Brevet FR2703206A1 — publié le 19940930

La présente invention concerne un dispositif de chauffage d'un élément de purification catalytique des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne notamment de véhicule automobile. Les éléments de purification catalytique utilisés dans l'état de la technique présentent un certain nombre d'inconvénients dans la mesure où la purification des gaz n'est obtenue qu'à partir d'une certaine température dite température d'amorçage des éléments. On conçoit alors que tant que l'élément de purification n'a pas atteint cette température, aucune purification satisfaisante des gaz n'est obtenue. Pour résoudre ces problèmes, on a proposé dans l'état de la technique, plusieurs dispositifs permettant de chauffer l'élément de purification catalytique pour accélérer sa montée en température. C'est ainsi par exemple qu'on utilise des résistances de très forte puissance, pour assurer un réchauffage des gaz entrant dans cet élément. Cependant, ces résistances conçues par exemple sur la base de structures métalliques à canaux parallèles, présentent plusieurs inconvénients notamment au niveau de leur poids, de leur encombrement, de leur prix de fabrication et de leur implantation dans la ligne d'échappement. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes en proposant un dispositif de chauffage qui soit simple, fiable, compact, léger, d'un prix de revient le plus réduit possible et qui permette de déclencher très rapidement la réaction de purification. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de chauffage d'un élément de purification catalytique des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne notamment de véhicule automobile, du type comportant une résistance électrique de chauffage, raccordée à une source d'alimentation par des moyens de commande, et adaptée pour chauffer les gaz entrant dans l'élément de purification, caractérisé en ce que la résistance électrique comporte au moins une couche de fils métalliques entrelacés. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la Fig.l représente une vue de côté schématique d'un dispositif de chauffage selon l'invention; - la Fig.2 représente une vue en bout représentant une résistance électrique entrant dans la constitution d'un dispositif de chauffage selon l'invention; et - la Fig.3 représente un schéma synoptique d'un dispositif de commande de l'alimentation d'une résistance électrique entrant dans la constitution d'un dispositif de chauffage selon l'invention. Ainsi quton peut le voir sur les Fig.1 et 2, un dispositif de chauffage selon l'invention est adapté pour réaliser le chauffage d'un élément de purification catalytique des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne notamment de véhicule automobile. Cet élément de purification catalytique présente une structure classique et est désigné par la référence générale 1 sur cette figure. C'est ainsi par exemple que cet élément de purification catalytique peut se présenter sous la forme d'une structure à base de céramique, de feuillard métallique ou de fils métalliques entrelacés, etc..., recouverte de matériau de catalyse. Cet élément de purification catalytique est intégré dans une ligne d'échappement désignée de façon générale par la référence 2. Selon l'invention, une résistance électrique, désignée par la référence générale 3 sur cette figure, de chauffage des gaz entrant dans cet élément de purification catalytique, est disposée en amont de celui-ci pour chauffer ces gaz et par conséquent cet élément. Cette résistance est constituée comme on peut le voir sur la Fig.2, par au moins une couche de fils métalliques entrelacés, disposée en regard de l'extrémité d'entrée des gaz de l'élément de purification. On conçoit alors que cette résistance permet de réchauffer les gaz d'échappement avant leur entrée dans l'élément de purification catalytique pour accélérer la montée en température de celui-ci. Cette structure résulte de la constatation que lors du démarrage d'un moteur, la ligne d'échappement est en général froide, ce qui provoque un refroidissement des gaz d'échappement arrivant à l'élément de purification. Cette situation se poursuit tant que la ligne d'échappement n'a pas atteint sa température de fonctionnement normale. En réchauffant les gaz d'échappement avant leur entrée dans l'élément de purification catalytique, on réduit cet inconvénient. Par ailleurs, il a également été constaté que la purification catalytique commence essentiellement à proximité de l'entrée de l'élément de purification, et se propage lentement en fonction de la montée en température de celui-ci. En provoquant un chauffage rapide de l'élément de purification à proximité de son entre, on accélère alors la montée en température de cette partie de l'éle- ment de purification catalytique et le déclenchement de la réaction de purification pour réduire l'émission de polluants. Ainsi qu'on l'a mentionné précédemment, la résistance électrique se présente sous la forme d'au moins une couche de fils métalliques entrelacés, disposée entre deux électrodes 3a et 3b d'alimentation raccordées à une source d'alimentation en énergie sous le contrôle de moyens de commande. Sur la Fig.3, on a représenté un schéma synoptique d'un dispositif de commande de l'alimentation de cette résistance, dans lequel la résistance électrique est désignée par la référence 3, la source d'alimentation en énergie électrique constituée par exemple par la batterie du véhicule, par la référence 4, et des moyens d'alimentation de la résistance par la référence 5, le fonctionnement de ces moyens d'alimentation étant piloté par les moyens de commande désignés par la référence 6. Ces moyens de commande peuvent être constitues par exemple par un capteur de température intégre dans ou disposé à proximité de l'élément de purification catalytique, pour provoquer l'alimentation de la résistance électrique tant que la température de cet élément n'a pas atteint une valeur prédéterminée, par exemple d'amorçage. Cependant, ces moyens de commande 6 peuvent également être constitués par des moyens de temporisation réglés pour alimenter cette résistance pendant un temps déterminé fonction des caractéristiques de la ligne d'échappement et permettant à l'élément de purification catalytique d'atteindre sa température d'amorçage. Enfin, ces moyens de commande peuvent également être constitués par exemple par un analyseur des gaz de sortie de l'élément de purification pour déterminer le degré d'amorçage de cet élément de purification et contrôler en conséquence l'alimentation de la résistance électrique. Il va de soi que l'alimentation de la résistance peut être déclenchée de façon classique avant la mise en route du moteur du véhicule, pour préchauffer l'élément de purification afin que celui-ci soit plus rapidement opérationnel. On notera également que les fils de la résistance peuvent être revêtus de matériaux de catalyse des gaz pour participer à la dépollution de ceux-ci et accélérer le chauffage dans la mesure où les réactions d'oxydation des composés polluants contenus dans les gaz sont exothermiques. Bien entendu, la couche de fils métalliques entrelacés formant résistance peut être plaquée contre l'extrémité d'entrée de l'élément de purification, si celui-ci est en matériau isolant de l'électricité. On conçoit que l'énergie électrique nécessaire pour obtenir la montée en température de la résistance et de l'élément de purification dans le dispositif selon l'invention est réduite par rapport à celle requise par les dispositifs de chauffage connus dans l'état de la technique, du fait de la structure de cette résistance. Enfin, le prix de fabrication d'un tel dispositif est également réduit par rapport à celle requise par les dispositifs classiques dans la mesure où la couche de fils présente un coût de fabrication relativement faible et que son implantation n'engendre pas de surcoût important lors de la fabrication de la ligne d'échappement. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage d'un élément de purification catalytique des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne notamment de véhicule automobile, du type comportant une résistance électrique (3) de chauffa- ge, raccordée à une source d'alimentation (4) par des moyens de commande (5,6), et adaptée pour chauffer les gaz entrant dans l'élément de purification (1), caractérisé en ce que la résistance électrique comporte au moins une couche de fils métalliques entrelacés (3). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite résistance électrique est disposée en regard de l'extrémité d'entrée des gaz de l'élément de purification catalytique (1). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la résistance est plaquée contre l'extrémité correspondante de l'élément de purification, cet élément étant en matériau isolant de l'électricité. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commande (6) comprennent un capteur de température de l'élément de purification. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de commande (6) comprennent des moyens de temporisation de l'alimentation de la résistance. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de commande (6) comprennent des moyens d'analyse des gaz de sortie de l'élément de purification. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fils de la résistance sont revêtus de matériaux de catalyse des gaz.