Brevet FR3143668A1 — publié le 20240621

Buse pour système d’injection d’agent réducteur La buse (10) comporte une base (12) comprenant un passage central (14), et une tige d’obturation (16), mobile entre une position d’obturation du passage central (14) et une position de libération du passage central (14). Le passage central (14) comporte une cavité (18), délimitée par une paroi interne (20) de forme générale de révolution autour d’un axe central (X), et recevant une tête (22) de la tige d’obturation (16), une zone débouchante (24), et une conduite (26) reliant la cavité (18) et la zone (24), avec un épaulement (28) entre la conduite (26) et la cavité (18), formant un siège pour la tête (22) de la tige (16) en position d’obturation. La base (12) comporte au moins un canal (34) s’étendant entre la cavité (18) et une paroi extérieure (30) de la base, chaque canal (34) s’étendant sensiblement tangentiellement à la paroi interne (20) de la cavité (18). Figure pour l'abrégé : Figure 1 Buse pour système d’injection d’agent réducteur La présente invention concerne une buse pour système d’injection d’agent réducteur. Une telle buse est destinée à injecter un agent réducteur dans un flux de gaz d’échappement de moteur à combustion, en vue de réduite les émissions d’oxyde d’azote (NOx). Une injection d’agent réducteur intervient dans le cadre d’un dispositif de réduction catalytique sélective (RCS), dans lequel l’agent réducteur est injecté dans le gaz d’échappement, en amont d’un bloc de catalyseur destiné à réduire la concentration d’oxyde d’azote en présente de l’agent réducteur. L’agent réducteur est par exemple une solution aqueuse d’urée. Il est toutefois à note que l’urée a tendance à se solidifier lors d’exposition à de hautes températures, telles que celles au sein d’une ligne d’échappement de moteur thermique. L’urée solidifiée peut s’accumuler dans la buse d’injection et entrainer des dysfonctionnements, tels qu’un bouchage de la buse d’injection. L’invention a notamment pour but de remédier à cet inconvénient, en fournissant une buse d’injection limitant les risques de bouchage. A cet effet, l’invention a notamment pour objet une buse pour système d’injection d’agent réducteur, comportant une base comprenant un passage central, et une tige d’obturation, mobile entre une position d’obturation du passage central et une position de libération du passage central, caractérisée en ce que : - le passage central comporte une cavité, délimitée par une paroi interne de forme générale de révolution autour d’un axe central, et recevant une tête de la tige d’obturation, une zone débouchante, et une conduite reliant les première et seconde cavités, avec un épaulement entre la conduite et la cavité, formant un siège pour la tête de la tige en position d’obturation, - la base comporte au moins un canal s’étendant entre la cavité et une paroi extérieure de la base, chaque canal s’étendant sensiblement tangentiellement à la paroi interne de la cavité. Lorsque la tige est en position de libération, l’agent réducteur se déverse depuis un réservoir équipé de la buse d’injection, en passant par les canaux, la cavité, la conduite et la zone. Du fait de l’agencement des canaux, tangentiellement à la cavité, l’agent réducteur arrive dans la cavité avec un mouvement de rotation autour de l’axe central, créant ainsi un vortex. Le vortex permet de limiter les dépôts d’agent réducteur dans la buse. Une buse d’injection selon l’invention peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables. - La base présente une forme générale de révolution autour de l’axe central, et le passage central s’étend le long de l’axe central. - La tige d’obturation s’étend le long de l’axe central, et elle est mobile le long de cet axe central entre ses positions d’obturation et de libération. - La tige d’obturation présente un diamètre sensiblement égal au diamètre de la première paroi interne. - L’épaulement est évasé, et la tige présente une tête de forme arrondie, par exemple sphérique, dont le diamètre est plus petit qu’une embouchure de l’épaulement, mais plus grand que le diamètre de la conduite centrale. - La buse comprend deux canaux, parallèles entre eux. - Chaque canal débouche dans la cavité par une embouchure. - La buse