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Timestamp: 2018-06-22 15:56:56+00:00
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FR2935434A1 - Exhaust gas recirculation loop for e.g. diesel engine of vehicle, has incandescent particle stop filter placed at outlet of exhaust manifold and/or at inlet of loop, where inlet is connected or integrated to manifold of engine - Google Patents
Exhaust gas recirculation loop for e.g. diesel engine of vehicle, has incandescent particle stop filter placed at outlet of exhaust manifold and/or at inlet of loop, where inlet is connected or integrated to manifold of engine Download PDF
FR2935434A1
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The loop (10) has an inlet (22) connected or integrated to an exhaust manifold (20) of an engine (12). An incandescent particle stop filter (26) is placed at an outlet of the manifold and/or at the inlet of the loop. The filter comprises a catalytic phase including precious metals selected from platinum or palladium and zeolite material. A mesh section of a metallic structure forming the filter ranges between 0.5 square mm and 2.5 square mm.
BOUCLE DE RECIRCULATION DE GAZ D'ECHAPPEMENT [000i ~ La présente invention concerne une boucle de recirculation de gaz d'échappement. RECIRCULATION LOOP EXHAUST GASES [000i ~ The present invention relates to a loop recirculation of exhaust gases. [0002 La combustion de combustible fossile comme le pétrole ou le charbon dans un système de combustion, en particulier le carburant diesel dans un moteur diesel, peut entraîner la production en quantité non négligeable de polluants qui peuvent être déchargés par l'échappement dans l'environnement et y causer des dégâts. [0002 fossil fuel combustion such as oil or coal in a combustion system, in particular diesel fuel in a diesel engine, can result in significant production amount of pollutants that can be discharged through the exhaust in the environment and will cause damage. Parmi ces polluants, l'émission des oxydes d'azote appelés NO, pose un problème puisque ces gaz sont soupçonnés d'être un des facteurs qui contribuent à la formation des pluies acides et à la déforestation. Among these pollutants, the emission of nitrogen oxides NO known, a problem since these gases are believed to be one of the factors that contribute to acid rain and deforestation. [0003 ] Une boucle de recirculation des gaz d'échappement (ou Exhaust gas recirculation EGR en anglais) est un système introduit dans les années 70 qui consiste à rediriger une partie des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne vers l'admission. [0003] A loop exhaust gas recirculation (EGR or Exhaust Gas Recirculation in English) is a system introduced in the 70s which is to redirect a portion of exhaust gases from internal combustion engines to the inlet. Une boucle de recirculation permet de réduire la formation d'oxydes d'azote dans la chambre de combustion. A recirculation loop reduces NOx formation in the combustion chamber. Une boucle de recirculation comporte généralement une vanne qui permet de doser la quantité de gaz d'échappement recirculés qui est réintroduite à l'admission. A recirculation loop generally includes a valve which allows to meter the amount of recirculated exhaust gas which is reintroduced to the intake. La boucle comprend aussi un échangeur dont le rôle est de refroidir les gaz d'échappement recirculés afin d'améliorer l'efficacité de la boucle de recirculation. The loop also comprises a heat exchanger whose function is to cool the recirculated exhaust gas to improve the efficiency of the recirculation loop. [0004 ] L'utilisation d'une boucle de recirculation de gaz d'échappement dans un moteur peut entraîner la formation de dépôts de particules ou de laque dans la boucle de recirculation. [0004] The use of a recirculation loop exhaust gas in an engine can result in the formation of particle deposits or lacquer in the recirculation loop. Un tel encrassement de la boucle peut alors concerner l'ensemble des pièces en aval de la boucle ou touchées par l'écoulement en retour ( back flow en anglais). Such fouling of the loop may then involve all downstream parts of the loop or affected by the return flow (backflow English). Le répartiteur, les conduits de culasse, les soupapes d'admissions, les éventuels capteurs, les doseurs d'air ainsi que les durites ou le by-pass de la ligne d'air amont des gaz d'échappement recirculés font partie des pièces qui peuvent être touchées par l'encrassement de la boucle. The dispatcher, the cylinder head conduits, admission valves, any sensors, air metering as well as hoses or the bypass upstream air line of the recirculated exhaust gas are among the parts that may be affected by fouling of the loop. [0005] Les dépôts au niveau de l'échangeur, la vanne et du répartiteur sont de différentes natures. [0005] Deposits in the junction, the valve and the distributor are of different natures. Ainsi, les dépôts de l'échangeur se forment principalement par thermophorèse c'est-à-dire par attraction sur une paroi froide de particules se déplaçant sous l'action d'un gradient thermique. Thus, deposits of the heat exchanger are formed primarily by thermophoresis that is to say by attraction on a cold wall particles moving under the action of a thermal gradient. Dans la vanne, la diffusionphorèse et la condensation sont les phénomènes prépondérants. In the valve, the diffusionphorèse and condensation are the predominant phenomena. De ce fait, les espèces qui se déposent sur la paroi au niveau de la vanne sont plutôt des hydrocarbures. Thus, species that are deposited on the wall at the valve are rather hydrocarbons. Les composés majoritaires des dépôts dans le répartiteur sont des hydrocarbures comprenant généralement entre 10 et 36 atomes de carbone dans la chaîne carbonée. The major constituents of deposits in the tundish are hydrocarbons usually comprising between 10 and 36 carbon atoms in the carbon chain. De tels hydrocarbures proviennent principalement des hydrocarbures imbrûlés dans la chambre de combustion, du carburant et du thermocisaillement de l'huile moteur. Such hydrocarbons are mainly of unburnt hydrocarbons in the combustion chamber, fuel and engine oil thermocisaillement. En outre, les dépôts varient en fonction de différents paramètres. In addition, the deposits vary according to different parameters. A titre d'illustration, la température des gaz, la température des parois, la vitesse des gaz, la nature du carburant, le type de combustion et la nature de l'huile utilisée sont de paramètres qui influent la nature des dépôts qui peuvent encrasser la boucle de recirculation. As an illustration, the gas temperature, wall temperature, gas velocity, type