FR2989418A1 - Exhaust system for car, has urea injection device comprising valve, and control unit for determining opening of valve in aspiration mode and controlling closing of injector to avoid any gas aspiration coming from processor - Google Patents
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Abstract
Description
"Système d'échappement pour un véhicule automobile" L'invention concerne un système d'échappement pour un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un système d'échappement pour un véhicule automobile comportant au moins une ligne d'échappement agencée en aval d'un moteur thermique de véhicule automobile qui comporte au moins un organe de traitement des gaz comportant un catalyseur et un dispositif d'injection d'urée apte à injecter sélectivement de l'urée dans ledit organe de traitement, ledit dispositif d'injection d'urée comportant au moins d'amont en aval un réservoir d'urée, une pompe, une canalisation d'alimentation, et un injecteur commandé qui traverse une paroi de l'organe de traitement des gaz et un moyen de commande qui est apte à déterminer au moins : - un premier mode dit de pompage dans lequel la pompe alimente la canalisation et l'injecteur en urée, l'injecteur étant ouvert, pour alimenter le catalyseur en urée, - un deuxième mode dit d'arrêt dans lequel la pompe est arrêtée et l'injecteur est fermé, et - un troisième mode dit d'aspiration dans lequel la pompe aspire l'urée résiduelle contenue dans la canalisation et l'injecteur pour la refouler dans le réservoir. On connaît de nombreux exemples de systèmes d'échappement de ce type. The invention relates to an exhaust system for a motor vehicle. The invention more particularly relates to an exhaust system for a motor vehicle comprising at least one exhaust line arranged downstream of a motor vehicle engine which comprises at least one gas treatment unit comprising a catalyst and a device urea injection device capable of selectively injecting urea into said treatment unit, said urea injection device comprising at least upstream downstream a urea reservoir, a pump, a feed pipe , and a controlled injector which passes through a wall of the gas treatment unit and a control means which is capable of determining at least: a first so-called pumping mode in which the pump supplies the pipe and the urea injector , the injector being open, to feed the urea catalyst, - a second so-called stop mode in which the pump is stopped and the injector is closed, and - a third so-called suction mode in the uel the pump sucks the residual urea contained in the pipe and the injector to push it back into the tank. Many examples of exhaust systems of this type are known.
Ce type d'échappement, connu sous les initiales "SCR" pour Selective Catalyst Reduction ou "Réduction Catalytique Sélective des Oxydes d'Azote" correspond à un type d'échappement associé à des moteurs à combustion optimisée, c'est-à-dire à haut rendement et faible consommation, qui créent des oxydes d'azote ou NOx par des températures de combustion élevées. Ces polluants peuvent être traités par injection d'urée à l'échappement, qui se transforme dans l'échappement en ammoniaque, laquelle ammoniaque se trouve être un réducteur des Oxydes d'Azote NON. On utilise donc pour l'injection d'urée des systèmes d'échappement du type décrit ci-dessus. This type of exhaust, known under the initials "SCR" for Selective Catalyst Reduction or "Selective Catalytic Reduction of Nitrogen Oxides" corresponds to a type of exhaust associated with optimized combustion engines, that is to say high efficiency and low consumption, which create oxides of nitrogen or NOx by high combustion temperatures. These pollutants can be treated by urea injection to the exhaust, which is converted in the exhaust ammonia, which ammonia is a reducing agent of nitrogen oxides NO. Thus, for the injection of urea, exhaust systems of the type described above are used.
