Brevet FR2906304A1 — publié le 20080328

"Agencement pour la dépollution d'un moteur thermique de véhicule automobile muni d'une plaque plane d'évaporation" L'invention concerne un agencement pour la dépollution d'un moteur thermique de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un agencement pour la dépollution d'un moteur thermique de véhicule automobile, du type qui comporte au moins une ligne d'échappement, agencée en aval d'un moteur thermique du véhicule, qui comporte au moins un organe de dépollution qui est destiné à être traversé par io les gaz d'échappement pour en assurer la dépollution, et du type dans lequel la ligne d'échappement comporte en amont de l'organe de dépollution, un dispositif amont d'injection d'un composant liquide destiné à améliorer l'efficacité de l'organe de dépollution, et un dispositif aval d'évaporation qui est à permettre 15 la vaporisation du composant liquide et son mélange avec les gaz d'échappement préalablement à son introduction dans l'organe de dépollution, On connaît de nombreux exemples d'agencements de ce type pour la dépollution d'un moteur thermique de véhicule 20 automobile. Les récents développements en matière de dépollution des moteurs thermiques conduisent de plus en plus les constructeurs automobiles à intégrer dans la ligne d'échappement des véhicules actuels des dispositifs d'injection d'un composant liquide destiné 25 à améliorer l'efficacité de l'organe de dépollution. Or, dans la plupart des véhicules actuels, la multiplication des organes inclus dans la ligne d'échappement a tendance à réduire la longueur de tubulures disponible en amont de l'organe de dépollution 30 De ce fait, le composant liquide introduit en amont de l'organe de dépollution par le dispositif d'injection d'un composant liquide ne parvient généralement à être vaporisé correctement lorsqu'il pénètre dans l'organe de dépollution, et des traces de 2906304 2 composant sous forme liquide subsistent dans les gaz d'échappement qui pénètrent dans l'organe de dépollution. Or, l'efficacité et la durabilité de l'organe de dépollution sont directement liées à la nature du mélange qui arrive dans cet 5 organe. Il est absolument nécessaire que l'organe de dépollution ne soit traversé que par un mélange à l'état gazeux. Pour remédier à cet inconvénient, il est connu de proposer des dispositifs favorisant l'évaporation du composant liquide dans la ligne d'échappement. io Il peut s'agir en premier lieu de dispositifs externes à la ligne d'échappement, tels que des résistances électriques ou des bougies, qui modifient considérablement l'encombrement de la ligne d'échappement. Cette solution n'est pas acceptable car elle modifie l'implantation de la ligne d'échappement sur le véhicule. 15 Il peut s'agir en second lieu de dispositifs internes à la ligne d'échappement, tels que des grilles, plaques trouées ou éléments poreux, mais qui sont disposés de manière perpendiculaire à l'écoulement des gaz. De ce fait, ils opposent d'une part une contre-pression notoire à l'écoulement des gaz, et 20 ce faisant, pénalisent le rendement global du moteur, et sont d'autre part sujets à l'encrassement et aux bouchages. Pour remédier à cet inconvénient, l'invention propose un agencement du type décrit précédemment dans lequel le dispositif aval d'évaporation ne s'oppose pas à l'écoulement des gaz tout 25 en permettant une vaporisation optimale du composant liquide. Dans ce but, l'invention propose un agencement du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le dispositif aval d'évaporation comporte au moins un conduit au sein duquel est agencée au moins une plaque plane qui est orientée sensiblement 30 axialement dans le sens de l'écoulement du flux de gaz d'échappement, qui est distante des parois du conduit, dont au moins une partie amont, qui est agencée dans une zone de pulvérisation du dispositif amont d'injection, est destinée à 2906304 3 favoriser l'évaporation du composant liquide et son mélange avec les gaz d'échappement, et dont une partie aval est destinée à provoquer un écoulement tourbillonnaire du mélange de gaz d'échappement et de composant vaporisé, comporte une pluralité 5 de perçages sensiblement transversaux qui sont inclinés d'un premier angle déterminé dans le sens de l'écoulement du flux de gaz d'échappement, et qui sont destinés d'un part à favoriser le réchauffement de la plaque par les gaz d'échappement et d'autre part à provoquer un arrachement du composant liquide stagnant io sur la plaque par les gaz d'échappement et l'évacuation du composant ainsi vaporisé. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - la plaque plane est inclinée d'un second angle déterminé dans le conduit pour diviser le flux gazeux en un flux partiel 15 accéléré et un flux partiel ralenti qui permettent une accélération des gaz d'échappement issus de la zone du flux accéléré vers la zone de flux ralenti, au travers des perçages sensiblement transversaux, - la plaque plane est d'épaisseur réduite pour d'une part 20 provoquer son échauffement rapide dans le flux de gaz d'échappement et d'autre part pour ne pas opposer de résistance au flux de gaz d'échappement, - la plaque plane est agencée sensiblement dans une zone médiane du conduit, de manière à être chauffée rapidement de 25 part et d'autre par le flux de gaz d'échappement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : 30 - la figure 1 est une vue schématique d'un agencement selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique d'un agencement selon un premier second mode de réalisation de l'invention, 2906304 4 Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté sur les figures une partie d'un 5 agencement pour la dépollution d'un moteur thermique de véhicule automobile. De manière connue, l'agencement comporte au moins une ligne d'échappement (non représentée), agencée en aval d'un moteur thermique (non représenté) du véhicule, qui comporte au io moins un organe de dépollution (non représenté) qui est destiné à être traversé par les gaz d'échappement pour en assurer la dépollution. La ligne d'échappement comporte, en amont de l'organe de dépollution, un dispositif 10 amont d'injection d'un composant 15 liquide destiné à améliorer l'efficacité de l'organe de dépollution, et un dispositif 12 aval d'évaporation qui est destiné à permettre la vaporisation du composant liquide "CL" et son mélange avec les gaz "G" d'échappement préalablement à son introduction dans l'organe de dépollution. 20 Il sera donc compris que le dispositif 10 amont d'injection d'un composant liquide est donc relié par son extrémité amont 14 à la ligne d'échappement du côté du moteur thermique (non représenté), et débite les gaz d'échappement auxquels est mêlé le composant liquide par son extrémité aval 16 dans l'extrémité 25 amont 18 de l'organe 12 aval d'évaporation qui est relié par son extrémité aval 20 à la ligne d'échappement du côté de la sortie (non représentée) des gaz. Conformément à l'invention, le dispositif 12 aval d'évaporation comporte au moins un conduit 22 au sein duquel est 30 agencée une plaque plane 24 qui est orientée sensiblement axialement dans le sens de l'écoulement du flux de gaz "G" d'échappement, qui est distante des parois 26 du conduit 22, dont au moins une partie amont 28 agencée dans une zone 30 2906304 5 pulvérisation du dispositif 10 amont d'injection, qui est destinée à favoriser l'évaporation du composant liquide "CL" et son mélange avec les "G" gaz d'échappement, et dont une partie aval 32 est destinée à provoquer un écoulement tourbillonnaire "T" du 5 mélange de gaz d'échappement et de composant vaporisé. Plus particulièrement, la plaque plane 24 est d'épaisseur réduite. Cette configuration permet de provoquer son échauffe-ment rapide dans le flux de gaz d'échappement "G", configuration qui permet notamment lors des phases de démarrage du moteur io de chauffer rapidement la plaque plane 24 pour qu'elle vaporise rapidement le composant liquide "CL". Avantageusement, l'épaisseur réduite de la plaque plane 24 permet aussi, à la différence des dispositifs connus de l'état de la technique, de ne pas opposer de résistance au flux de gaz 15 d'échappement "G". La plaque plane 24 est agencée sensiblement dans une zone médiane du conduit 22, de manière à être chauffée rapidement de part et d'autre par le flux de gaz "G" d'échappement. Par rapport à d'autres dispositifs connus de l'état 20 de la technique qui sont liés aux parois 26 du conduit 22, cette configuration permet aussi d'éviter le refroidissement de la plaque plane 24, ou du moins le ralentissement de l'élévation de température de ladite plaque plane 24, par l'interaction thermique des parois 26 du conduit 22 avec le milieu extérieur. 25 Une autre caractéristique essentielle de l'invention est que la plaque plane 24 comporte une pluralité de perçages 34 sensiblement transversaux qui sont inclinés d'un premier angle "a" déterminé dans le sens de l'écoulement du flux de gaz "G" d'échappement. 