of fuel, combustion type and nature of the oil used are parameters that affect the nature of the deposits that can foul the recirculation loop. [0006 ] Les dépôts peuvent entraîner que la vanne de la boucle se grippe en position fermée augmentant la quantité de polluants rejetés par le véhicule dans l'atmosphère. [0006] The deposits can cause the valve of the loop influenza closed increasing the amount of pollutants emitted from the vehicle into the atmosphere. La vanne peut aussi se bloquer en position ouverte. The valve can also be blocked in open position. Le moteur peut dans un tel cas ne plus démarrer et la combustion devenir instable. The engine can in such a case no longer start and combustion become unstable. L'efficacité thermique et la perméabilité de l'échangeur de la boucle peuvent être fortement réduites lors d'un encrassement de l'échangeur. Thermal efficiency and permeability of the heat exchanger of the loop can be greatly reduced when a fouling of the exchanger. De plus, les dépôts peuvent s'enflammer au contact d'une particule incandescente. Furthermore, deposits can be ignited by an incandescent particle. Une température de gaz élevée ou un front de flamme provenant de la chambre de combustion sont d'autres mécanismes pouvant conduire à l'inflammation des dépôts. A high gas temperature or a flame front from the combustion chamber are other mechanisms that can lead to inflammation of the deposits. Par exemple, un dépôt dans le répartiteur peut s'enflammer si la température environnante est maintenue pendant quelques minutes à 180°C. For example, deposition in the tundish can ignite if the surrounding temperature is maintained for a few minutes at 180 ° C. Les inflammations de dépôts peuvent conduire à des dysfonctionnements des pièces concernées par les dépôts. deposits inflammation can lead to dysfunction of parts affected by deposits. Il est donc souhaitable d'éviter la formation et l'inflammation des dépôts dans la boucle de recirculation et le répartiteur. It is therefore desirable to avoid the formation of deposits and inflammation in the recirculation loop and the dispatcher. [0007] Il est connu du document US 2008/0041051 un moteur à combustion interne comprenant une voie de gaz d'échappement et un système d'approvisionnement en air pour la combustion de l'air. [0007] It is known from US 2008/0041051 an internal combustion engine including a path of exhaust gas and air supply system for combustion air. Un compresseur d'un turbocompresseur de gaz d'échappement est agencé dans le système d'approvisionnement en air pour la combustion de l'air. A compressor of an exhaust gas turbocharger is arranged in the air supply system for the combustion air. Une turbine du turbocompresseur de gaz d'échappement, un premier filtre à particules, et un papillon de gaz d'échappement réglable sont agencés en série dans une direction en aval dans la voie de gaz d'échappement. A turbine of the exhaust gas turbocharger, a first particulate filter, and an adjustable exhaust throttle valve are arranged in series in a downstream direction in the path of exhaust gas. Une ligne de gaz d'échappement recirculés à basse pression bifurque depuis la voie de gaz d'échappement en aval d'un premier filtre à particules et se décharge dans le système d'approvisionnement en air pour la combustion en amont du compresseur. A line of recirculated exhaust gas at low pressure branches off from the path of the exhaust gas downstream of a first particulate filter and is discharged into the air supply system for combustion upstream of the compressor. Un refroidisseur de gaz d'échappement recirculés, une valve de gaz d'échappement recirculés et un second filtre à particules avec un filtre à maillage d'au moins 50 lm sont agencés dans la ligne à de gaz d'échappement recirculés à basse pression. An exhaust recirculated gas cooler, an exhaust gas valve recirculated and a second particle filter with a filter mesh of at least 50 lm are arranged in the line of recirculated exhaust gas at low pressure. [0008 Il est également connu du document WO-A-2007/136148 un dispositif de purification de gaz d'échappement pour un moteur diesel comprenant une unité catalytique de réduction des oxydes d'azote et une unité de filtre à particules diesel agencées successivement en amont d'un flux de gaz d'échappement. [0008 It is also known from WO-A-2007/136148 an exhaust gas purifying device for a diesel engine comprising a catalytic subunit of reduction of nitrogen oxides and a diesel particulate filter unit arranged in succession upstream of a flow of exhaust gas. Le dispositif comporte en outre un injecteur de carburant diesel disposé à une partie d'extrémité avant de l'unité catalytique de réduction des oxydes d'azote et une ligne de recirculation des gaz d'échappement pour entrer une partie des gaz d'échappement depuis une extrémité arrière de l'unité de filtre à particules diesel à une tubulure d'admission d'un moteur. The device further comprises a diesel fuel injector disposed at a front end portion of the catalyst unit of reduction of nitrogen oxides and a line of exhaust gas recirculation to enter a portion of the exhaust gas from a rear end of the filter unit to a diesel particulate intake manifold of an engine. La ligne de recirculation des gaz d'échappement ne comporte pas de soupape de réglage supplémentaire ou de contrôleur. The line of exhaust gas recirculation has no additional control valve or controller. [0009 ] Mais, les dispositifs précités ne proposent pas de solutions convenables pour obtenir une bonne durabilité du moteur. [0009] However, the above devices do not offer adequate solutions to achieve good engine durability. Il existe donc un besoin pour un dispositif permettant de garantir une bonne durabilité d'un moteur disposant d'une boucle de recirculation de gaz d'échappement sans réduire les performances du moteur. There is therefore a need for a mechanism to ensure durability of an engine with an exhaust gas recirculation loop without reducing engine performance. [0010] Pour cela, l'invention propose une boucle de recirculation de gaz d'échappement comprenant une entrée adaptée à être reliée ou intégrée à un collecteur de moteur, un filtre d'arrêt de particules disposé en sortie du collecteur et/ou à l'entrée de la boucle. [0010] For this, the invention provides an exhaust gas recirculation loop comprising an input adapted to be connected or integrated to an engine manifold, a particle barrier filter placed at the outlet of the manifold and / or the entry of the loop. [0011 ] Dans une variante, le filtre est un filtre d'arrêt de particules incandescentes. [0011] Alternatively, the filter is a choke of incandescent particles. [00121 Dans une variante, le filtre est