Brevet FR3007454A1 — publié le 20141226

SYSTEME D'ECHAPPEMENT POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE DE VEHICULE AUTOMOBILE [0001] La présente invention est relative à un système d'échappement pour moteur à combustion interne de véhicule automobile. [0002] Plus particulièrement, l'invention concerne un système d'échappement pour moteur à combustion interne de véhicule automobile, comprenant un filtre à particules, une tubulure de sortie du filtre à particules, un capteur de particules en aval dudit filtre et un dispositif de déviation du flux de gaz d'échappement circulant en amont du capteur. [0003] Un exemple de ce genre de système connu du document EP2557283, ce système ayant son capteur et son dispositif de déviation dans un espace libre en aval d'un élément de filtration des particules, dans une enveloppe de ce dernier. Cette enveloppe est volumineuse entre l'élément filtrant et la tubulure de sortie. En effet, le capteur est dans un grand volume dans ladite enveloppe du filtre à particules. En outre, le dispositif de déviation est un volet mobile qui est dans ce grand volume et qui est relativement complexe du fait qu'il doit résister à l'environnement hostile des gaz d'échappement. [0004] La présente invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur et à proposer une solution alternative. [0005] A cet effet, l'invention a pour objet un système d'échappement pour moteur à combustion interne de véhicule automobile, comprenant un filtre à particules, une tubulure de sortie du filtre à particules, un capteur de particules en aval dudit filtre et un dispositif de déviation du flux de gaz d'échappement circulant en amont du capteur. La section transversale du filtre à particules est supérieure à la section transversale de la tubulure de sortie de sorte qu'un tronçon de jonction des parois externes du filtre et de la tubulure détermine un étrangement. Au raccordement de ce tronçon et de la tubulure est situé le dispositif de déviation qui comprend un déflecteur saillant vers le centre de ladite tubulure de manière à guider les particules vers ce centre auquel est situé le capteur de particules. [0006] Dans divers modes de réalisation du système selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : le déflecteur est saillant vers la tubulure de sortie à une rupture de pente d'orientation de la paroi externe de la tubulure de sortie au regard de l'orientation du tronçon de jonction ; le déflecteur est fixe ; le déflecteur est annulaire ; le capteur de particules comprend une partie de mesure au centre de la tubulure de sortie, en aval du déflecteur ; le déflecteur est incliné par rapport à l'axe du filtre à particule et de la tubulure de sortie, l'inclinaison étant d'amont vers l'aval et vers le centre de la tubulure. [0007] Outre ces caractéristiques, dans une variante de réalisation du système, le déflecteur est venu de matière avec la paroi déterminant le tronçon de jonction et adjacente au raccordement avec la tubulure de sortie. [0008] Dans une autre variante de réalisation du système, le déflecteur est une coupelle tronconique ajustée à force dans la paroi déterminant le tronçon de jonction et adjacente au raccordement avec la tubulure de sortie. [0009] Dans une autre variante de réalisation du système, le déflecteur est soudé au raccordement du tronçon de jonction et de la tubulure de sortie. [0010] Par ailleurs, l'invention a également pour objet un véhicule automobile comportant un moteur thermique dont le système d'échappement comprend un filtre à particules, une tubulure de sortie du filtre à particules, un capteur de particules en aval dudit filtre et un dispositif de déviation du flux de gaz d'échappement circulant en amont du capteur. Le système d'échappement est conforme à l'invention de manière à guider les particules de gaz d'échappement du moteur vers le centre de ladite tubulure auquel est situé le capteur de particules. [0011] D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins joints dans lesquels : - la figure 1 est une vue de principe montrant l'environnement du système selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de schématique de type en coupe montrant plus en détail le système selon l'invention dans son fonctionnement ; - la figure 3 est une vue de schématique de type vue de face montrant le système selon l'invention, en particulier l'agencement du plan de coupe de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue de schématique de type en coupe montrant, en détail comme à la figure 2, une variante de réalisation du système selon l'invention ; - la figure 5 est une vue de schématique de type en coupe montrant, en détail comme à la figure 2, une autre variante de réalisation du système selon l'invention. [0012] En se reportant aux figures, la référence 10 désigne un système d'échappement pour moteur à combustion interne 11 de véhicule automobile. Ce système 10 est en aval du moteur thermique 11 et en particulier en aval de la partie échappement de son turbo compresseur 111 et de divers dispositifs de dépollution tel qu'un catalyseur d'oxydation 11X, un dispositif d'injection et de chauffage 11U de liquide contenant de l'urée par exemple et un dispositif catalyseur de réduction sélective SCR. [0013] Le système d'échappement 10 comprend de manière générale un filtre à particules 14, une tubulure de sortie 16 du filtre à particules 14, un capteur de particules 18 et un dispositif 20 de déviation du flux de gaz d'échappement circulant en amont du capteur. Dans l'exemple d'environnement du système 10 tel que représenté à la figure 1, le filtre à particules 14 et partage sa paroi externe d'enveloppe 22 avec le dispositif catalyseur de réduction sélective SCR. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Dans la description qui va suivre, la direction désignée comme longitudinale correspond à l'axe de l'échappement considéré comme rectiligne dans le système, pour faciliter la description. [0014] Le filtre à particules 14 et le dispositif catalyseur de réduction sélective SCR sont par exemple contenus dans un volume d'enveloppe cylindrique, si bien que la paroi externe 22 est à section circulaire et constante. La tubulure de sortie 16 est un tube cylindrique dont la section transversale est inférieure à celle de la paroi externe d'enveloppe 22 commune au filtre à particules 14 et au dispositif catalyseur de réduction sélective SCR. Comme le montre par exemple la figure 2, un conduit de contrôle de pression 26 raccorde l'amont du filtre à particules et la tubulure de sortie 16, un capteur de pression 26P étant dans ce conduit 26 pour contrôler la perte de charge dans le filtre à particules. [0015] Dans le premier exemple de réalisation du système 10 représenté de la figure 1 à la figure 3, un tronçon 28 à profil longitudinal en S effectue la jonction à rétrécissement de section entre la paroi d'enveloppe externe 22 et la tubulure de sortie 16. Ainsi, comme la section transversale du filtre à particules est supérieure à la section transversale de la tubulure de sortie, le tronçon de jonction 28 des parois externes du filtre et de la tubulure détermine un étrangement qui est mis à profit pour que le dispositif de déviation 20 soit situé au raccordement de ce tronçon et de la tubulure. [0016] Le dispositif de déviation 20 comprend un déflecteur saillant vers le centre de la tubulure de sortie 16. Ce déflecteur est fixe. Le capteur de particules 18 comprend une partie de mesure au centre de la tubulure de sortie, en aval du dispositif de déviation 20, pour analyser la teneur en particules du flux de gaz d'échappement recentré par le déflecteur. [0017] Le principe du capteur de particules 18 est de mesurer la conductivité électrique en fonction des particules qui se déposent sur une partie de mesure telle qu'une électrode. Une fois cette partie saturée en suies, il est procédé à une régénération par chauffage de ladite partie, pour la nettoyer et relancer une campagne de mesure. La disposition de la partie de mesure est primordiale pour détecter les suies en aval du filtre à particules. Cette partie doit être disposée face à l'arrivée des gaz, sensiblement au milieu de la tubulure d'échappement, sensiblement sur l'axe médian de cette tubulure. [0018] En cas de présence de fissure en périphérie du filtre, le flux de particules va tendre à suivre la paroi de la tubulure. Une problématique est qu'en présence d'une fissure en périphérie du filtre à particules, les suies constituant les particules d'échappement doivent tout de même venir frapper la partie de mesure du capteur malgré l'aéraulique perturbée des gaz en sortie du filtre à particules en cas de fissure. Sans le déflecteur, la partie de mesure du capteur risquerait ne pas réceptionner les particules. Le véhicule risquerait de polluer plus que ce qui est prévu. De ce fait, le dispositif de déviation 20 est destiné à ramener les suies de la périphérie vers le centre de la tubulure afin que ces suies frappent au bon emplacement le capteur, même si le filtre à particules est fissuré. [0019] Dans le tronçon de jonction 28 du premier exemple de réalisation du système 10, une extrémité amont est sensiblement tangente à la paroi d'enveloppe 22, une extrémité aval est sensiblement tangente à la tubulure de sortie 16 et la partie principale entre ces extrémités est recourbée. Le dispositif de déviation 20 est constitué par un anneau à section radiale sensiblement en virgule. Cet anneau est associé à l'extrémité aval du tronçon de jonction, en étant adjacent au raccordement de ce tronçon 28 avec la tubulure de sortie. La figure 3 permet de voir de face le dispositif de déviation 20 et le tronçon de jonction 28 comme s'ils étaient observés depuis le filtre à particules. Dans le tronçon de jonction 28 du premier exemple de réalisation du système 10, le déflecteur est soudé. [0020] Avantageusement, le déflecteur constituant le dispositif de déviation 20 est saillant vers le centre de la tubulure de sortie 16. Avantageusement, ce déflecteur permet de guider les particules sortant du filtre 14 vers le centre de la tubulure