comporte un corps cylindrique et une tête, et présente une concavité entre son corps et sa tête, les canaux débouchant sur cette concavité lorsque la tige est en position ouverte. - La paroi présente une forme générale cylindrique L’invention concerne également une ligne d’échappement de moteur thermique, notamment de véhicule automobile, caractérisée en ce qu’elle comporte une buse telle que définie précédemment. Différents aspects et avantages de l’invention seront mis en lumière dans la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux figures annexées, parmi lesquelles : La est une vue en coupe longitudinale d’une buse d’injection selon un exemple de mode de réalisation de l’invention. La est une vue en coupe transversale d’une base de la buse d’injection de la . On a représenté, sur la , une buse d’injection 10 selon un exemple de mode de réalisation de l’invention. La buse d’injection 10 est destinée à équiper un dispositif d’injection d’agent réducteur, dans une ligne d’échappement de moteur thermique. Le dispositif d’injection comporte, de manière classique, un réservoir d’agent réducteur (non représenté), et des moyens d’actionnement de la buse d’injection 10. La buse 10 comporte une base 12 comprenant un passage central 14. La base 12 présente une forme générale de révolution autour d’un axe central X. Le passage central 14 s’étend le long de l’axe central, et il est destiné à faire communiquer le réservoir d’agent réducteur avec une zone d’injection d’agent réducteur de la ligne d’échappement. La buse comporte également une tige d’obturation 16, mobile entre une position d’obturation du passage central 14 et une position de libération du passage central 14. En d’autres termes, en position d’obturation, l’agent réducteur ne peut pas être pulvérisé vers ladite zone d’injection. En position de libération, l’agent réducteur peut passer depuis le réservoir vers la zone d’injection, à travers le passage central 14. La tige d’obturation 16 s’étend le long de l’axe central X, et elle est mobile le long de cet axe central X. La tige d’obturation 16 est actionnée par lesdits moyens d’actionnement, de manière connue en soi. Le passage central 14 est formé de plusieurs parties communiquant entre elles, alignées le long de l’axe central X. Tout d’abord, le passage central 14 comporte une cavité 18, délimitée par une première paroi interne 20 de forme générale de révolution autour de l’axe central X. Cette cavité 18 est ménagée à une première extrémité de la base 12. La tige d’obturation 16 est en partie reçue dans la cavité 18, et plus particulièrement une extrémité de cette tige d’obturation 16, comprenant une tête de tige 22. Avantageusement, le diamètre de la tige d’obturation 16 est sensiblement égal au diamètre de la première paroi interne 20. Ainsi, l’agent réducteur présent dans la cavité 18 ne fuit pas vers l’extérieur en passant entre la tige 16 et la première paroi interne 20. Le passage central 14 comporte également une zone débouchante 24, agencée à une seconde extrémité de la base 12, opposée à la première extrémité. La zone débouchante 24 présente une seconde paroi interne de forme générale tronconique et de révolution autour de l’axe central X. La cavité 18 et la zone 24 communiquent par une conduite centrale 26, s’étendant le long de l’axe central X. Un épaulement 28 est défini entre la cavité 18 et la conduite centrale 26. Avantageusement, l’épaulement 28 est évasé, et la tête de tige 22 présente une forme arrondie, par exemple sphérique, dont le diamètre est plus petit qu’une embouchure de l’épaulement 28, mais plus grand que le diamètre de la conduite centrale 26. Ainsi, la tête de tige 22 est conformée pour venir en contact de l’embouchure de l’épaulement 28, comme cela est montré sur la , lorsque la tige 16 est en position d’obturation. En revanche, en position de libération, la tête de tige 22 est écartée de l’épaulement 28. Ainsi, la cavité 18 communique avec la zone 24 uniquement lorsque la tige 16 est en position de libération. La base 12 comporte une paroi extérieure 30, par exemple cylindrique, en communication de fluide avec ledit réservoir. La paroi extérieure 30 comporte au moins une ouverture 32 de passage d’agent réducteur, communiquant avec la cavité 18 à