une structure métallique avec une section de maillage comprise entre 0,5 mm2 et 4 mm2, de préférence entre 0,5 mm2 et 2 mm2. [00121 In one embodiment, the filter is a metallic structure with a mesh section between 0.5 mm2 and 4 mm2, preferably between 0.5 mm2 and 2 mm2. [00131 Dans une variante, le filtre comporte une phase catalytique, comportant de préférence un catalyseur d'oxydation des hydrocarbures. [00131 In one embodiment, the filter comprises a catalytic phase, preferably comprising an oxidation catalyst for hydrocarbons. Avantageusement, la phase catalytique comprend une phase active d'oxydation, la phase active d'oxydation comprenant un ou plusieurs éléments choisis parmi un groupe comprenant les oxydes de métaux de transition, les oxydes de terres rares et les combinaisons d'oxydes de métaux de transition et d'oxydes de terres rares, la charge en phase active d'oxydation dans la phase catalytique étant de préférence comprise entre 100 et 150 g/L. Advantageously, the catalytic phase comprises an active phase oxidation, the oxidation active phase comprising one or more elements selected from a group consisting of transition metal oxides, rare earth oxides and combinations of oxides of metals of transition and rare earth oxides, the load in oxidation active phase in the catalyst phase is preferably between 100 and 150 g / L. [0014] Dans une variante, la phase catalytique comprend en outre au moins un métal précieux, la charge en métal précieux étant comprise entre et 35 et 707g/m3 (1 et 20 g/ft3) Dans une variante, la phase catalytique comprend en outre au moins un métal précieux, le métal précieux étant un élément choisi dans un groupe comprenant le platine, le palladium ou une combinaison des deux. [0014] Alternatively, the catalytic phase further comprises at least one precious metal, the loading of precious metal is between 35 and 707g / m3 (1 and 20 g / ft 3) Alternatively, the catalytic phase comprises further at least one precious metal, the precious metal being one selected from a group consisting of platinum, palladium or a combination of both. Dans une variante, la phase catalytique comprend une combinaison de platine et de palladium, le rapport entre le platine et le palladium étant inférieur à 2. Dans une variante, la phase catalytique comprend en outre un matériau de type zéolithe, la charge en matériau de type zéolithe dans la phase catalytique étant inférieure à 50 g/L. Alternatively, the catalytic phase comprises a combination of platinum and palladium, the ratio between platinum and palladium being less than 2. Alternatively, the catalytic phase further comprises a zeolite material, the filler material Type zeolite in the catalyst phase being less than 50 g / L. [0015] Dans une variante, la boucle comprend une phase catalytique avec une partie comportant phase active d'oxydation, une combinaison de platine et de palladium, des matériaux de type zéolithe telle que : - la charge en phase active d'oxydation dans la phase catalytique est comprise entre 100 et 150 g/L, - la charge en métaux précieux dans la phase catalytique est comprise entre 35 et 353 g/m3 (1 et 10 g/ft3), - le rapport entre le platine et le palladium est inférieur à 1 et - la charge en matériaux de type zéolithe est de 50 g/L. [0015] Alternatively, the loop comprises a catalytic phase with a portion having active phase oxidation, a combination of platinum and palladium, zeolite materials such as: - load oxidation active phase in the catalytic phase is between 100 and 150 g / l, - the load of precious metal in the catalyst phase is between 35 and 353 g / m3 (1 and 10 g / ft3), - the ratio between platinum and palladium is less than 1 and - the charge zeolite material is 50 g / L. [0016 ] Dans une variante, la boucle comprend une phase catalytique avec partie avec une phase active d'oxydation, une combinaison de platine et de palladium, des matériaux de type zéolithe telle que : la charge en phase active d'oxydation dans la phase catalytique est comprise 5 entre 100 et 150 g/L, la charge en métaux précieux dans la phase catalytique est comprise entre 353 et 707 g/m3 (10 et 20 g/ft3), - le rapport entre le platine et le palladium est compris entre 1 et 2 et - la charge en matériaux de type zéolithe est inférieure à 30 g/L. [0016] Alternatively, the loop comprises a catalytic phase with part with an oxidation active phase, a combination of platinum and palladium, zeolite type materials such as: the loading of active phase oxidation in step catalyst is in the range 5 100 to 150 g / L, the precious metal load in the catalytic phase is between 353 and 707 g / m3 (10 and 20 g / ft3), - the ratio between platinum and palladium is between 1 and 2 - the load zeolite materials is less than 30 g / L. 10 [0017 ] Dans une variante, le filtre est constitué de plusieurs filtres. 10 [0017] In one embodiment, the filter consists of several filters. [0018] L'invention a également pour objet un moteur comprenant un collecteur de gaz d'échappement, une la boucle de recirculation de gaz d'échappement telle que définie précédemment, l'entrée de la boucle étant reliée et/ou intégrée au collecteur et le filtre étant en sortie du collecteur et/ou à l'entrée de la boucle. [0018] The invention also relates to an engine comprising an exhaust gas manifold, an exhaust gas recirculation loop as defined above, the entry of the loop being connected and / or integrated in the manifold and the filter being the output of the collector and / or at the inlet of the loop. 15 [0019] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent aux figure 1 et 2, une vue schématique d'un moteur de véhicule; 15 [0019] Other features and advantages of the invention will appear from reading the following detailed description of the invention embodiments, given by way of example only and with reference to the drawings that show 1 2, a schematic view of a vehicle engine; [0020 ] il est proposé une boucle de recirculation de gaz d'échappement 20 comprenant une entrée adaptée à être reliée à un collecteur de moteur. [0020] there is provided a recirculation loop exhaust gas 20 comprising an inlet adapted to be connected to an engine manifold. La boucle comprend en outre un filtre d'arrêt de particules avec ou sans phase catalytique, le filtre étant à l'entrée de la boucle, intégré ou non au collecteur (20). The buckle further comprises a particle barrier filter with or without catalytic phase, the filter being at the entrance of the loop, integrated or not to the manifold (20). [0021 ] La boucle équipée d'un tel dispositif permet d'arrêter les particules susceptibles d'enflammer les dépôts, de limiter les fronts de flammes et d'oxyder les 25 hydrocarbures passant à travers le filtre. [0021] The loop equipped with