30 Ces perçages 34 sont destinés d'un part à favoriser le réchauffement de la plaque plane 24 par les gaz "G" d'échappement qui traversent les perçages 24. 2906304 6 Par ailleurs, ces perçages 34 sont destinés à provoquer un arrachement du composant liquide "CL" stagnant sur la plaque plane par les gaz "G" d'échappement et l'évacuation du composant ainsi vaporisé. 5 Dans un premier mode de réalisation qui a été représenté à la figure 1, la plaque plane est agencée suivant la direction des gaz "G" d'échappement, c'est à dire avec un angle nul. Toutefois, selon un second mode de réalisation de l'invention qui a été représentée à la figure 2, 5 la plaque plane io 24 peut être est inclinée d'un second angle "R" déterminé dans le conduit 22. Cette configuration permet de diviser le flux gazeux en un flux partiel accéléré "GA" et un flux partiel ralenti "GR", le flux "GA" se créant naturellement dans la zone 36 de divergence créée par la plaque plane 24 dans le conduit 22 et le flux "GR" se 15 créant dans la zone 38 de restriction créée par la plaque plane 24. Ceci permet donc une accélération des gaz d'échappement issus de la zone 38 du flux accéléré vers la zone 36 de flux ralenti, au travers des perçages 34 sensiblement transversaux, et 20 produit donc une amélioration de l'évaporation du composant liquide "CL". L'invention permet donc d'améliorer sensiblement les performances d'un organe de dépollution. REVENDICATIONS 1. Agencement pour la dépollution d'un moteur thermique de véhicule automobile, du type qui comporte au moins une ligne d'échappement, agencée en aval d'un moteur thermique du véhicule, qui comporte au moins un organe de dépollution qui est destiné à être traversé par les gaz d'échappement pour en assurer la dépollution, et du type dans lequel la ligne d'échappement comporte en amont de l'organe de dépollution, un dispositif (10) amont d'injection d'un composant liquide (CL) io destiné à améliorer l'efficacité de l'organe de dépollution, et un dispositif (12) aval d'évaporation qui est destiné à permettre la vaporisation du composant liquide (CL) et son mélange avec les gaz (G) d'échappement préalablement à son introduction dans l'organe de dépollution, 15 caractérisé en ce que le dispositif (12) aval d'évaporation comporte au moins un conduit (22) au sein duquel est agencée au moins une plaque (24) plane qui est orientée sensiblement axialement dans le sens de l'écoulement du flux de gaz (G) d'échappement, qui est distante des parois (26) du conduit (22), 20 dont au moins une partie amont (28), qui est agencée dans une zone (30) de pulvérisation du dispositif (10) amont d'injection, est destinée à favoriser l'évaporation du composant liquide (CL) et son mélange avec les gaz (G) d'échappement, et dont une partie aval (32) est destinée à provoquer un écoulement tourbillonnaire 25 (T) du mélange de gaz d'échappement et de composant vaporisé, comporte une pluralité de perçages (34) sensiblement transversaux qui sont inclinés d'un premier angle (a) déterminé dans le sens de l'écoulement du flux de gaz (G) d'échappement, et qui sont destinés d'un part à favoriser le réchauffement de la 30 plaque (24) par les gaz (G) d'échappement et d'autre part à provoquer un arrachement du composant liquide (CL) stagnant sur la plaque par les gaz (G) d'échappement et l'évacuation du composant ainsi vaporisé. 2906304 8 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque plane (24) est inclinée d'un second angle (R) déterminé dans le conduit (22) pour diviser le flux gazeux (G) en un flux partiel accéléré (GA) et un flux partiel ralenti (GR) qui 5 permettent une accélération des gaz d'échappement issus de la zone (38) du flux (GA) accéléré vers la zone (36) de flux ralenti (GR), au travers des perçages (34) sensiblement transversaux. 3. Agencement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque plane (24) est d'épaisseur réduite io pour d'une part provoquer son échauffement rapide dans le flux de gaz (G) d'échappement et d'autre part pour ne pas opposer de résistance au flux de gaz (G) d'échappement. 4. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque plane (24) est 15 agencée sensiblement dans une zone médiane du conduit (22), de manière à être chauffée rapidement de part et d'autre par le flux de gaz (G)d'échappement.