Brevet FR2900195A3 — publié le 20071026

FR 2900195 A3 20071026 FR 0651436 A 20060424 CONDUIT BY-PASS DE PROTECTION D'INJECTEUR À L'ECHAPPEMENT La présente invention se rapporte au domaine du traitement des gaz d'échappement du moteur d'un véhicule automobile. Ble concerne plus particulièrement les dispositifs permettant d'utiliser de manière optimale les filtres à particules insérés dans la ligne d'échappement, en aval d'un catalyseur de traitement de ces gaz. De tels filtres ont pour rôle de piéger les suies et particules contenues dans les gaz issus de la combustion dans le moteur afin d'en réduire l'émission vers l'atmosphère. Leurs performances sont directement liées à la température des gaz à leur entrée, et plusieurs solutions sont connues pour augmenter celle-ci, en particulier lors des phases de régénération de ces filtres, lors desquelles les particules et suies piégées sont détruites thermiquement afin que leur accumulation ne perturbe pas l'écoulement des gaz d'échappement. L'injection principale peut ainsi être retardée et associée avec une ou plusieurs post-injections tardives, ou un injecteur basse pression peut être inséré dans la ligne d'échappement, en amont du catalyseur, afin d'augmenter la quantité d'hydrocarbures au sein de celui-ci : ces hydrocarbures, en brûlant dans le catalyseur déjà amorcé, permettent d'augmenter la température des gaz en amont du filtre à particules. Un tel injecteur, implanté dans le conduit d'échappement, est, toutefois, exposé à toutes les variations de température dans la ligne d'échappement. Il est, de plus, exposé à l'encrassement par les particules et suies provenant de la combustion dans le moteur, ce qui peut conduire à une dégradation de ses performances. Il est connu, par exemple par le document US4615173, d'insérer, en amont du filtre à particules, un injecteur de carburant, associé à une injection d'air et à un dispositif d'amorçage, dans un conduit débouchant dans la ligne d'échappement. Cet injecteur permet d'initier une seconde combustion, et, ainsi, d'augmenter la température des gaz à l'entrée du filtre à particules. Un tel injecteur, placé légèrement en retrait du flux de gaz circulant dans la ligne d'échappement, est ici moins exposé à l'encrassement et aux variations de température. Un tel dispositif, toutefois, n'est pas approprié à l'utilisation d'un 2900195 -2- injecteur basse pression. Il présente, de plus, un encombrement relativement important. La présente invention a pour but de protéger un injecteur dans les meilleures conditions. 5 Dans ce but, elle propose de placer un conduit de by-pass, en amont du catalyseur. Avantageusement, un injecteur de carburant est placé dans le conduit de by-pass. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le conduit de by-pass est équipé d'un volet de by-pass, mobile entre une position dans laquelle elle autorise le passage des gaz d'échappement dans le conduit de by-pass, et une position dans laquelle elle empêche le passage des gaz d'échappement dans le conduit de by-pass. Selon différents modes de réalisation, l'injecteur de carburant peut aussi 15 être associé à un dispositif annexe d'injection d'air. L'invention a également pour objet un procédé de traitement, par un ensemble tel que décrit ci-dessus, des gaz issus de la combustion dans le moteur d'un véhicule automobile, dans lequel : lors des phases de régénération du filtre à particules, lesdits gaz 20 sont acheminés dans le filtre à particules via le conduit de by-pass, lors des autres phases de fonctionnement, lesdits gaz sont acheminés dans le filtre à particules sans passer par ledit conduit de by-pass. Enfin, l'invention a pour objet un moteur de véhicule automobile dont 25 la ligne d'échappement est équipée d'un tel ensemble de traitement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées dans lesquelles: la figure 1 est une vue schématique d'ensemble d'une ligne 30 d'échappement munie d'un ensemble de traitement des gaz selon l'invention, la figure 2 est une vue schématique de l'invention, selon une première position du volet de by-pass, 2900195 -3- la figure 3 est une vue schématique de l'invention, selon une deuxième position du volet de by-pass. La figure 1 présente schématiquement un ensemble de traitement des gaz d'échappement G du moteur à combustion interne 1 d'un véhicule 5 automobile. Les gaz G issus de la combustion dans le moteur 1 sont acheminés, par un conduit d'échappement 2, jusqu'à un catalyseur 3 dans lequel ils subissent un premier traitement, puis, par un conduit 4, jusqu'à un filtre à particules 5 dans lequel les particules et suies présentes dans les gaz G sont piégées. Les gaz G sont ensuite acheminés, via un conduit 6 approprié, vers 10 l'atmosphère. Le conduit d'échappement 2, le catalyseur 3, le conduit 4, le filtre à particules 5, et le conduit 6, constituent la ligne d'échappement E du moteur 1. Selon l'invention, un conduit de by-pass 7 est implanté, sur le conduit d'échappement 2, en amont du catalyseur 3, et un injecteur de carburant 8 15 (préférentiellement, l'injecteur de carburant 8 est un injecteur basse pression) est placé sur le conduit de by-pass 7. Préférentiellement, et ainsi que le montrent les figures 2 et 3, le conduit de by-pass 7 comporte un volet de by-pass 9. Le volet de by-pass 9 est mobile entre une première position, représentée par la figure 2, dans laquelle il autorise le passage des gaz 20 d'échappement G dans le conduit de by-pass 7, et une deuxième position, représentée par la figure 3, dans laquelle il n'autorise pas le passage des gaz d'échappement G dans le conduit de by-pass 7. Lorsque le filtre à particules 5 doit être régénéré, le volet de by-pass 9 est placé dans sa première position (voir figure 2) : les gaz d'échappement G 25 circulent alors dans le conduit de by-pass 7 vers le catalyseur 3 puis le filtre à particules 5, et le carburant injecté par l'injecteur 8 permet une augmentation de la température à l'entrée du filtre à particules 5, assurant une régénération efficace de celui-ci. Inversement, lors de phases de fonctionnement de l'ensemble de 30 traitement selon l'invention dans lesquelles il n'y a pas de régénération du filtre à particules 5, le volet de by-pass 9 est placé dans sa deuxième position (voir figure 3) : les gaz d'échappement G sont alors classiquement acheminés vers le catalyseur 3 et le filtre à particules 5 par les conduits d'échappement 2 et 4, -4- sans être mis en contact avec l'injecteur 8. Dans cette configuration, l'injecteur 8 est donc protégé des particules et suies véhiculées par les gaz d'échappement G. L'invention permet ainsi de réaliser un dispositif simple et peu coûteux 5 de protection de l'injecteur 8. Il est à noter que, selon différents modes de réalisation de l'invention, une injection d'air peut être associée à l'injecteur 8 afin d'en améliorer les performances, sans que l'invention soit remise en cause. REVENDICATIONS 1. Ensemble de traitement des gaz d'échappement (G) d'un véhicule automobile, dans lequel les gaz (G) issus de la combustion dans le moteur (1) du véhicule sont acheminés, par une ligne d'échappement (E), vers l'atmosphère, comportant au moins: un catalyseur (3) de traitement des gaz d'échappement (G), un conduit (2) reliant l'échappement du moteur (1) à l'entrée du catalyseur (3), un filtre à particules (5), placé en aval du catalyseur (3) selon le sens d'écoulement des gaz d'échappement (G), et un conduit (4) reliant le catalyseur (3) au filtre à particules (5), caractérisé en ce qu'il comporte un conduit de by-pass (7) est placé en amont du catalyseur (3). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un injecteur de carburant (8) est placé sur le conduit de by-pass (7). 3. Ensemble selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le conduit de by-pass (7) comporte un volet de by-pass (9). 4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que le volet de by-pass (9) est mobile entre une première position, dans laquelle il autorise le passage des gaz d'échappement (G) dans le conduit de by-pass (7), et une deuxième position, dans laquelle il n'autorise pas ce passage. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'une injection d'air est associée à l'injecteur de carburant 25 (8). 6. Procédé de traitement, par un ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, des gaz (G) issus de la combustion dans le moteur (1) d'un véhicule automobile, dans lequel : lors des phases de régénération du filtre à particules (5), le volet de 30 by-pass (9) est dans sa première position et l'injecteur (8) délivre du carburant, lors des autres phases de fonctionnement, le volet de by-pass (9) est dans sa deuxième position.-6- 7. Moteur (1) d'un véhicule automobile caractérisé en ce que sa ligne d'échappement (E) est équipée d'un ensemble de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.