de sortie 16, le capteur de particules 18 étant situé à ce centre, à distance du tronçon de jonction 28. A la figure 2, le centre du flux de particules 30F orienté par le déflecteur 20 est visible. [0021] Dans le deuxième mode de réalisation tel que représenté à la figure 4, la géométrie du tronçon de jonction 28 est à ruptures de pentes plutôt qu'a courbure. Le déflecteur de dispositif de déviation 20 est toujours soudé au raccordement du tronçon de jonction et de la tubulure de sortie. Le déflecteur est en coupelle qui présente une base annulaire tronconique 20A fixée par soudure audit tronçon. La coupelle a aussi un col annulaire 20S qui est saillant en s'étendant vers la tubulure de sortie 16. Une rupture de pente avec resserrement d'angle est présente entre la base 20A et le col 20S dans le déflecteur. [0022] Dans le troisième mode de réalisation tel que représenté à la figure 5, en variante proche du deuxième mode de réalisation, le déflecteur de dispositif de déviation 20 est venu de matière avec la paroi déterminant le tronçon de jonction et adjacente au raccordement avec la tubulure de sortie. [0023] De manière générale, le déflecteur est saillant vers la tubulure de sortie à une rupture de pente d'orientation de la paroi externe de la tubulure de sortie au regard de l'orientation du tronçon de jonction. Le déflecteur est saillant sur une distance de l'ordre de 5% à 20% du diamètre interne de la tubulure de sortie. Le déflecteur est incliné par rapport à l'axe du filtre à particule et de la tubulure de sortie, l'inclinaison étant d'amont vers l'aval et vers le centre de la tubulure. [0024] En variante, le déflecteur est une coupelle tronconique ajustée à force dans la paroi déterminant le tronçon de jonction et adjacente au raccordement avec la tubulure de sortie. [0025] Avantageusement, le déflecteur juste en amont de l'entrée de la tubulure de sortie recevant le capteur de particule est un dispositif simple pour fiabiliser la mesure du capteur même en cas de fissure dans le filtre à particules, au bénéfice du bon fonctionnement du véhicule pour polluer le moins possible. REVENDICATIONS1. Système d'échappement (10) pour moteur à combustion interne (11) de véhicule automobile, comprenant un filtre à particules (14), une tubulure de sortie (16) du filtre à particules, un capteur de particules (18) en aval dudit filtre et un dispositif de déviation (20) du flux de gaz d'échappement circulant en amont du capteur (18), caractérisé en ce que la section transversale du filtre à particules (14) est supérieure à la section transversale de la tubulure de sortie (16) de sorte qu'un tronçon de jonction (28) des parois externes du filtre (14) et de la tubulure (16) détermine un étrangement et caractérisé en ce qu'au raccordement de ce tronçon (28) et de la tubulure (16) est situé le dispositif de déviation (20) qui comprend un déflecteur saillant vers le centre de ladite tubulure de manière à guider les particules vers ce centre auquel est situé le capteur de particules. 2. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le déflecteur (20) est saillant vers la tubulure de sortie (16) à une rupture de pente d'orientation de la paroi externe de ladite tubulure de sortie au regard de l'orientation du tronçon de jonction. 3. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le déflecteur (20) est fixe. 4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le déflecteur (20) est venu de matière avec la paroi déterminant le tronçon de jonction (28) et adjacente au raccordement avec la tubulure de sortie (16). 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le déflecteur (20) est une coupelle tronconique ajustée à force dans la paroi déterminant le tronçon de jonction (28) et adjacente au raccordement avec la tubulure de sortie (16). 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le déflecteur (20) est soudé au raccordement du tronçon de jonction (28) et de la tubulure de sortie (16). 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le déflecteur (20) est annulaire. 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur de particules (18) comprend une partie de mesure au centre de la tubulure de sortie (16), en aval du déflecteur (20). 9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le déflecteur (20) est incliné par rapport à l'axe du filtre à particule (14) et de la tubulure de sortie (16), l'inclinaison étant d'amont vers l'aval et vers le centre de la tubulure. 10. Véhicule automobile comportant un moteur thermique (11) dont le système d'échappement (10) comprend un filtre à particules (14), une tubulure de sortie (16) du filtre à particules, un capteur de particules (18) en aval dudit filtre et un dispositif de déviation (20) du flux de gaz d'échappement circulant en amont du capteur (18), caractérisé en ce que le système d'échappement (10) est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes de manière à guider les particules de gaz d'échappement du moteur vers le centre de ladite tubulure auquel est situé ledit capteur de particules.15