inférieure indépendantes réunies par des boulons 24 15 pour faciliter le remplacement du matériau d'isolation thermique intérieur 25. Le fonctionnement de ce mode de réalisation est le suivant: Si la vanne 11 est ouverte le premier passage A se trouve ouvert. En conséquence, les gaz d'échappement du moteur 1 sont 20 conduits au pot d'échappement 12 principalement à travers ce passage A. En conséquence, la chambre 17 ne présente pas de résistance à l'écoulement même si celle-ci est construite pour présenter un volume comparativement petit. Si, alors, la vanne 11 est fermée, le premier passage A se trouve fermé. En conséquence, les 25 gaz d'échappement du moteur 1 sont conduits au pot d'échappement 12 par l'intermédiaire du second passage B, c'est-à-dire à travers la chambre de post-combustion 17. En conséquence, les imbrûlés du ga2 d'échappement sont soumis dans cette chambre 17 au traitement de purification. 30 Ainsi, dans le dispositif de l'invention, le premier pas sage et le second passage peuvent être utilisés sélectivement par l'action de la vanne. En conséquence, dans le cas de la conduite d'un véhicule tel qu'une automobile ou similaire, et pendant le fonctionnement du moteur à haute puissance qui est d'une utilisa-35 tion comparativement rare, de sorte que les imbrûlés contenus dans les gaz d'échappement ne présentent pas un problème spécial, le premier passage est utilisé pour évacuer le gaz d'échappement et, de ce fait, le fonctionnement de la chambre de post-combustion est éliminé. En conséquence, l'inconvénient résidant dans le fait que 40 la chambre constitue une résistance à l'écoulement abaissant 31150 4 2018123 la puissance du moteur, peut être éliminé, même si la chambre a un volume comparativement faible. D'autre part, au moment du démarrage du moteur ou du fonctionnement à basse puissance, lorsque les imbrûlés sont présents en grande quantité dans les gaz d'échappe-5 ment, le second passage, c'est-à-dire la chambre de post-combustion, est utilisé. En conséquence, une opération de post-combustion prédéterminée peut être effectuée en toute sécurité, du fait que la chambre du post-combustion a un volume comparativement faible. Le mode de réalisation des figures 1 à 3 peut être modifié 10 conformément à la figure 4. A savoir, dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, le système de vannage est constitué par une vanne unique 11 commune à toutes les pipes d'échappement 6, 7, 8 et 9 mais celui-ci peut être constitué par une pluralité de vannes associées lia, 11b, 11c et lld, une pour chaque pipe d'échappement, 15 comme représenté dans la figure 4. On comprendra facilement qu'un fonctionnement presque identique peut être assuré également dans ce mode de réalisation. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, la conduite de dérivation 18, essentielle^dans l'un quelconque des 20 modes de réalisation ci-dessus, peut être supprimée et, de ce fait, l'appareil peut être simplifié et avoir de petites dimensions. Ceci peut être obtenu avec le dispositif représenté dans la figure 5. A savoir, comme représenté dans la figure 5, l'une quelconque des pipes d'échappement, par exemple la pipe 9 à l'extrême droite, 25 est choisie parmi les pipes d'échappement 6, 7, 8, 9 et une vanne 11 est prévue seulement sur les autres pipes 6, 7, 8 ce par quoi la pipe 9 choisie peut jouer également le rôle de la conduite de dérivation 18 des modes de réalisation ci-dessus. Le fonctionnement de ce mode de réalisation est le sui-30 vantî La vanne 11 étant ouverte le gaz d'échappement de chaque cylindre 2, 3, 4, 5 est conduit au pot, d*échappement 12 à travers leurs pipes d'échappement respectives 6, 7, 8, 9 de sorte que le gaz d'échappement n'est soumis à aucune résistance d,écoulement par la chambre de combustion 17 et, dans ce cas, la pipe 9 choisie, 35 qui ne présente pas de vanne 11, travaille de la même manière que les autres pipes 6, 7 et 8. Si, alors, la vanne 11 est fermée, les gaz d'échappement des cylindres 2, 3, 4 sont conduits dans la chambre 11 par l'intermédiaire des petits orifices respectifs 13, 14, 15 pour être brûlés à nouveau et ensuite conduits au pot d'échap-40 pement 12 par la pipe 9 choisie qui ne comporte pas de vanne 11. 69 31150 5 2018123 Ainsi, dans ce mode de réalisation, au moins une pipe choisie parmi l'ensemble des pipes d'échappement est prévue pour ne pas comporter de vanne de sorte que celle-ci peut agir sensiblement de la même manière que les autres pipes au moment de l'ouver-5 ture de la vanne mais agit comme conduite de dérivation assurant une connexion entre la chambre et le pot d'échappement, au moment de la fermeture de la vanne. Ainsi il n'est pas nécessaire de prévoir une conduite de dérivation en supplément des pipes d'échappement et le dispositif peut être simplifié et rendu- plus petit» 10 On comprendra facilement qu'au lieu de la vanne 11 unique du mode de réalisation de la figure 5, trois vannes associées lia, 11b, 11c ou deux vannes associées lia, 11b peuvent être utilisées, comme représenté dans les figures 6 et 7» BAD ORfGINAL^ 31150 6 2018123 REVENDICATIONS 1,- Un dispositif de post-combustion pour les gaz d'échappement d'un moteur caractérisé en ce que les cylindres respectifs du moteur à. combustion interne sont en communication avec le pot 5 d'échappement par 1'intermédiaire d'un premier passage comprenant leurs pipes d'échappement respectives dans lesquelles est interposé un système de vannage et, en parallèle avec celui-ci, par un second passage comprenant une chambre de post-combustion unique et une conduite de dérivation connectée sur la chambre. 10 20- Un dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système de vannage est constitué par une vanne unique commune à toutes les pipes d'échappement. 3o- Un dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système de vannage comprend plusieurs vannes associées, 15 une pour chaque pipe d'échappement. 4.-» Un dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système de vannage et le papillon du moteur sont reliés ensemble par une tige de connexion de manière que le vannage soit fermé lorsque le papillon présente un degré d*ouverture compara- 20 tivement faible mais soit ouvert lorsque ce dernier présente un degré d'ouverture comparativement grand. 5.- Un dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au moins une pipe d'échappement choisie parmi l'ensemble des pipes d'échappement ne comporte pas de vanne de manière à servir 25 également comme conduite de dérivation entre la chambre et le pot d'échappement. BAD ORIGINAL