such a device makes it possible to stop particles capable of igniting deposits, to limit the flame fronts 25 and oxidize the hydrocarbons passing through the filter. L'utilisation d'un filtre d'arrêt de particules évite l'inflammation des dépôts présents dans la boucle ou dans les lignes d'air (conduits, doseurs, répartiteurs, by-pass ...). The use of a particle choke prevents inflammation of deposits in the loop or in the air lines (conduits, feeders, splitters, bypass ...). Le phénomène d'encrassement est limité en assurant une conversion des hydrocarbures. The fouling phenomenon is limited by ensuring hydrocarbon conversion. Cette conversion aux températures collecteur peut être assurée partiellement sans phase catalytique ou de façon optimale par la présence d'une phase catalytique. This conversion to manifold temperatures may be achieved without catalytic phase partially or optimally by the presence of a catalytic phase. Cela permet donc d'améliorer la durabilité du moteur sans impacter les prestations du moteur. This therefore improves engine durability without impacting engine performance. [0022 ] Une telle boucle 10 de recirculation peut être mise en oeuvre dans un moteur 12 de véhicule tel qu'illustré par la figure 1 ou 2. Le moteur 12 peut être tout type de moteur. [0022] Such a loop 10 recirculation can be implemented in a vehicle engine 12 as shown by Figure 1 or 2. The motor 12 may be any type of motor. Le moteur 12 peut en particulier utiliser tout carburant comme l'essence, le Diesel, les biocarburants, le GNV ou le GPL. The motor 12 may in particular use any fuel such as gasoline, diesel, biofuels, CNG or LPG. Le moteur 12 comprend une ou plusieurs chambres 16 de combustion situées entre un répartiteur 18 d'admission et un collecteur 20 d'échappement. The motor 12 comprises one or more chambers 16 of combustion located between a distributor 18 and a intake manifold 20 exhaust. Le répartiteur 18 d'admission reçoit de l'air à introduire dans la chambre 16 de combustion via une ligne d'air 14. Du carburant est également injecté dans la chambre 16 de combustion généralement par une buse d'injection qui n'est pas représentée sur la figure 1. Le collecteur 20 d'échappement reçoit les émissions de gaz produites par la combustion et les dirige vers une ligne d'échappement 21 qui comprend un catalyseur d'échappement non représenté. The dispatcher 18 receives intake air to be introduced into the combustion chamber 16 via an air line 14. Fuel is also injected into the combustion chamber 16 typically by an injection nozzle which is not shown in Figure 1. the manifold 20 receives exhaust gas emissions produced by the combustion and directs them to an exhaust line 21 which comprises a not shown exhaust catalyst. Le catalyseur traite les émissions produites par la combustion avant expulsion vers l'atmosphère extérieure. The catalyst treated emissions produced by the combustion before expelled to the outside atmosphere. Dans le cas particulier du véhicule Diesel, la ligne d'échappement 21 peut être en outre équipée d'un filtre à particules (FAP) placé après le catalyseur. In the particular case of diesel vehicle, the exhaust line 21 may be further equipped with a particulate filter (DPF) positioned downstream of the catalyst. Un tel filtre à particules permet d'éliminer les fines particules contenues dans les gaz d'échappement des moteurs diesel. Such a particulate filter to remove the fine particles contained in the exhaust gas of diesel engines. [0023 ] La moteur 12 comporte une boucle 10 de recirculation des gaz d'échappement (ou Exhaust gas recirculation EGR en anglais). [0023] The motor 12 comprises a loop 10 of exhaust gas recirculation (EGR or Exhaust Gas Recirculation in English). La boucle 10 permet de rediriger une partie des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne vers l'admission. The loop 10 is used to redirect a part of the exhaust gases from internal combustion engines to the inlet. Les émissions de polluants sont réduites en présence de la boucle 10. [0024] La boucle 10 comprend une entrée 22 adaptée à être reliée au collecteur 20. Selon l'exemple de la figure 1, le collecteur 20 comprend quatre branches 32 parallèles menant aux chambres 16, l'entrée 22 étant une cinquième branche parallèle aux quatre branches 32. La boucle 10 comporte en outre un filtre 26 d'arrêt de particules avec une phase catalytique. Pollutant emissions are reduced in the presence of the loop 10. [0024] The inlet 10 comprises a loop 22 adapted to be connected to the collector 20. According to the example of Figure 1, the manifold 20 includes four parallel branches 32 leading to the chambers 16, the inlet 22 being a fifth part of the four parallel branches 32. the loop 10 further comprises a 26 particle choke with a catalytic phase. Le filtre 26 permet de stopper des particules d'origine métallique ou organique. The filter 26 allows to stop particles of metal or organic origin. Le filtre 26 sert aussi de pare-flammes. The filter 26 also serves as a flame arrester.
Le filtre 26 est à l'entrée 22. [0025 ] La boucle 10 permet de limiter l'encrassement des pièces placées en aval du filtre 26. Ainsi, selon l'exemple de la figure 1, la boucle 10 limite l'encrassement d'une vanne 28 qui permet de doser la quantité de gaz d'échappement recirculés introduits à l'admission. The filter 26 is at the entrance 22. [0025] The loop 10 allows to limit the fouling of the parts placed downstream of the filter 26. Thus, in the example of Figure 1, the loop 10 limits fouling of a valve 28 which allows measurement of the amount of recirculated exhaust gases at the intake. On évite de ce fait de positionner la vanne 28 dans un environnement chaud défavorable à la formation de dépôts. thereby avoided to position the valve 28 in an adverse warm environment to deposit formation. L'emploi de la boucle 10 permet ainsi le repositionnement de la vanne 28 dans une position dans laquelle l'environnement est plus froid, comme après l'échangeur 30 par exemple. The use of the loop 10 allows the repositioning of the valve 28 in a position in which the environment is cooler, and after the heat exchanger 30 for example. La durée de vie de la vanne 28 est ainsi accrue. The lifespan of the valve 28 is thus increased. La boucle 10 limite aussi l'encrassement d'un échangeur 30 servant à refroidir les gaz d'échappement recirculés. The loop 10 also limits fouling of a heat exchanger 30 for cooling the recirculated exhaust gas. L'encrassement du répartiteur 18 placé aussi en aval du filtre 26 est aussi diminué. The fouling of the distributor 18 also placed downstream of the filter 26 is also decreased. La boucle 10 réduit aussi les risques d'auto-inflammation des dépôts qui peuvent se