Brevet FR2906306A1 — publié le 20080328

"Agencement pour la dépollution d'un moteur thermique comportant un conduit muni d'un élément en saillie" 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 catalyseur et un élément de filtrage des particules io contenues dans les gaz d'échappement dudit moteur, du type qui comporte au moins un dispositif d'injection de carburant, agencé dans un conduit déterminé de la ligne d'échappement en amont de l'élément de filtrage des particules, comportant un injecteur qui est destiné à réaliser dans le conduit un mélange de carburant et 15 de gaz d'échappement destiné à être enflammé dans l'élément de filtrage des particules pour provoquer dans ledit élément de filtrage une élévation de température permettant de supprimer les particules contenues dans ledit élément de filtrage. On connaît de nombreux exemples d'agencements de ce 20 type. Dans ce type d'agencement, le carburant injecté par le dispositif d'injection de carburant est injecté dans un conduit déterminé dont les parois internes sont généralement lisses. Il s'ensuit une mauvaise vaporisation du carburant, qui a tendance a 25 s'accumuler sous forme liquide sur les parois internes du conduit sans s'évaporer complètement. De ce fait, il est nécessaire d'injecter des quantités élevées de carburant pour parvenir à un mélange contenant suffisamment de carburant pour être à même d'élever suffisamment la température au sein de l'élément de 30 filtrage à particules. Cette conception est particulièrement pénalisante, tant en termes de consommation de carburant qu'en termes de pollution 2906306 2 de l'environnement, le carburant liquide non vaporisé étant alors rejeté par l'échappement du véhicule sans avoir été enflammé. L'invention remédie à cet inconvénient en proposant un agencement comportant des moyens d'améliorer la vaporisation 5 du carburant injecté. Dans ce but, l'invention propose un agencement du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le conduit comporte sur sa paroi interne un élément en saillie, agencé sensiblement en regard de l'injecteur, qui est destiné à favoriser la vaporisation io du carburant dans le mélange en augmentant la surface d'échange entre gaz d'échappement et carburant sur la paroi interne du conduit et en créant des turbulences dans l'écoulement du mélange. Selon d'autres caractéristiques de l'invention 15 - l'élément en saillie est agencé dans une zone de la paroi interne du conduit délimitée par un cône de pulvérisation de l'injecteur, - l'élément en saillie est constitué d'au moins une nervure, - l'élément en saillie comporte une pluralité de nervures, 20 - les nervures sont agencées suivant un profil d'hélice dont le diamètre correspond au diamètre interne du conduit, - l'élément en saillie est venu de matière avec le conduit, - le conduit est réalisé par un procédé de fonderie et l'élément en saillie est moulé avec le conduit, 25 - le conduit est réalisé en fonte. - le conduit est un conduit coudé de sortie d'un turbocompresseur équipant le véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la 30 compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un agencement selon l'invention, 2906306 3 - la figure 2 est une vue en perspective d'un agencement selon l'invention adapté à un conduit coudé de sortie d'un turbocompresseur. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence 5 identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté à la figure 1 une partie d'un agencement 10 pour la dépollution d'un moteur thermique de véhicule automobile. io De manière connue l'agencement 10 comporte au moins une ligne d'échappement, agencée en aval d'un moteur thermique du véhicule (non représenté), qui comporte au moins un catalyseur et un élément de filtrage des particules contenues dans les gaz d'échappement dudit moteur (non représentés). 15 L'agencement 10 qui comporte au moins un dispositif 12 d'injection de carburant, notamment un injecteur 12 dont un nez 14 débouche dans un conduit 16 déterminé de la ligne d'échappement en amont de l'élément de filtrage des particules. En particulier, le conduit 16 comporte une extrémité amont 20 18 qui est reliée par exemple à un collecteur d'échappement du moteur, et une extrémité aval 20 qui est reliée à une entrée élément de filtrage des particules (non représenté). L'injecteur 12 est destiné à réaliser dans le conduit 16 déterminé un mélange de carburant et de gaz d'échappement qui 25 est destiné à être enflammé dans l'élément de filtrage des particules pour provoquer dans ledit élément de filtrage une élévation de température permettant de supprimer les particules contenues dans ledit élément de filtrage. Conformément à l'invention, le conduit 16 déterminé 30 comporte sur sa paroi interne 22 un élément 24 en saillie, agencé sensiblement en regard de l'injecteur 12, qui est destiné à favoriser la vaporisation du carburant dans le mélange en 2906306 4 augmentant la surface d'échange entre la carburant liquide et les gaz d'échappement sur la paroi interne 22 du conduit. Avantageusement, l'élément 24 en saillie permet aussi de créer des turbulences dans l'écoulement du mélange, ce qui 5 favorise le brassage du carburant liquide dans les gaz d'échappement, et par conséquent favorise la vaporisation du carburant dans les gaz d'échappement. Plus particulièrement, pour favoriser de manière optimale la vaporisation du carburant, qui est initialement issu de io l'injecteur 12 sous la forme de gouttelettes, l'élément 24 en saillie est agencé dans une zone 26 de la paroi interne du conduit qui est délimitée par un cône 28 d'angle "a" de pulvérisation de l'injecteur 12. Cette configuration permet de limiter la zone 26 à la stricte 15 zone nécessaire à la réalisation du mélange entre le carburant issu de l'injecteur 12 et les gaz d'échappement, sans perturber outre mesure l'écoulement gazeux à un quelconque autre endroit du conduit déterminé. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, 20 l'élément 24 en saillie est constitué d'au moins une nervure 26. Chaque nervure 26 permet d'augmenter les surfaces d'échange entre la paroi interne 22 du conduit 16 déterminé et le carburant liquide, qui se trouve alors vaporisé du fait de la température élevée à laquelle est soumis le conduit 16. 25 De préférence, il sera compris que l'efficacité de l'agencement 10 sera d'autant accrue que l'élément 24 en saillie comporte une pluralité de nervures 26. Tout mode de réalisation connu de l'état de la technique peut convenir à la bonne réalisation des nervures 26. Toutefois, 30 dans le mode de réalisation préféré de l'invention, les nervures 26 sont agencées suivant un profil d'hélice dont le diamètre correspond au diamètre interne du conduit 16. 2906306 5 Cette configuration est étudiée pour favoriser une vaporisation aussi complète que possible des gouttelettes de carburant liquide qui sont reçues sur les nervures 26 du conduit 16. En effet, à la différence de nervures 26 parallèles qui 5 favoriseraient une stagnation du carburant liquide, les nervures 26 en hélice permettent de favoriser un entraînement du carburant liquide par les gaz d'échappement le long du profil d'hélice des rainures en évitant qu'il ne stagne, ce qui conduit inévitablement à sa vaporisation au fur et à mesure qu'il s'étend io le long du profil d'hélice des nervures 26. Par ailleurs, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'élément 24 en saillie est venu de matière avec le conduit 16. Cette configuration garantit une transmission optimale de la chaleur du conduit 16 aux nervures 26. 15 De préférence, le conduit 16 est réalisé par un procédé de fonderie et l'élément 24 en saillie est moulé avec le conduit 16. Cette configuration permet d'obtenir un conduit 16 d'un coût de fabrication réduit. Avantageusement, le conduit 16 est réalisé en fonte, qui 20 présente une capacité calorifique élevée, ceci permettant au conduit 16 de conserver une température élevée longtemps après l'arrêt du moteur du véhicule, pour permettre une nouvelle vaporisation du carburant issu de l'injecteur 12 dès la reprise du fonctionnement du moteur. 25 La figure 2 illustre une application de l'agencement 10 à un conduit 28 coudé de sortie d'un turbocompresseur équipant le véhicule. Comme on peut le voir, l'extrémité amont 18 du conduit est constitué d'une première semelle de fixation du conduit du turbocompresseur 28 et l'extrémité aval 20 du conduit est 30 constituée d'une seconde semelle de fixation du conduit du turbocompresseur 28. L'élément 24 en saillie comporte une pluralité de nervures 26 qui sont agencées dans un coude 30 du 2906306 6 conduit 28 du turbocompresseur, au droit d'un perçage 32 de réception d'un injecteur (non représenté). Les nervures 26 sont agencées partiellement suivant un profil d'hélice théorique, c'est à dire qu'elle suivent le profil 5 d'hélice lais ne s'étendent pas sur toute la périphérie de la paroi interne du coude 30 du conduit. L'invention permet donc d'améliorer sensiblement les performances de régénération d'un élément de filtrage à particules à l'aide d'une injection réduite de carburant. i0 REVENDICATIONS 1. Agencement (10) 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 catalyseur et un élément de filtrage des particules contenues dans les gaz d'échappement dudit moteur, du type qui comporte au moins un dispositif d'injection de carburant, agencé dans un conduit (14) déterminé de la ligne d'échappement en amont de l'élément de filtrage des io particules, comportant un injecteur (12) qui est destiné à réaliser dans le conduit (14) déterminé un mélange de carburant et de gaz d'échappement destiné à être enflammé dans l'élément de filtrage des particules pour provoquer dans ledit élément de filtrage une élévation de température permettant de supprimer les particules 15 contenues dans ledit élément de filtrage, caractérisé en ce que le conduit (14) déterminé comporte sur sa paroi interne un élément (24) en saillie, agencé sensiblement en regard de l'injecteur (12), qui est destiné à favoriser la vaporisation du carburant dans le mélange en 20 augmentant la surface d'échange entre carburant et gaz d'échappement sur la paroi interne (22) du conduit (14) et en créant des turbulences dans l'écoulement du mélange. 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (24) en saillie est agencé dans une zone de la paroi 25 interne (22) du conduit (14) déterminé délimitée par un cône (28) de pulvérisation de l'injecteur (12). 3. Agencement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément (24) en saillie est constitué d'au moins une nervure (26). 30 4. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément (24) en saillie comporte une pluralité de nervures (26) 2906306 8 5. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les nervures (26) sont agencées suivant un profil d'hélice dont le diamètre correspond au diamètre interne du conduit (16) déterminé. 5 6. Agencement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément (24) en saillie est venu de matière avec le conduit (16) déterminé. 7. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le conduit (16) déterminé est réalisé par un io procédé de fonderie et en ce que l'élément (24) en saillie est moulé avec le conduit (16) déterminé. 8. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le conduit (16) déterminé est réalisé en fonte. 15 9. Agencement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit déterminé est un conduit (28) coudé de sortie d'un turbocompresseur équipant le véhicule.