Brevet FR3114125A1 — publié le 20220318

La présente concerne un ensemble (1) comprenant un moteur (2), une ligne (3) d’admission d’air reliée au moteur, une ligne (4) d’échappement de gaz reliée au moteur (2) et comprenant un organe (6) de dépollution de ces gaz, un turbocompresseur (9) comprenant une partie (10) compresseur disposée dans la ligne (3) d’admission et une partie (11) détente disposée dans la ligne (4) d’échappement en amont de l’organe (6) de dépollution, un dispositif (12) pour injecter de l’air dans la ligne (4) d’échappement, caractérisé en que ce dispositif (12) d’injection air est connecté à la ligne (4) d’échappement au niveau de la partie (11) détente du turbocompresseur (9). Figure 1 MOTEUR A INJECTION D’AIR A L’ECHAPPEMENT L’invention est du domaine de la dépollution des moteurs thermiques. L’invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, avec les moteurs à combustion interne de type essence ou diesel, notamment pour les véhicules thermiques conventionnels et hybrides. Le système de dépollution des gaz d’échappement est basé sur l’utilisation d'un catalyseur dont la configuration varie en fonction de la motorisation. Pour les véhicules équipés d’un moteur thermique de type essence à injection directe, la dépollution est réalisée par un catalyseur, dit trois voies (ou TWC pour "Three Way catalytic Converter" en anglais) et un filtre à particules (ou GPF pour "Gasoline Particulate Filter" en anglais). Pour les véhicules de type diesel, la dépollution est réalisée par une série de catalyseurs, par exemple un catalyseur d’oxydation (DOC pour "Diesel Oxydation Catalist" en anglais) associé à un catalyseur de réduction sélective (SCR pour "Selective Catalytic Reduction" en anglais) et par un filtre à particules. Ces catalyseurs nécessitent d’atteindre et de maintenir une certaine température pour être efficaces. Cette montée en température et / ou le maintien en température de ces catalyseurs peut être problématique lors d’un démarrage à froid du moteur thermique ou dans le cas d’un véhicule hybride lorsque le moteur thermique est coupé pendant de fonctionnement en mode électrique. En effet, dans le premier cas la température des gaz d’échappement peut être trop faible et dans le second cas le débit de gaz étant nul le chauffage par les gaz ne se fait plus. Une solution consiste à utiliser ses catalyseurs munis d'un élément chauffant permettent de réchauffer les gaz échappement qui eux-mêmes permettront d’augmenter la température des catalyseurs lorsque le moteur est en fonctionnement. Cependant le problème perdure lorsque le moteur thermique est à l’arrêt. Afin d’aider ces catalyseurs à atteindre la température d’amorçage et/ ou maintenir leur température lorsque le moteur thermique est à l’arrêt il peut être prévu des systèmes d'injection d'air qui comprennent une pompe permettant de propulser de l'air vers le circuit d'échappement, en entrée amont du catalyseur, à l’exemple du document FR3068388A1. Cependant cette injection d’air en entrée amont du catalyseur pose un problème d’homogénéité d’arrosage en air du pain du catalyseur et donc de chauffage de ce dernier. L’invention vise à résoudre ce problème. Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention un ensemble comprenant : - un moteur, - une ligne d’admission d’air reliée au moteur, - une ligne d’échappement de gaz reliée au moteur et comprenant un organe de dépollution de ces gaz, - un turbocompresseur comprenant une partie compresseur disposée dans la ligne d’admission et une partie détente disposée dans la ligne d’échappement en amont de l’organe de dépollution, - un dispositif pour injecter de l’air dans la ligne d’échappement, caractérisé en que ce dispositif d’injection air est connecté à la ligne d’échappement au niveau de la partie détente du turbocompresseur. L’effet technique est d’injecter de l’air plus en amont de l’organe de dépollution et de favoriser ainsi une diffusion plus homogène de cet air à l’entrée de cet organe de dépollution. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons : Selon une réalisation, la partie détente du turbocompresseur comprend une volute de détente à laquelle est fixée une conduite du dispositif d’injection d’air. Selon une réalisation, la volute comprend un bossage comportant des moyens de fixation de la conduite. Selon une réalisation, le bossage et la volute sont venus de matière. Selon une réalisation, l’organe de dépollution est un catalyseur. Selon une réalisation, l’organe de dépollution comprend un cône d’entrée des gaz. L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comprend un ensemble selon l’une quelconque des variantes précédemment décrites. D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : : La figure 1 représente schématiquement un ensemble moteur de l’invention. : La figure 2 représente un mode de réalisation selon l’invention de connexion de la conduite d’injection d’air à la turbine de turbocompresseur. La figure 1 représente un ensemble moteur 1 comprenant un moteur thermique 2. Le moteur thermique peut être un moteur à combustion