former sur les pièces en aval de la boucle 10. Les risques d'endommagement et de fusion de pièces en aval tel le répartiteur 18 par exemple sont aussi diminués. The loop 10 also reduces the risk of self-ignition of deposits which may form on the downstream parts of the loop 10. The risk of damage and downstream parts of fusion such as the distributor 18 for example, are also reduced. La présence de la phase catalytique permet également de limiter la création de dépôts. The presence of the catalytic phase also limits the creation of deposits. La performance de la boucle 10 n'est en outre pas dégradée ce qui permet de mieux respecter la réglementation sur l'émission de pollution, notamment en ce qui concerne les oxydes d'azote (NOx). The performance of the loop 10 is also not degraded thereby increase compliance on the emission pollution, particularly as regards nitrogen oxides (NOx). La boucle 10 permet ainsi d'accroître la durabilité du moteur 12 sans réduire les performances du moteur 12. [0026 ] Le filtre 26 peut notamment être un filtre 26 d'arrêt de particules incandescentes. The loop 10 and 12 can increase engine durability without reducing engine performance 12. [0026] The filter 26 may especially be a filter 26 stop glowing particles. Une particule incandescente est une particule véhiculant de l'énergie après avoir vu une haute température (par exemple une particule provenant du calaminage d'un piston de 1 mm de diamètre et à 550°C). An incandescent particle is a particle conveying energy after seeing a high temperature (e.g. a particle from the scaling of a piston 1 mm in diameter and 550 ° C). Par extension, une particule qui est susceptible de provoquer l'inflammation d'un dépôt d'une paroi est considérée comme une particule incandescente. By extension, a particle that is capable of causing the ignition of a deposition of a wall is regarded as an incandescent particle. La présence d'un filtre 26 d'arrêt de particules incandescentes permet de limiter encore mieux les risques d'inflammation des dépôts sur les parois de la boucle 10 de gaz d'échappement recirculés. The presence of a filter 26 of incandescent particles stop allows better reduce the risk of inflammation of the deposits on the walls of the loop 10 of recirculated exhaust gas. [0027] Le filtre 26 peut être une structure métallique. [0027] The filter 26 may be a metal structure. La structure métallique peut en particulier être un treillis métallique ou une mousse métallique. The metal structure may in particular be a metal mesh or metal foam. L'utilisation d'une structure métallique permet d'éviter la pollution des pièces placées en aval sur la boucle 10. Les risques de grippage de la vanne 28 sont notamment particulièrement réduits. The use of a metal structure avoids pollution of pieces placed downstream of the loop 10. The risk of seizure of the valve 28 include particularly low. La perméabilité de la boucle 10 est ainsi optimisée. The permeability of the loop 10 is thus optimized. En outre, une structure métallique résiste bien aux contraintes thermiques imposées. In addition, a metal structure resistant to thermal stresses imposed. [0028 ] La structure métallique peut comporter entre 100 et 600 cellules par pouce carré. [0028] The metallic structure may comprise between 100 and 600 cells per square inch. Un tel choix permet d'éviter la formation d'une contrepression et tient compte des températures au niveau du filtre 26. De préférence, la structure comprend entre 300 et 600 cellules par pouce carré ce qui entraîne une augmentation de l'efficacité catalytique du filtre 26. [0029 ] Le filtre 26 comporte une section de maillage comprise entre 0,5 mm2 et 4 mm2. Such a choice allows to avoid the formation of a back pressure and reflects the temperature at the filter 26. Preferably, the structure includes between 300 and 600 cells per square inch which causes an increase in catalytic efficiency of the filter 26. [0029] The filter 26 has a mesh section between 0.5 mm2 and 4 mm2. De telles valeurs permettent de ne pas laisser passer les particules incandescentes. Such values ​​are used to not pass the incandescent particles. Le filtre 26 permet ainsi une efficacité de filtration des particules incandescentes qui peut être supérieure à 85%. The filter 26 allows a filtration efficiency of incandescent particles which may be greater than 85%. De plus, la différence de pression générée est faible du fait que le filtre 26 permet une diffusion radiale du flux de gaz d'échappement recirculés passant au travers. In addition, the pressure differential generated is low because the filter 26 allows a radial diffusion of the flow of recirculated exhaust gas passing therethrough. De préférence, afin de limiter le risque de colmatage créé par les températures de l'environnement et le débit des gaz passant au niveau du collecteur 20, la section de maillage est comprise entre 0,5 mm2 et 2 mm2. Preferably, in order to limit the risk of clogging created by temperatures of the environment and the flow rate of gas passing at the collector 20, the mesh section is between 0.5 mm2 and 2 mm2. [0030 ] La phase catalytique peut comprendre un catalyseur d'oxydation d'hydrocarbures. [0030] The catalytic phase may comprise a hydrocarbon oxidation catalyst. L'emploi d'un tel catalyseur permet d'empêcher la formation des dépôts, notamment dans le répartiteur 18 ou la vanne 28. [0031 ] La phase catalytique du filtre 26 peut également comprendre une phase active d'oxydation aussi appelée coating ou wash-coat en anglais. The use of such a catalyst makes it possible to prevent the formation of deposits, particularly in the distributor 18 or the valve 28. [0031] The catalytic phase of the filter 26 may also include an oxidation active phase also called coating or wash -coat English. La phase active d'oxydation permet de favoriser l'oxydation des hydrocarbures. The oxidation active phase can promote the oxidation of hydrocarbons. Cela évite l'encrassement de la boucle 10. Les éléments de la phase active d'oxydation peuvent être des oxydes de métaux de transition ou des oxydes de terres rares. This prevents fouling of the loop 10. The elements of the active phase oxidation may be transition metal oxides or rare earth oxides. A titre d'exemple, l'alumine (AI2O3), la silice (SiO2), l'oxyde de titane (TiO2), la cérine (CeO2), la zircone (ZrO2) ou l'oxyde de lanthane (La2O3) peuvent être utilisés. For example, alumina (Al2O3), silica (SiO2), titanium oxide (TiO2), ceria (CeO2), zirconia (ZrO2) or lanthanum oxide (La2O3) can be used. Tout autre oxyde qui présente des propriétés en catalyse d'oxydation est aussi susceptible d'être employé dans la composition de la phase active d'oxydation. Any other oxide which exhibits in