travers un canal 34. Dans l’exemple décrit, la base comporte deux canaux 34, mais elle pourrait en variante en comporter davantage. Dans l’exemple de deux canaux 34, ceux-ci sont préférentiellement parallèles entre eux. Chaque canal 34 s’étendant sensiblement tangentiellement à la première paroi interne 20 de la cavité 18. Plus particulièrement, l’extrados du canal 34 est le plus tangent possible à la première paroi interne 20. Ainsi, l’agent réducteur arrivant dans la cavité 18 en provenance de chaque canal 34 suit la première paroi interne 20, ce qui lui applique un mouvement de rotation. Ce mouvement de rotation est accompagné du déplacement de l’agent réducteur vers la zone 24, ce qui implique donc la création d’un vortex. Chaque canal 34 débouche dans la cavité 18 par une embouchure 36. Avantageusement, la tige 16 présente une concavité entre son corps et sa tête 18, les canaux 34 débouchant sur cette concavité lorsque la tige 16 est en position ouverte. En effet, des simulations montrent que la création de vortex est optimale lorsque les canaux débouchant sur une telle concavité, plutôt que sur la tête sphérique. Comme indiqué précédemment, en position de libération, la tête de tige 22 est écartée de l’épaulement 28, autorisant le passage de l’agent réducteur vers la zone 24. Il est à noter que la forme de la base 12 est particulièrement simple à réaliser, ne nécessitant que de simples usinages pour former les cavités, la conduite et les canaux. On notera que l’invention n’est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit, mais pourrait présenter diverses variantes sans sortir du cadre des revendications. Buse (10) pour système d’injection d’agent réducteur, comportant une base (12) comprenant un passage central (14), et une tige d’obturation (16), mobile entre une position d’obturation du passage central (14) et une position de libération du passage central (14), caractérisée en ce que : - le passage central (14) comporte une cavité (18), délimitée par une paroi interne (20) de forme générale de révolution autour d’un axe central (X), et recevant une tête (22) de la tige d’obturation (16), une zone débouchante (24), et une conduite (26) reliant la cavité (18) et la zone (24), avec un épaulement (28) entre la conduite (26) et la cavité (18), formant un siège pour la tête (22) de la tige (16) en position d’obturation, - la base (12) comporte au moins un canal (34) s’étendant entre la cavité (18) et une paroi extérieure (30) de la base, chaque canal (34) s’étendant sensiblement tangentiellement à la paroi interne (20) de la cavité (18). Buse (10) selon la revendication 1, dans laquelle la base (12) présente une forme générale de révolution autour de l’axe central (X), et le passage central (14) s’étend le long de l’axe central (X). Buse (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la tige d’obturation (16) s’étend le long de l’axe central (X), et elle est mobile le long de cet axe central (X) entre ses positions d’obturation et de libération. Buse (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la tige d’obturation (16) présente un diamètre sensiblement égal au diamètre de la première paroi interne (20). Buse (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’épaulement (28) est évasé, et la tige présente une tête (22) de forme arrondie, par exemple sphérique, dont le diamètre est plus petit qu’une embouchure de l’épaulement (28), mais plus grand que le diamètre de la conduite centrale (26). Buse (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant deux canaux (34), parallèles entre eux. Buse (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque canal (34) débouche dans la cavité (18) par une embouchure (36). Buse (10) selon la revendication 7, dans laquelle la tige (16) comporte un corps cylindrique et une tête (18), et présente une concavité entre son corps et sa tête (18), les canaux (34) débouchant sur cette concavité lorsque la tige (16) est en position ouverte. Buse (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la paroi (20) présente une forme générale cylindrique Ligne d’échappement de moteur thermique, notamment de véhicule automobile, caractérisée en ce qu’elle comporte une buse (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes.