Brevet FR2840643A1 — publié le 20031212

inferieure. AGENCEMENT A MOTEUR SURALIMENTE FACILITANT LE TRAITEMENT DES GAZ D'ECHAPPEMENT DESCRIPTION Cette invention a pour sujet un agencement a moteur suralimente dont la propriete essentielle est de favoriser le traitement des gaz d'echappement. Les moteurs modernes d'automobiles comprennent un appareillage de traitement de gaz d'echappement qui comprend souvent un filtre a particules dans lequel des suies transportees par les gaz d'echappement vent retenues et periodiquement regenerees. Ce traitement s'effectue a temperature elevee et necessite une quantite d'oxygene suffisante. Ces conditions ne vent pas touj ours remplies en pratique, surtout si le vehicule roule surtout en ville, c'est-a-dire generalement a faible charge du moteur et plutot a froid, c'est-a-dire dans des conditions ou la richesse du moteur est augmentee, ce qui fait decroltre la teneur en oxygene des gaz d'echappement. Un apport accru d'oxygene est aussi benefique pour le rendement des catalyseurs d'echappemement a froid. Il est connu de realiser un tel apport au catalyseur dans certains vehicules a essence, en aspirant de ltair atmospherique dans un conduit d'alimentation special par une pompe electrique. On doit cependant admettre que cette fa,con de proceder ntest pas avantageuse puisque la pompe est un appareil B 14027/JCI relativement complexe et couteux et qui depense de l'energie. Il est d'ailleurs insuffisant quand la pression d'echappement est forte. Une solution meilleure est done proposee avec cette invention. Wile s' applique aux moteurs sural imentes et cons iste a s out i rer une port ion du debit d'air menant au moteur dans une derivation contournant celui- ci et commandee par une vanne a fermeture reglable. L'air ayant ete comprime, il se trouve a une pression suffisante pour s'ecouler dans les gaz d' echappement a l' aval de la turbine. Il n' y a done pas de moyen de pompage de l'air soutire, mais une simple vanne qui est un moyen plus simple. Pour resumer, l' invention est relative en general a un agencement a moteur suralimente d'automobile, comprenant un conduit d'admission d'air menant au moteur, un conduit d'echappement de gaz quittant le moteur, un appareillage de traitement des gaz situe sur le conduit d'echappement, et un systeme de suralimentation comprenant un compresseur sur le conduit d'admission, caracterise en ce qu'il comprend un conduit de derivation du moteur, se raccordant au conduit d'admission entre le compresseur et le moteur et au conduit d'echappement de gaz entre le moteur et l'appareillage de traitement, et une vanne a ouverture reglable placee sur le conduit de deviation. L'invention s' applique done a ['automobile, aussi bien aux moteurs a essence qu'aux moteurs diesel suralimentes. L'oxygene peut servir aussi bien a la regeneration d'un filtre a particules qu'a l'amorcage d'un catalyseur. B 14027/JCI L'invention sera maintenant decrite par une de ses realisations au moyen de la figure unique. Un moteur 1 est alimente en air par un conduit d'admission 2 et rejette les gaz d'echappement par un conduit d' echappement 3. Le conduit d' admission 2 comprend classiquement un debitmetre 4 a l' entree, puts, en allant vers le moteur 1, un compresseur 5, un voles 6 a ['admission, et le conduit d'echappement 3 comprend une turbine 7, un catalyseur 8 et un filtre a particules 9. Des capteurs de pression et de temperature vent disposes a divers endroits de cette ligne de conduit 2 et 3, ainsi qu'il est bien connu. Le compresseur 5 et la turbine 7 peuvent faire partie d'un turbocompresseur qui exploite la forte pression des gaz d'echappement pour comprimer l'air s'ecoulant vers le moteur 1. Sinon, un compresseur mecanique peut etre employe, et la turbine peut etre omise. Enfin, il existe un conduit de recirculation des gaz d'echappement, contournant le moteur 1 et stetendant entre un raccordement au conduit d'echappement 3 entre le moteur 1 et la turbine 7, et un raccordement au conduit d'admission 2 entre le voles 6 et le moteur 1; ce conduit est muni d'une vanne 11 qui, lorsqu'elle est ouverte, permet de faire recirculer une portion du debit des gaz d'echappement vers le moteur 1. D'apres l' invention, le moteur 1 est contourne par un conduit de derivation 12 muni d'une vanne reglable 13 commandee par un actionneur 14 en fonction d'une carte 15 sensible notamment, dans cet exemple de realisation, a la temperature regnant juste en amont du filtre a particules 9 et que mesure un B 14027/JCI capteur 16. La carte 15 peut etre sensible a d'autres parametres, et notamment au regime du moteur et au debit du carburant pour ne favoriser l'apport d'oxygene supplementaire dans le conduit d'echappement 3 que quand cela est necessaire. Le conduit de derivation 12 s'etend entre un raccordement au conduit d' admission 2 situe entre le compresseur 5 et le moteur 1, plus precisement entre le compresseur 5 et le voles 6, et un raccordement au conduit d'echappement 3 entre la turbine 7 et l'appareillage de traitement ici compose du catalyseur 8 et du filtre a particules 9. L' unite de commande electronique du moteur regle ltouverture du voles 6 et de la vanne 13 en fonction des reglages du moteur et du fonctionnement du systeme. On a vu qu'un apport d'oxygene etait benefique pour le fonctionnement du catalyseur 8 a froid, c'est- a-dire au demarrage du vehicule. Pour le filtre a particules 9, un apport d'oxygene conduisant a une regeneration des suies qu'il retient peut etre decide quand la perte de charge qu'il occasionne, et qui est obtenue en soustrayant les mesures effectuees par des capteurs de pression en amont et en aval de lui sur le conduit d'echappement 3, atteint un seuil. La carte 15 est alors concue pour fournir l'asservissement correspondent. Il est encore concevable d'utiliser la vanne 13 pour faire varier aussi la quantite d'air parvenant au moteur 1. Cependant, le reglage du fonctionnement du moteur 1 devient plus complexe avec l' invention, ce qui fait qu'on peut preferer de n'utiliser la recirculation des gaz que quand le B 14027/JCI soutirage par le conduit de derivation 12 est inactif, c'est-a-dire de fermer la vanne 11 des que la vanne 13 est ouverte. Le debit d'air passant par le conduit 12 depend en particulier de la pression de l'air quittant le compresseur 5 et du degre d'ouverture de la vanne 13, ce qui pourra justifier un fonctionnement de cette vanne 13 a n'importe quel etat entre la fermeture et l'ouverture extreme. La carte 15 pourra aussi etre sensible au regime du moteur et au debit de carburant. Wile pourra servir a eviter ce qu' on appelle l' emballement de la regeneration, c'est-a-dire une combustion brutale des suies et permettra de reduire la quantite d'oxygene en fonction de la temperature du filtre a particules. Wile pourra enfin etre sensible a un autre capteur 17, mesurant la richesse des gaz d'echappement, pour ajuster le debit d'oxygene fourni aux valeurs favorisant la regeneration. Ledit autre capteur 17 est place sur le conduit d'echappement 3. B 14027/JCI t 2840643 REVEND I CAT IONS 1. Agencement a moteur suralimente d'automobile, comprenant un conduit d'admission (2) d'air menant au moteur (1), un conduit d'echappement (7) de gaz quittant le moteur, un appareillage (8,9) de traitement des gaz situe sur le conduit d'echappement, et un systeme de suralimentation comprenant un compresseur (5) sur le conduit d' admission, caracterise en ce qutil comprend un conduit de derivation (12) du moteur, se raccordant au conduit d'admission entre le compresseur (5) et le moteur (1) et au conduit d'echappement entre le moteur (1) et l'appareillage de traitement (8,9), et une vanne a ouverture reglable (13) placee sur le conduit de derivation. 2. Agencement selon la revendication 1, caracterise en que le conduit de derivation se raccorde au conduit d'admission entre le compresseur et un voles (6). 3. Agencement selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce qu'il comprend un dispositif de reglage automatique de la vanne. 4. Agencement selon la revendication 3, caracterise en que le dispositif de reglage automatique comprend une carte de reglage (15) admettant comme entree une temperature de l'appareillage. 5. Agencement selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caracterise en ce que le dispositif de reglage automatique comprend une carte de reglage (15) admettant comme entree une richesse des