oxidation catalysis properties is also likely to be employed in the composition of the oxidation active phase. De plus, les oxydes peuvent être mis en oeuvre en combinaison comme par exemple une combinaison de silice avec de l'alumine SiO2/AI2O3 ou un mélange de cérine (CeO2) et de zircone (ZrO2). In addition, the oxides may be used in combination such as a combination of silica with alumina SiO2 / Al2O3 or a mixture of ceria (CeO2) and zirconia (ZrO2). [0032] La charge en phase active d'oxydation dans la phase catalytique peut être comprise entre 50 et 200 g/L. [0032] The load in oxidation active phase in the catalyst phase may be between 50 and 200 g / L. Cela correspond à un compromis entre l'efficacité d'oxydation des hydrocarbures désirée et la contrepression générée par la phase catalytique par réduction du diamètre hydraulique. This corresponds to a compromise between the oxidation efficiency of the desired hydrocarbons and the back pressure generated by the catalytic phase by reducing the hydraulic diameter. [0033] De préférence, la charge en phase active d'oxydation dans la phase catalytique est comprise entre 100 et 150 g/L. [0033] Preferably, the loading of active phase oxidation in the catalytic phase is between 100 and 150 g / L. Cela permet d'obtenir un compromis entre l'oxydation des hydrocarbures et la contrepression engendrée encore meilleur. This provides a compromise between the oxidation of hydrocarbons and even better back pressure generated. [0034] La phase catalytique peut comporter au moins un métal précieux. [0034] The catalytic phase may comprise at least one precious metal. La présence de métaux précieux permet d'augmenter l'efficacité en oxydation de la phase catalytique. The presence of precious metals increases efficiency by oxidation of the catalytic phase. L'encrassement de la boucle 10 de recirculation de gaz d'échappement est ainsi diminué. Fouling of 10 recirculation exhaust gas loop is thus decreased. [0035 ] La charge en métal précieux dans la phase catalytique peut varier de 35 à 7067 g/m3 (1 à 200 g/ft3). [0035] The load of precious metal in the catalyst phase can vary from 35-7067 g / m3 (1 to 200 g / ft3). Cela permet d'obtenir une bonne efficacité d'oxydation des hydrocarbures compte tenu de la température du collecteur 20. [0036 ] De préférence, la charge en métal précieux dans la phase catalytique est comprise entre 35 et 707 g/m3 (1 et 20 g/ft3). This allows to obtain a good oxidation efficiency of hydrocarbon considering the collector temperature 20. [0036] Preferably, the precious metal loading in the catalyst phase is between 35 and 707 g / m3 (1 and 20 g / ft3). Cela permet d'améliorer encore plus l'efficacité d'oxydation des hydrocarbures. This will further improve the efficiency of oxidation of hydrocarbons. [0037] A titre d'illustration, le métal précieux peut être un élément choisi dans un groupe comprenant le platine, le palladium ou une combinaison des deux. [0037] Illustratively, the precious metal may be one selected from a group consisting of platinum, palladium or a combination of both.
L'adjonction de tels métaux précieux permet d'augmenter l'efficacité d'oxydation du filtre 26. La combinaison du platine et du palladium est particulièrement avantageuse parce qu'un tel mélange assure qu'un métal précieux est actif pour toutes les gammes de température. The addition of such precious metals can increase the oxidation efficiency filter 26. The combination of platinum and palladium is particularly advantageous because such a mixture provides a noble metal is active for all ranges temperature. Le platine est en effet actif à basse température mais peu résistant à haute température. Platinum is in fact active at low temperatures but not at high temperature resistant. Le palladium est moins actif à basse température mais plus résistant à la haute température. Palladium is less active at low temperature but more resistant to high temperature. [0038 ] Dans le cas où la phase catalytique comprend une combinaison de platine et de palladium, un rapport entre le platine et le palladium inférieur à 2 améliore encore l'efficacité en oxydation des hydrocarbures. [0038] In the case where the catalytic phase comprises a combination of platinum and palladium, a ratio between platinum and palladium to less than 2 further improves the efficiency in oxidation of hydrocarbons. Un tel compromis résulte du fait que le filtre 26 est implanté dans un espace relativement chaud. Such a compromise due to the fact that the filter 26 is located in a relatively warm space. [0039 ] La phase catalytique peut comprendre en outre un matériau de type zéolithe. [0039] The catalytic phase may further comprise a zeolite material. Les matériaux de type zéolithe appartiennent à la famille des aluminosilicates et sont aussi appelés HC traps . The zeolite materials belong to the family of aluminosilicate and are also known as HC traps. De tels matériaux ont effectivement des propriétés de piégeage des hydrocarbures à froid. Such materials do have cold hydrocarbon trapping properties. La présence de matériau de type zéolithe dans la phase catalytique permet d'améliorer l'efficacité du filtre 26 pour des températures froides. The presence of zeolite material in the catalyst phase improves the efficiency of the filter 26 for cold temperatures. [0040 ] La charge en matériau de type zéolithe dans la phase catalytique est inférieure à 50 g/L. [0040] The charge zeolite material in the catalyst phase is less than 50 g / L. Cela permet d'obtenir une bonne efficacité d'oxydation des hydrocarbures à basse température. This allows for good efficiency oxidation of hydrocarbons at low temperature. [0041 ] La phase catalytique peut comprendre plusieurs parties. [0041] The catalytic phase may comprise several parts. Cela permet d'améliorer encore plus l'efficacité du filtre 26. [0042] Une partie peut comprendre une phase active d'oxydation, une combinaison de platine et de palladium et des matériaux de type zéolithe. This allows to further improve the efficiency of the filter 26. [0042] A party may comprise an oxidation active phase, a combination of platinum and palladium and zeolite materials. La charge en phase active d'oxydation dans la phase catalytique est comprise entre 100 et 150 g/L. The load in oxidation active phase in the catalyst phase is between 100 and 150 g / L. La charge en métaux précieux dans la phase catalytique est comprise entre 35 et 353 g/m3 (1 et 10 g/ft3). The precious metal load in the catalytic phase is between 35 and 353 g / m3 (1 and 10 g / ft3). Le rapport entre le platine et le palladium est inférieur à 1 et la charge en matériaux de type zéolithe est de 50 g/L. The ratio between platinum and palladium is less than 1 