Brevet FR2861132A1 — publié le 20050422

La présente invention concerne un moteur thermique à turbocompresseur, par exemple à allumage commandé et/ou par compression. La figure 1 représente un moteur thermique 1 à allumage commandé et/ou par compression, du type V6 comprenant deux culasses 2, 3 portant chacune un collecteur des gaz d'échappement 4, 5. Ces collecteurs de gaz d'échappement sont reliés à l'entrée de la turbine 6 du turbocompresseur par deux premiers conduits. Un second conduit 7 relie la sortie de la turbine 6 à l'entrée conique 8 d'un catalyseur primaire 9. La sortie conique 10 de ce catalyseur est raccordée à un second catalyseur et à une ligne d'échappement non représentée. On sait que la matière active contenue dans le catalyseur 9 ne devient efficace pour dépolluer les gaz d'échappement qu'à partir d'une certaine température de l'ordre de 900 C. Par conséquent, pendant une certaine période après le démarrage à froid du moteur thermique le catalyseur n'est pas efficace et les gaz d'échappement sortant de la ligne d'échappement sont polluants. Pour remédier à cet inconvénient, le conduit 7 reliant la turbine 6 à l'entrée du catalyseur 9 comporte une double enveloppe en tôle pour réduire les déperditions thermiques des gaz d'échappement le long de leur parcours jusqu'à leur arrivée dans le catalyseur. De ce fait, on parvient à réduire la durée s'écoulant entre le démarrage à froid du moteur thermique et l'instant où le catalyseur devient efficace pour dépolluer les gaz d'échappement. Le but de la présente invention est de créer un dispositif qui permet de réduire encore davantage la durée précitée pour limiter la pollution engendrée par les gaz d'échappement lors de la période de démarrage à froid. Suivant l'invention, le moteur thermique comprenant au moins un collecteur des gaz d'échappement, un premier conduit reliant la sortie du collecteur à l'entrée de la turbine d'un turbocompresseur, un second conduit reliant la sortie de cette turbine à l'entrée d'un catalyseur primaire est caractérisé en ce qu'il comprend un conduit de dérivation reliant directement le collecteur des gaz d'échappement à l'entrée du catalyseur, ce conduit de dérivation comportant des moyens pour libérer ou interdire le passage des gaz d'échappement par ce conduit de dérivation. Ainsi, grâce au conduit de dérivation ci-dessus les gaz d'échappement sont conduits directement dans le catalyseur sans passer par le turbocompresseur puisque le moteur thermique est faiblement sollicité dans la période suivant son démarrage à froid. De ce fait, la matière active du catalyseur s'échauffe très rapidement et devient efficace pour dépolluer les gaz d'échappement en un intervalle de temps beaucoup plus réduit que dans les solutions classiques. Selon une version préférée de l'invention, la conduite de dérivation et ledit second conduit présentent une jonction commune avec l'entrée du catalyseur, cette jonction commune comportant un clapet mobile entre une première position, dans laquelle le clapet libère le passage des gaz depuis la conduite de dérivation vers l'entrée du catalyseur et le clapet obture au moins partiellement le passage des gaz depuis ledit second conduit vers l'entrée du catalyseur et une seconde position, dans laquelle le clapet obture le passage des gaz depuis la conduite de dérivation vers l'entrée du catalyseur et le clapet libère le passage des gaz depuis ledit second conduit vers l'entrée du catalyseur. Les moyens précités ou ledit clapet peuvent être commandés par un actionneur. Cet actionneur peut lui-même être commandé par des moyens maintenant le clapet dans la première position tant que le catalyseur n'a pas atteint une température suffisante pour dépolluer les gaz échappement. De même, l'actionneur peut être commandé par des moyens permettant de le déplacer vers la seconde position lorsque le catalyseur a atteint une température suffisante pour dépolluer les gaz d'échappement ou lorsque la charge du moteur dépasse un seuil prédéterminé nécessitant la mise en action du turbocompresseur. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. La figure 2 est un schéma montrant un moteur thermique, par exemple à allumage commandé et/ou par compression, équipé d'un dispositif selon l'invention. Sur cette figure 2, les mêmes références désignent les parties communes avec celles de la disposition classique illustrée par la figure 1. On voit sur cette figure 2 qu'un conduit de dérivation 11 relie directement le collecteur de gaz d'échappement 5 à l'entrée 8 du catalyseur 9. Ce conduit de dérivation 11 comporte un clapet 12 permettant de libérer ou d'interdire le passage des gaz d'échappement par le conduit de dérivation 11. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, la conduite de dérivation 11 et le second conduit 7 présentent une jonction commune avec l'entrée du catalyseur 9. Cette jonction commune comporte un clapet 12 mobile entre deux positions. Dans la première position (celle représentée sur la figure 2) le clapet 12 libère le passage des gaz depuis le conduit de dérivation 11 vers l'entrée 8 du catalyseur. Dans cette position, le clapet 12 obture au moins partiellement le passage des gaz depuis le second conduit 7 vers l'entrée 8 du catalyseur. Dans la seconde position (représentée en pointillé sur la figure 2) le clapet 12 obture le passage des gaz depuis la conduite de dérivation 11 vers l'entrée 8 du catalyseur. Dans cette seconde position, le clapet 12 libère complètement le passage des gaz depuis le second conduit 7 vers l'entrée du catalyseur. Le clapet 12 est commandé par un actionneur 13. L'actionneur 13 peut être lui-même commandé par des moyens qui maintiennent le clapet 12 dans la première position tant que le catalyseur 9 n'a pas atteint une température suffisante pour dépolluer les gaz d'échappement. De même, l'actionneur est commandé par des moyens qui le déplacent automatiquement vers la seconde position lorsque le catalyseur a atteint une température suffisante pour dépolluer les gaz d'échappement ou lorsque la charge du moteur dépasse un seuil prédéterminé nécessitant la mise en action du turbocompresseur et par conséquent le passage des gaz d'échappement par le conduit 7. Les principaux avantages du dispositif que l'on vient de décrire sont les suivants: Après le démarrage à froid du moteur thermique les gaz d'échappement passent essentiellement par le conduit de dérivation 11 qui est de longueur courte de sorte que la substance active du catalyseur atteint beaucoup plus rapidement sa température optimale d'efficacité que dans les solutions classiques. Il en résulte une pollution moindre par les gaz d'échappement lors des démarrages à froid. En outre, le conducteur du véhicule équipé d'un tel moteur pourra utiliser plus rapidement le moteur à pleine charge. En outre, la quantité de matière active composée de métaux précieux dans le catalyseur pourra être réduite, ce qui permet de réduire le coût du catalyseur. En outre, l'invention permet de supprimer la double enveloppe en tôle du conduit 7 ce qui présente également une économie. REVENDICATIONS 1. Moteur thermique comprenant au moins un collecteur des gaz d'échappement (5), un premier conduit reliant la sortie du collecteur (5) à l'entrée de la turbine (6) d'un turbocompresseur, un second conduit (7) reliant la sortie de cette turbine (6) à l'entrée (8) d'un catalyseur primaire (9), caractérisé en ce qu'il comprend un conduit de dérivation (11) reliant directement le collecteur (5) des gaz d'échappement à l'entrée (8) du catalyseur (9), ce conduit de dérivation (11) comportant des moyens (12) pour libérer ou interdire le passage des gaz d'échappement par ce conduit de dérivation (11). 2. Moteur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite de dérivation (11) et ledit second conduit (7) présentent une jonction commune avec l'entrée (8) du catalyseur (9), cette jonction commune comportant un clapet (12) mobile entre une première position, dans laquelle le clapet (12) libère le passage des gaz depuis la conduite de dérivation (11) vers l'entrée (8) du catalyseur et le clapet (12) obture au moins partiellement le passage des gaz depuis ledit second conduit (7) vers l'entrée (8) du catalyseur et une seconde position, dans laquelle le clapet (12) obture le passage des gaz depuis la conduite de dérivation (11) vers l'entrée (8) du catalyseur et le clapet (12) libère le passage des gaz depuis ledit second conduit (7) vers l'entrée (8) du catalyseur (9). 3. Moteur thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens ou ledit clapet (12) sont commandés par un actionneur (13). 4. Moteur thermique selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'actionneur (13) est lui-même commandé par des moyens pour maintenir le clapet (12) dans la première position, tant que le catalyseur (9) n'a pas atteint une température suffisante pour dépolluer les gaz d'échappement. 5. Moteur thermique selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'actionneur (13) est commandé par des moyens pour déplacer le clapet (12) vers la seconde position lorsque le catalyseur (9) a atteint une température suffisante pour dépolluer les gaz d'échappement ou lorsque la charge du moteur dépasse un seuil prédéterminé.