interne de type essence ou Diesel. Un tel ensemble moteur peut équiper un véhicule automobile conventionnel dont la traction est assurée par un moteur thermique seulement ou un véhicule automobile hybride, dont la traction est assurée par un moteur thermique et un moteur électrique. Le moteur 2 thermique est relié à une ligne 3 d’admission et à une ligne 4 d’échappement. La ligne 3 d’admission peut comprendre divers éléments dont par exemple un filtre 5 à air. La ligne 4 d’échappement comprend au moins un organe 6 de dépollution des gaz d’échappement, dans le cas présent un catalyseur tel que par exemple un catalyseur de réduction sélective ou catalyseur trois-voies. Ce catalyseur 6 comprend un pain 7 catalytique au sein duquel s’opère la réaction catalytique de dépollution. Afin de favoriser l’entrée des gaz et leur répartition homogène à l’entrée du pain catalytique, un cône 8 d’entrée peut être prévu. L’ensemble 1 comprend encore un turbocompresseur 9. Ce turbocompresseur 9 comprend une partie 10 compresseur disposée dans la ligne 3 d’admission et une partie 11 détente des gaz disposée dans la ligne 4 d’échappement. La partie 11 détente est disposée en amont de l’organe 6 de dépollution, l’amont et l’aval étant définis dans la ligne 4 d’échappement relativement au sens d’écoulement des gaz d’échappement. La partie turbine est disposée dans la ligne 4 d’échappement directement en sortie du moteur 2. L’ensemble comprend encore un dispositif d’injection d’air 12. Ce dispositif 12 d’injection d’air comprend une pompe 13 à air. La pompe 13 à air est reliée à la ligne 3 d’admission, par un piquage 15 situé en aval de la partie 10 compresseur, l’amont et l’aval étant définis dans la ligne 3 d’admission au sens d’écoulement de l’air. La pompe à air est connectée à une électrovanne 14 qui elle-même est connectée à la partie 11 détente du turbocompresseur 9, via un piquage 17 au niveau de cette partie 11 détente. Une conduite 16 assure la liaison fluidique entre l’électrovanne 14 et la partie 11 détente du turbocompresseur 9. La figure 2 présente plus en détail un mode de réalisation de l’invention. Sur la figure 2 on retrouve représenté la partie 11 détente du turbocompresseur. Cette partie 11 comporte un carter 11a présentant une entrée 11b de gaz d’échappement et une sortie 11c des gaz d’échappement. Une turbine de détente, non représentée, est disposée dans le carter 11a. Le carter 11a forme également une volute 11d débouchant sur la sortie 11c de gaz d’échappement. Comme représenté sur la figure 2, la conduite 16 qui amène l’air à injecter dans la ligne 4 d’échappement est connectée à la partie 11 détente au niveau de sa volute 11d. En injectant l’air au niveau de la volute 11d, cet air suit le même trajet que celui des gaz d’échappement et arrive de manière plus homogène sur le pain catalytique. Afin de permettre la connexion de la conduite 16 qui amène l’air dans la volute 11d, il est prévu un bossage 11e sur la volute 11d dans lequel est aménagé des moyens de fixation. Dans le cas présent, les moyens de fixation comprennent un taraudage dans lequel vient se visser un embout 16a disposé à l’extrémité de la conduite 16. Afin de simplifier la conception, on peut prévoir que le bossage 11e et la volute 11d soient venues de matière. Grâce à l’invention, la ligne injection d’air est plus courte, l’air injecté est diffusé de manière plus homogène dans l’organe de dépollution. On profite ainsi de la volute et du cône en amont du catalyseur conçus pour un arrosage optimum du pain du catalyseur. Ensemble (1) comprenant : - un moteur (2), - une ligne (3) d’admission d’air reliée au moteur, - une ligne (4) d’échappement de gaz reliée au moteur (2) et comprenant un organe (6) de dépollution de ces gaz, - un turbocompresseur (9) comprenant une partie (10) compresseur disposée dans la ligne (3) d’admission et une partie (11) détente disposée dans la ligne (4) d’échappement en amont de l’organe (6) de dépollution, - un dispositif (12) pour injecter de l’air dans la ligne (4) d’échappement, caractérisé en que ce dispositif (12) d’injection air est connecté à la ligne (4) d’échappement au niveau de la partie (11) détente du turbocompresseur (9). Ensemble (1) moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie (11) détente du turbocompresseur (9) comprend une volute (11d) de détente à laquelle est fixée une conduite (16) du dispositif (12) d’injection d’air. Ensemble (1) moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la volute (11d) comprend un bossage (11e) comportant des moyens de fixation de la conduite (16). Ensemble (1) moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce le bossage (11e) et la volute (11d) sont venus de matière. Ensemble (1) moteur selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe (6) de dépollution est un catalyseur. Ensemble (1) moteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’organe de dépollution (6) comprend un cône (8) d’entrée des gaz. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comprend un ensemble (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.