and the load zeolite material is 50 g / L. Une telle partie est particulièrement efficace pour l'oxydation des hydrocarbures qui sortent de la chambre 16. Il est ainsi avantageux de placer cette première partie en amont dans le filtre 26 dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement recirculés, du collecteur 20 vers le répartiteur 18. [0043 ] Une autre partie peut comprendre une phase active d'oxydation, une combinaison de platine et de palladium et des matériaux de type zéolithe. Such portion is particularly effective for the oxidation of hydrocarbons emerging from the chamber 16. It is thus advantageous to place this first upstream portion in the filter 26 in the direction of flow of recirculated exhaust gas, the manifold 20 to the distributor 18. [0043] another part may comprise an oxidation active phase, a combination of platinum and palladium and zeolite materials. La charge en phase active d'oxydation dans la phase catalytique est comprise entre 100 et 150 g/L. The load in oxidation active phase in the catalyst phase is between 100 and 150 g / L. La charge en métaux précieux dans la phase catalytique est comprise entre 353 et 707 g/m3 (10 et 20 g/ft3). The precious metal load in the catalytic phase is between 353 and 707 g / m3 (10 and 20 g / ft3). Le rapport entre le platine et le palladium étant compris entre 1 et 2 et la charge en matériaux de type zéolithe est inférieure à 30 g/L. The ratio between platinum and palladium being between 1 and 2 and the load in zeolite materials is less than 30 g / L. Une telle partie est particulièrement efficace pour l'oxydation des hydrocarbures qui ont traversé la majeure partie du filtre 26. Il est ainsi avantageux de placer cette seconde partie en aval dans le filtre 26 dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement recirculés, du collecteur 20 vers le répartiteur 18. [0044] L'implantation du filtre 26 se fait au niveau de l'entrée 22 adaptée à être reliée ou intégrée au collecteur 20. Le filtre 26 est ainsi placé dès le début de la boucle 10 de recirculation de gaz d'échappement. Such portion is particularly effective for the oxidation of hydrocarbons which have passed through the bulk of the filter 26. It is thus advantageous to position this second portion downstream in the filter 26 in the direction of flow of recirculated exhaust gases, the manifold 20 to the distributor 18. [0044] the implementation of the filter 26 is at the inlet 22 adapted to be connected or integrated in the manifold 20. the filter 26 is thus placed at the beginning of the loop 10 of recirculation of exhaust gases. Cela permet de garantir une protection d'une grande partie de la boucle 10. [0045] Au niveau de l'entrée 22, les températures moyennes entrantes sont de 350°C et vont d'un minimum de 200°C à 800°C. This ensures protection for much of the loop 10. [0045] At the inlet 22, incoming average temperatures are 350 ° C and range from a minimum of 200 ° C to 800 ° C . La température maximale de la paroi est comprise entre 500°C et 800°C. The maximum wall temperature is between 500 ° C and 800 ° C. La température maximale de gaz est de 600°C en fonctionnement de la boucle 10 de recirculation de gaz d'échappement. The maximum gas temperature was 600 ° C in operation of the loop 10 for recirculating exhaust gas. La température des gaz s'élève à 850°C lorsque la vanne 28 est fermée. The gas temperature is 850 ° C when the valve 28 is closed. Le débit minimum de gaz est de 4 g/s et le débit maximum de 33 g/s, le débit moyen étant de 9 g/s. The minimum gas flow rate of 4 g / s and the maximum rate of 33 g / s, the average flow rate being 9 g / s. En outre, la température d'exotherme radiale maximale est de 30°C et la température d'exotherme longitudinale maximale de 20°C par 1000 ppm d'hydrocarbure passant par le filtre 26. [0046 ] Pour intégrer le filtre 26 au niveau de l'entrée 22 et/ou de la sortie de 20, le filtre 26 peut comprendre un ou plusieurs cylindres à ouverture ovale. In addition, the maximum radial exotherm temperature is 30 ° C and the maximum longitudinal exotherm temperature of 20 ° C with 1000 ppm of hydrocarbon passing through the filter 26. [0046] To integrate the filter 26 at the inlet 22 and / or the outlet 20, the filter 26 may comprise one or more cylinders to oval opening. Une telle configuration a l'avantage d'être aisée à mettre en oeuvre. Such a configuration has the advantage of being easy to implement. L'ouverture peut également être d'une autre forme et notamment parallélépipédique. The opening can also be of another shape, including rectangular. Le volume du filtre 26 peut être de 20 à 40 cm3. The volume of the filter 26 may be 20 to 40 cm3. Le ratio entre le diamètre sur la longueur du filtre 26 peut être compris entre 0,15 et 2. Le filtre 26 peut ainsi être intégré au niveau de l'entrée 22, l'entrée 22 étant adaptée à être reliée à tout type de collecteur 20. Le collecteur 20 peut en particulier être en fonte, en aluminium refroidi, en acier ou en tôle mécanique soudée. The ratio between the diameter of the filter length 26 may be between 0.15 and 2. The filter 26 can thus be integrated at the inlet 22, the inlet 22 being adapted to be connected to any type of manifold 20. The collector 20 may be in particular cast iron, cooled aluminum, steel or welded mechanical sheet.
REVENDICATIONS1. REVENDICATIONS1. Une boucle (10) de recirculation de gaz d'échappement comprenant une entrée (22) adaptée à être reliée ou intégrée à un collecteur (20) de moteur, un filtre (26) 5 d'arrêt de particules disposé en sortie du collecteur (20) et/ou à l'entrée (22) de la boucle. A loop (10) for recirculating exhaust gas comprising an inlet (22) adapted to be connected or integrated with a collector (20) engine, a filter (26) 5 particles stop arranged at the outlet of the collector ( 20) and / or the inlet (22) of the loop.
2. La boucle (10) selon la revendication 1, dans laquelle le filtre (26) est un filtre (26) d'arrêt de particules incandescentes. 2. The buckle (10) according to claim 1, wherein the filter (26) is a filter (26) stopping of incandescent particles.
3. La boucle (10) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle le 10 filtre (26) est une structure métallique avec une section de maillage comprise entre 0,5 mm2 et 4 mm2, de préférence entre 0,5 mm2 et 2 mm2. 3. The buckle (10) according to claim 1 or claim 2, wherein the 10 filter (26) is a metal structure with a mesh section between 0.5 mm2 and 4 mm2, preferably between 0.5 mm2 and 2 mm2.
4. La boucle (10) selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle le filtre (26) comporte une phase catalytique. 4. The buckle (10) according to one of claims 1 to 3, wherein the filter (26) comprises a catalytic phase.
