Brevet FR3118099A1 — publié le 20220624

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE HÉLICOÏDAL INTÉGRÉ ET CAPTEUR DE TEMPÉRATURE L’invention concerne un dispositif de chauffage (40) pour un système d’échappement (10) de véhicule comprenant un boîtier (62) définissant une chambre de fluide (64), et le boîtier (62) a une entrée de fluide (66), conçue pour recevoir du fluide provenant d’une alimentation en fluide (34), et une sortie de fluide (68). Un corps hélicoïdal (70) est positionné à l’intérieur de la chambre de fluide (64) et un dispositif de chauffage (40) est intégré dans le corps hélicoïdal (70) pour chauffer le fluide fourni par l’alimentation en fluide (34) de sorte que le fluide chauffé peut être injecté dans un composant d’échappement du véhicule (50) par l’intermédiaire de la sortie de fluide (68). Au moins un capteur (74) est intégré dans le corps hélicoïdal (70) pour mesurer une caractéristique du fluide. Figure pour l'abrégé : Figure 3 DISPOSITIF DE CHAUFFAGE HÉLICOÏDAL INTÉGRÉ ET CAPTEUR DE TEMPÉRATURE ARRIÈRE-PLAN Un système d’échappement comprend des composants catalytiques pour réduire les émissions. Le système d’échappement comprend un système d’injection qui injecte un fluide d’échappement diesel (FED), ou un agent réducteur tel qu’une solution d’urée et d’eau par exemple, en amont d’un catalyseur de réduction catalytique sélective (SCR) qui est utilisé pour réduire les émissions de NOx. Le système d’injection comprend un doseur qui pulvérise le fluide dans le flux d’échappement par l’intermédiaire d’une soupape d’injection. Afin d’obtenir des conditions de fonctionnement optimales, le FED doit être chauffé rapidement et efficacement à une température prescrite. RÉSUMÉ Dans un exemple de mode de réalisation, un dispositif de chauffage pour un système d’échappement de véhicule comprend, entre autres choses, un boîtier définissant une chambre de fluide, le boîtier ayant une entrée de fluide, conçue pour recevoir du fluide provenant d’une alimentation en fluide, et une sortie de fluide. Un corps hélicoïdal est positionné à l’intérieur de la chambre de fluide et un dispositif de chauffage est intégré dans le corps hélicoïdal pour chauffer le fluide fourni par l’alimentation en fluide de sorte que le fluide chauffé peut être injecté dans un composant d’échappement du véhicule par l’intermédiaire de la sortie de fluide. Au moins un capteur est intégré dans le corps hélicoïdal pour mesurer une caractéristique du fluide. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, l’au moins un capteur comprend un capteur de température intégré dans le corps hélicoïdal. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, le capteur de température comprend une première partie qui est incorporée dans le corps hélicoïdal et une deuxième partie qui s’étend vers l’extérieur du corps hélicoïdal et qui est exposée au fluide. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, le capteur de température comprend une thermistance, un détecteur de température de résistance, un thermocouple ou un autre dispositif de détection de la température. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, un dispositif de commande commande le dispositif de chauffage pour chauffer le fluide à une température prédéterminée. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, le capteur de température comprend une boucle de rétroaction vers le dispositif de commande. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, le corps hélicoïdal comprend un corps central cylindrique définissant un axe central et une partie de corps en spirale qui s’enroule en spirale autour du corps central cylindrique sur une longueur du corps central cylindrique depuis une première extrémité du corps central cylindrique jusqu’à une deuxième extrémité du corps central cylindrique. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, la chambre de fluide est définie par une surface de paroi périphérique intérieure du boîtier, et une surface la plus à l’extérieur de la partie de corps en spirale est en contact direct avec la surface de paroi périphérique intérieure. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, la partie de corps en spirale prévoit des zones ouvertes entre des spirales adjacentes de sorte que les zones ouvertes sont espacées axialement les unes des autres depuis la première extrémité du corps central cylindrique jusqu’à la deuxième extrémité. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, la chambre de fluide comprend une première paroi d’extrémité avec au moins un premier orifice qui comprend l’entrée de fluide et une deuxième paroi d’extrémité avec un second orifice qui comprend la sortie de fluide, et la surface de paroi périphérique intérieure s’étend entre les première et deuxième parois d’extrémité, et comprend au moins une soupape associée à l’entrée de fluide ou à la sortie de fluide. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, l’au moins une soupape comprend une première soupape associée à l’entrée de fluide et une deuxième soupape associée à la sortie de fluide. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, le dispositif de chauffage comprend un élément chauffant qui est incorporé dans la partie de corps en spirale et s’enroule en spirale autour du corps central cylindrique depuis la première extrémité jusqu’à la deuxième extrémité de sorte qu’un courant électrique qui traverse l’élément chauffant chauffe le corps hélicoïdal sur toute la longueur du corps hélicoïdal. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, le corps hélicoïdal est constitué de céramique, d’acier inoxydable ou de matériau à haute température. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, le fluide comprend du FED et le composant d’échappement du véhicule définit un trajet d’écoulement des gaz d’échappement qui reçoit les gaz d’échappement d’un moteur, et le FED est chauffé à l’intérieur de la chambre de fluide à une température souhaitée et est injecté dans le trajet d’écoulement des gaz d’échappement. Dans un autre exemple de mode de réalisation, un système d’échappement de véhicule comprend, entre autres choses, un composant d’échappement définissant un trajet d’écoulement des gaz d’échappement qui reçoit les gaz d’échappement d’un moteur, un doseur conçu pour recevoir du FED provenant d’une alimentation en fluide et pour injecter du FED dans le trajet d’écoulement des gaz d’échappement, et un dispositif de chauffage conçu pour chauffer le FED avant l’injection du FED dans le trajet d’écoulement des gaz d’échappement. Le dispositif de chauffage comprend un boîtier définissant une chambre de fluide, le boîtier ayant une entrée de fluide, conçue pour recevoir le FED provenant de l’alimentation en fluide, et une sortie de fluide. Un corps hélicoïdal est positionné à l’intérieur de la chambre de fluide. Un élément chauffant est intégré dans le corps hélicoïdal pour chauffer le FED fourni par l’alimentation en fluide de sorte que le FED chauffé peut être injecté dans le composant d’échappement par l’intermédiaire de la sortie de fluide. Au moins un capteur de température est intégré dans le corps hélicoïdal pour mesurer une température du FED, et un dispositif de commande commande le dispositif de chauffage sur la base d’une rétroaction provenant du capteur de température pour chauffer le FED à une température prédéterminée. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, le corps hélicoïdal comprend un corps central cylindrique définissant un axe central et une partie de corps en spirale qui s’enroule en spirale autour du corps central cylindrique sur une longueur du corps central cylindrique depuis une première extrémité du corps central cylindrique jusqu’à une deuxième extrémité du corps central cylindrique, la chambre de fluide est définie par une surface de paroi périphérique intérieure du boîtier, et une surface la plus à l’extérieur de la partie de corps en spirale est en contact direct avec la surface de paroi périphérique intérieure. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, la partie de corps en spirale prévoit des zones ouvertes entre des spirales adjacentes de sorte que les zones ouvertes sont espacées axialement les unes des autres le long du corps central cylindrique depuis la première extrémité du corps central cylindrique jusqu’à la deuxième extrémité. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, la chambre de fluide comprend une première paroi d’extrémité avec au moins un premier orifice qui comprend l’entrée de fluide et une deuxième paroi d’extrémité avec un second orifice qui comprend la sortie de fluide, et la surface de paroi périphérique intérieure s’étend entre les première et deuxième parois d’extrémité, et comprend au moins une soupape associée à l’entrée de fluide ou à la sortie de fluide. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, l’élément chauffant est incorporé dans la partie de corps en spirale et s’enroule en spirale autour du corps central cylindrique depuis la première extrémité jusqu’à la deuxième extrémité de sorte qu’un courant électrique qui traverse l’élément chauffant chauffe le corps hélicoïdal sur toute la longueur du corps hélicoïdal. Dans un autre mode de réalisation de ce qui précède, le capteur de température comprend une première partie qui est incorporée dans le corps hélicoïdal et une deuxième partie qui s’étend vers l’extérieur du corps hélicoïdal et qui est exposée au FED. Ces caractéristiques et d’autres caractéristiques de la présente demande seront mieux comprises à la lecture de la description et des dessins suivants, dont voici une brève description. La illustre de manière simplifiée un exemple de système d’échappement avec un système d’injection conformément à la description de l’objet. La est une vue simplifiée de l’écoulement du fluide à l’intérieur du système d’injection de la . La est une vue latérale en coupe d’un dispositif de chauffage tel qu’utilisé dans le système d’injection de la . La est une vue en perspective d’un corps hélicoïdal du dispositif de chauffage de la . La est une vue en coupe du corps hélicoïdal de la . Dispositif de chauffage (40) pour un système d’échappement (10) de véhicule comprenant : un boîtier (62) définissant une chambre de fluide (64), le boîtier (62) ayant une entrée de fluide (66), conçue pour recevoir un fluide provenant d’une alimentation en fluide (34), et une sortie de fluide (68) ; un corps hélicoïdal (70) positionné à l’intérieur de la chambre de fluide (64) ; un dispositif de chauffage (40) intégré dans le corps hélicoïdal (70) pour chauffer le fluide fourni par l’alimentation en fluide (34) de sorte que le fluide chauffé peut être injecté dans un composant d’échappement du véhicule (50) par l’intermédiaire de la sortie de fluide (68) ; et au moins un capteur (74) intégré dans le corps hélicoïdal (70) pour mesurer une caractéristique du fluide. Dispositif de chauffage selon la revendication 1, dans lequel l’au moins un capteur (74) comprend un capteur de température intégré dans le corps hélicoïdal (70). Dispositif de chauffage selon la revendication 2, dans lequel le capteur de température comprend une première partie (76) qui est incorporée dans le corps hélicoïdal (70) et une deuxième partie (78) qui s’étend vers l’extérieur du corps hélicoïdal (70) et qui est exposée au fluide. Dispositif de chauffage selon la revendication 3, dans lequel le capteur de température comprend une thermistance, un détecteur de température de résistance, un thermocouple ou un autre dispositif de détection de la température. Dispositif de chauffage selon la revendication 3, comprenant un dispositif de commande (38) qui commande au dispositif de chauffage (40) de chauffer le fluide à une température prédéterminée. Dispositif de chauffage selon la revendication 5, dans lequel le capteur de température comprend une boucle de rétroaction vers le dispositif de commande (38). Dispositif de chauffage selon la revendication 1, dans lequel le corps hélicoïdal (70) comprend un corps central cylindrique (82) définissant un axe central et une partie de corps en spirale (84) qui s’enroule en spirale autour du corps central cylindrique (82) sur une longueur du corps central cylindrique (82) depuis une première extrémité (86) du corps central cylindrique (82) jusqu’à une deuxième extrémité (88) du corps central cylindrique (82). Dispositif de chauffage selon la revendication 7, dans lequel la chambre de fluide (64) est définie par une surface de paroi périphérique intérieure (90) du boîtier (62), et dans lequel une surface la plus à l’extérieur de la partie de corps en spirale (84) est en contact direct avec la surface de paroi périphérique intérieure (90). Dispositif de chauffage selon la revendication 8, dans lequel la partie de corps en spirale (84) prévoit des zones ouvertes (104) entre des spirales adjacentes de sorte que les zones ouvertes (104) sont espacées axialement les unes des autres depuis la première extrémité (86) du corps central cylindrique (82) jusqu’à la deuxième extrémité (88). Dispositif de chauffage selon la revendication 9, dans lequel la chambre de fluide (64) comprend une première paroi d’extrémité (96) avec au moins un premier orifice (98) qui comprend l’entrée de fluide (66) et une deuxième paroi d’extrémité (100) avec un second orifice (102) qui comprend la sortie de fluide (68), et dans lequel la surface de paroi périphérique intérieure (90) s’étend entre les première et deuxième parois d’extrémité (96, 100), et comprenant au moins une soupape associée à l’entrée de fluide (66) ou à la sortie de fluide (68). Dispositif de chauffage selon la revendication 10, dans lequel l’au moins une soupape comprend une première soupape (58) associée à l’entrée de fluide (66) et une deuxième soupape (60) associée à la sortie de fluide (68). Dispositif de chauffage selon la revendication 7, dans lequel le dispositif de chauffage (40) comprend un élément chauffant (72) qui est incorporé dans la partie de corps en spirale (84) et s’enroule en spirale autour du corps central cylindrique (82) depuis la première extrémité (86) jusqu’à la deuxième extrémité (88) de sorte qu’un courant électrique qui traverse l’élément chauffant (72) chauffe le corps hélicoïdal (70) sur toute la longueur du corps hélicoïdal (70). Dispositif de chauffage selon la revendication 12, dans lequel le corps hélicoïdal (70) est constitué de céramique, d’acier inoxydable ou de matériau à haute température. Dispositif de chauffage selon la revendication 1, dans lequel le fluide comprend du FED et dans lequel le composant d’échappement (50) du véhicule définit un trajet d’écoulement des gaz d’échappement qui reçoit les gaz d’échappement d’un moteur, et dans lequel le FED est chauffé à l’intérieur de la chambre de fluide (64) à une température souhaitée et est injecté dans le trajet d’écoulement des gaz d’échappement. Système d’échappement (10) de véhicule comprenant : un composant d’échappement (50) définissant un trajet d’écoulement des gaz d’échappement qui reçoit les gaz d’échappement d’un moteur ; un doseur (36) conçu pour recevoir du FED provenant d’une alimentation en fluide (34) et pour injecter du FED dans le trajet d’écoulement des gaz d’échappement ; un dispositif de chauffage (40) conçu pour chauffer le FED avant l’injection du FED dans le trajet d’écoulement des gaz d’échappement, le dispositif de chauffage (40) comprenant un boîtier (62) définissant une chambre de fluide (64), le boîtier (62) ayant une entrée de fluide (66), conçue pour recevoir le FED provenant de l’alimentation en fluide (34), et une sortie de fluide (68), un corps hélicoïdal (70) positionné à l’intérieur de la chambre de fluide (64), un élément chauffant (72) intégré dans le corps hélicoïdal (70) pour chauffer le FED fourni par l’alimentation en fluide de sorte que le FED chauffé peut être injecté dans le composant d’échappement (50) par l’intermédiaire de la sortie de fluide (68), et au moins un capteur de température (74) intégré dans le corps hélicoïdal (70) pour mesurer une température du FED, et un dispositif de commande (38) pour commander le dispositif de chauffage (40) sur la base d’une rétroaction provenant du capteur de température (74) pour chauffer le FED à une température prédéterminée. Système d’échappement de véhicule selon la revendication 15, dans lequel le corps hélicoïdal (70) comprend un corps central cylindrique (82) définissant un axe central et une partie de corps en spirale (84) qui s’enroule en spirale autour du corps central cylindrique (82) sur une longueur du corps central cylindrique (82) depuis une première extrémité (86) du corps central cylindrique (82) jusqu’à une deuxième extrémité (88) du corps central cylindrique (82, la chambre de fluide (64) est définie par une surface de paroi périphérique intérieure (90) du boîtier (62), et une surface la plus à l’extérieur de la partie de corps en spirale (84) en contact direct avec la surface de paroi périphérique intérieure (90). Système d’échappement de véhicule selon la revendication 16, dans lequel la partie de corps en spirale (84) prévoit des zones ouvertes (104) entre des spirales adjacentes de sorte que les zones ouvertes (104) sont espacées axialement les unes des autres le long du corps central cylindrique (82) depuis la première extrémité (86) du corps central cylindrique (82) jusqu’à la deuxième extrémité (88). Système d’échappement de véhicule selon la revendication 17, dans lequel la chambre de fluide (64) comprend une première paroi d’extrémité (96) avec au moins un premier orifice (98) qui comprend l’entrée de fluide (66) et une deuxième paroi d’extrémité (100) avec un second orifice (102) qui comprend la sortie de fluide (68), et dans lequel la surface de paroi périphérique intérieure (90) s’étend entre les première et deuxième parois d’extrémité (96, 100), et comprenant au moins une soupape associée à l’entrée de fluide (66) ou à la sortie de fluide (68). Système d’échappement de véhicule selon la revendication 17, dans lequel l’élément chauffant (72) est incorporé dans la partie de corps en spirale (84) et s’enroule en spirale autour du corps central cylindrique (82) depuis la première extrémité (86) jusqu’à la deuxième extrémité (88) de sorte qu’un courant électrique qui traverse l’élément chauffant (72) chauffe le corps hélicoïdal (70) sur toute la longueur du corps hélicoïdal (70). Système d’échappement de véhicule selon la revendication 19, dans lequel le capteur de température (74) comprend une première partie (76) qui est incorporée dans le corps hélicoïdal (70) et une deuxième partie (78) qui s’étend vers l’extérieur du corps hélicoïdal (70) et qui est exposée au FED.