5. La boucle (10) selon la revendication 4, dans laquelle la phase catalytique 15 comprend un catalyseur d'oxydation des hydrocarbures. 5. The buckle (10) according to claim 4, wherein the catalyst phase 15 comprises an oxidation catalyst for hydrocarbons.
6. La boucle (10) selon la revendication 4 ou la revendication 5 dans laquelle la phase catalytique comprend une phase active d'oxydation, la phase active d'oxydation comprenant un ou plusieurs éléments choisis parmi un groupe comprenant les oxydes de métaux de transition, les oxydes de terres rares et les 20 combinaisons d'oxydes de métaux de transition et d'oxydes de terres rares. 6. The buckle (10) according to claim 4 or claim 5 in which the catalytic phase comprises an active phase oxidation, the oxidation active phase comprising one or more elements selected from a group consisting of transition metal oxides , the rare earth oxides and 20 combinations of transition metal oxides and rare earth oxides.
7. La boucle (10) selon la revendication 6, dans laquelle la charge en phase active d'oxydation dans la phase catalytique est comprise entre 100 et 150 g/L. 7. The buckle (10) according to claim 6, wherein the filler in oxidation active phase in the catalyst phase is between 100 and 150 g / L.
8. La boucle (10) selon l'une des revendications 4 à 7, dans laquelle la phase catalytique comprend en outre au moins un métal précieux, la charge en métal 25 précieux étant comprise entre 35 et 707g/m3 (1 et 20 g/ft3). 8. The buckle (10) according to one of claims 4 to 7, wherein the catalytic phase further comprises at least one precious metal, precious metal load 25 is between 35 and 707g / m3 (1 and 20 g / ft3).
9. La boucle (10) selon l'une des revendications 4 à 7, dans laquelle la phase catalytique comprend en outre au moins un métal précieux, le métal précieux étant un élément choisi dans un groupe comprenant le platine, le palladium ou une combinaison des deux. 9. The buckle (10) according to one of claims 4 to 7, wherein the catalytic phase further comprises at least one precious metal, the precious metal being one selected from a group consisting of platinum, palladium or a combination both.
10. La boucle (10) selon l'une des revendications 4 à 7, dans laquelle la phase catalytique comprend une combinaison de platine et de palladium, le rapport entre le platine et le palladium étant inférieur à 2. 10. The buckle (10) according to one of claims 4 to 7, wherein the catalytic phase comprises a combination of platinum and palladium, the ratio between platinum and palladium being less than 2.
11. La boucle (10) selon l'une des revendications 4 à 9, dans laquelle la phase catalytique comprend en outre un matériau de type zéolithe, la charge en matériau 10 de type zéolithe dans la phase catalytique étant inférieure à 50 g/L. 11. The buckle (10) according to one of claims 4 to 9, wherein the catalytic phase further comprises a zeolite material, the load 10 of zeolite material in the catalyst phase being less than 50 g / L .
12. La boucle (10) selon l'une des revendications 4 à 10, dans laquelle la phase catalytique comprend une partie avec une phase active d'oxydation, une combinaison de platine et de palladium, des matériaux de type zéolithe telle que : - la charge en phase active d'oxydation dans la phase catalytique est comprise 15 entre 100 et 150 g/L, - la charge en métaux précieux dans la phase catalytique est comprise entre 35 et 353 g/m3 (1 et 10 g/ft3), - le rapport entre le platine et le palladium est inférieur à 1 et - la charge en matériaux de type zéolithe est de 50 g/L. 12. The buckle (10) according to one of claims 4 to 10, wherein the catalytic phase comprises a portion with an oxidation active phase, a combination of platinum and palladium, zeolite materials such as: - the loading of active phase oxidation in the catalytic phase is comprised between 15 100 and 150 g / l, - the load of precious metal in the catalyst phase is between 35 and 353 g / m3 (1 and 10 g / ft3) - the ratio between platinum and palladium is less than 1 and - the charge zeolite material is 50 g / L. 20 20
13. La boucle (10) selon l'une des revendications 4 à 10, dans laquelle la phase catalytique comprend une partie avec une phase active d'oxydation, une combinaison de platine et de palladium, des matériaux de type zéolithe telle que : - la charge en phase active d'oxydation dans la phase catalytique est comprise entre 100 et 150 g/L, 25 - la charge en métaux précieux dans la phase catalytique est comprise entre 353 et 707 g/m3 (10 et 20 g/ft3), - le rapport entre le platine et le palladium est inférieur à 2 et - la charge en matériaux de type zéolithe est inférieure à 30 g/L. 13. The buckle (10) according to one of claims 4 to 10, wherein the catalytic phase comprises a portion with an oxidation active phase, a combination of platinum and palladium, zeolite materials such as: - the loading of active phase oxidation in the catalytic phase is between 100 and 150 g / L, 25 - the load of precious metal in the catalyst phase is between 353 and 707 g / m3 (10 and 20 g / ft3) - the ratio between platinum and palladium is less than 2, and - the charge zeolite materials is less than 30 g / L.
14. La boucle (10) selon l'une des revendications 1 à 13, dans laquelle le filtre (26) est constitué de plusieurs filtres. 14. The buckle (10) according to one of claims 1 to 13, wherein the filter (26) consists of several filters.
15. Moteur (12) comprenant un collecteur (20) de gaz d'échappement, la boucle (10) de recirculation de gaz d'échappement selon l'une des revendications 1 à 14, l'entrée (22) de la boucle étant reliée et/ou intégrée au collecteur (20) et le filtre (26) étant en sortie du collecteur (20) et/ou à l'entrée (22) de la boucle. 15. An engine (12) comprising a manifold (20) of the exhaust gas, the loop (10) for recirculating exhaust gas according to one of claims 1 to 14, the inlet (22) of the loop being connected and / or integrated in the manifold (20) and the filter (26) being the output of the collector (20) and / or the inlet (22) of the loop.
FR0855796A 2008-08-29 2008-08-29 Exhaust gas recirculation loop for e.g. diesel engine of vehicle, has incandescent particle stop filter placed at outlet of exhaust manifold and/or at inlet of loop, where inlet is connected or integrated to manifold of engine Withdrawn FR2935434A1 (en)
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