Or, une des particularités de l'urée réside en son changement d'état à partir de -11°C, l'urée gelant en dessous de cette température. Aussi, dans les systèmes conventionnels, les canalisations et le réservoir sont chauffés par des résistances électriques lors du fonctionnement du véhicule. Lors de l'arrêt du véhicule, un calculateur déclenche une procédure de purge de la canalisation en inversant le sens de fonctionnement de la pompe, pour éviter les risques d'éclatement de cette dernière en cas de gel et également pour protéger l'injecteur. Cette purge ne peut se faire correctement et en quantité suffisante si l'injecteur reste fermé. Il est nécessaire de commander préalablement l'ouverture de l'injecteur pour permettre à la pompe de faire le vide et garantir un équilibre de pression dans la canalisation et dans le réservoir. Toutefois, on a constaté que du fait des dimensions réduites des orifices d'injecteurs, qui sont calibrés de manière à garantir une pulvérisation de bonne qualité de l'urée, l'aspiration en phase de purge était alors soumise à une perte de charge importante. Les systèmes d'échappement actuels nécessitent donc un temps de purge qui présente l'inconvénient d'être élevé, et qui présente de plus l'inconvénient d'entraîner une consommation électrique importante, d'autant plus préjudiciable au véhicule qu'elle est effectuée moteur et contact coupé alors que le moteur ne peut assurer la recharge de la batterie. Par ailleurs, un autre problème concerne l'ouverture de l'injecteur. En effet, la canalisation est généralement réalisée en un matériau plastique. Le déclenchement d'une phase de purge immédiatement après un fonctionnement du véhicule risque de conduire l'injecteur à aspirer des gaz d'échappement trop chauds qui pourraient faire fondre la canalisation d'alimentation en plastique. Les systèmes actuels nécessitent donc d'effectuer une temporisation, plus ou moins longue, avant de déclencher la purge, ce qui peut devenir problématique par températures froides, les parties non exposées à la chaleur de la canalisation risquant alors de geler. Enfin, l'aspiration des gaz d'échappement par l'injecteur engendre des problématiques de propreté, qui pourraient provoquer des disfonctionnements de l'injecteur. Pour remédier à ces inconvénients on a proposé dans le document EP-B1-1.836.379 un dispositif de purge susceptible de forcer la circulation d'un gaz de purge à travers toute la ligne d'injection de l'injecteur vers le réservoir, le gaz de purge étant constitué par les gaz d'échappement du moteur. Cette solution requiert un contrôle ou une régulation de température des gaz d'échappement pour éviter la fonte de la canalisation, ainsi qu'un maintien de la température de l'additif urique dans une fourchette donnée tant que la pompe fonctionne. Cette solution n'élimine pas les problèmes liés à la propreté de l'injecteur. However, one of the peculiarities of urea lies in its change of state from -11 ° C, urea freezing below this temperature. Also, in conventional systems, the pipes and the tank are heated by electrical resistances during operation of the vehicle. When stopping the vehicle, a computer triggers a purge procedure of the pipe by reversing the direction of operation of the pump, to avoid the risk of bursting of the latter in case of frost and also to protect the injector. This purge can not be done properly and in sufficient quantities if the injector remains closed. It is necessary to pre-order the opening of the injector to allow the pump to evacuate and ensure a pressure balance in the pipe and in the tank. However, it was found that because of the reduced dimensions of the injector orifices, which are calibrated so as to ensure a good quality spraying of the urea, the aspiration in the purge phase was then subjected to a significant pressure drop. . Current exhaust systems therefore require a purge time which has the disadvantage of being high, and which also has the disadvantage of resulting in significant power consumption, all the more detrimental to the vehicle is performed engine and ignition off while the engine can not recharge the battery. Another problem is the opening of the injector. Indeed, the pipe is generally made of a plastic material. The triggering of a purge phase immediately after a vehicle operation may cause the injector to suck up excessively hot exhaust gases that could melt the plastic supply line. Current systems therefore require a delay, more or less long, before triggering the purge, which can become problematic in cold temperatures, parts not exposed to the heat of the pipe may then freeze. Finally, the aspiration of the exhaust gas by the injector generates problems of cleanliness, which could cause malfunctions of the injector. To remedy these drawbacks it has been proposed in EP-B1-1.836.379 a purge device capable of forcing the circulation of a purge gas through the entire injection line of the injector to the reservoir, the purge gas consisting of the engine exhaust gas. This solution requires an exhaust gas temperature control or regulation to prevent melting of the pipe, as well as maintaining the temperature of the uric additive within a given range as long as the pump is running. This solution does not eliminate the problems related to the cleanliness of the injector.
On a aussi proposé dans le document EP-B1-2.201.227 d'attendre un minimum de temps après l'arrêt du moteur, avant de purger la canalisation. Ce document propose un compteur qui permet la mise en marche de la pompe au bout d'une durée prédéterminée et/ou après que la pression soit descendue en dessous d'une valeur de référence, et qui permet l'ouverture et la fermeture du dispositif d'aspiration. Le dispositif d'aspiration permet d'aspirer les gaz d'échappement qui sont situés près de l'injecteur et éventuellement de les aspirer en les mélangeant avec l'air issu d'une vanne placée au plus près de l'injecteur. Cette solution n'élimine pas les problèmes liés à la temporisation de la purge, ni ceux relatifs à la propreté de l'injecteur. Pour remédier à ces inconvénients, l'invention propose de de positionner un clapet de tirage au vide au plus près de l'injecteur, par lequel on effectue la purge, l'injecteur étant maintenu fermé. Le clapet permet d'aspirer uniquement de l'air ambiant, au lieu des gaz d'échappement et élimine donc les risques liés à la propreté du gaz aspiré, tout comme les problèmes de température. Le clapet est ouvert uniquement en phase de purge et est fermé en phase d'alimentation. Dans ce but, l'invention propose un système d'échappement du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le dispositif d'injection d'urée comporte un clapet dit "de tirage au vide" qui est agencé dans la canalisation, en amont et à proximité immédiate de l'injecteur, et en ce que le moyen de commande est apte à déterminer : - la fermeture dudit clapet dans les premier et deuxième modes, et - l'ouverture dudit clapet dans le troisième mode d'aspiration pour permettre une aspiration rapide d'air et de l'urée résiduelle au moins contenue dans la canalisation d'alimentation par la pompe, et la fermeture de l'injecteur pour éviter toute aspiration de gaz en provenance de l'organe de traitement. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - le dispositif d'injection d'urée comporte de surcroît au moins une portion de canalisation formant venturi qui est agencée 30 en amont à proximité immédiate du clapet pour favoriser l'aspiration de l'urée résiduelle contenue dans l'injecteur, - l'ouverture ou la fermeture du clapet de tirage au vide est provoquée par une chute de pression déterminée dans la canalisation lorsque que la pompe est commandée en aspiration par le moyen de commande, - la chute de pression déterminée correspond à l'apparition d'une dépression dans la canalisation, - le clapet comporte au moins une chambre de tirage au vide qui comporte une première extrémité débouchant dans la canalisation, une seconde extrémité débouchant à l'air libre, et un moyen de soupape, interposé entre les première et seconde extrémités, qui comporte une soupape rappelée élastiquement à l'encontre de la pression atmosphérique contre un siège de soupape associé, - le siège de soupape est un siège tronconique agencé sur un épaulement interne de la chambre et la soupape rappelée élastiquement est constituée d'une bille rappelée par un ressort hélicoïdal prenant appui dans ladite chambre, - l'extrémité de la canalisation est conformée en tubulure présentant la forme d'un "T" comportant une branche principale recevant l'injecteur, une première branche transversale qui comporte la chambre de tirage au vide et une seconde branche transversale qui comporte la portion de canalisation formant venturi et qui est reliée à la pompe, - l'injecteur est incliné d'un angle déterminé dans l'organe de traitement des gaz pour favoriser la diffusion de l'urée, - le réservoir est relié à au moins un conduit de remplissage et un conduit de mise à l'air. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective d'un système d'échappement selon un état antérieur de la technique ; - la figure 2 est une vue de détail en coupe à proximité de l'injecteur du système d'échappement de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de détail en coupe à proximité de l'injecteur d'un système d'échappement selon l'invention. On a représenté à la figure 1 un système d'échappement 10 pour un véhicule automobile réalisé conformément à un état antérieur de la technique. De manière connue, le système 10 comporte au moins une ligne d'échappement 12 agencée en aval d'un moteur thermique (non représenté) de véhicule automobile. La ligne d'échappement 12 comporte au moins un organe 14 de traitement des gaz comportant un catalyseur et un dispositif d'injection 16 d'urée apte à injecter sélectivement de l'urée dans ledit organe 14 de traitement. Plus particulièrement, comme l'illustre la figure 1, le dispositif d'injection 16 d'urée comporte au moins, d'amont en aval un réservoir d'urée 18, une pompe 20 qui est par exemple agencée au fond du réservoir 18, une canalisation d'alimentation 22, et un injecteur 24 commandé qui traverse une paroi 26 de l'organe 14 de traitement des gaz. Le dispositif d'injection comporte par ailleurs un moyen de commande (non représenté) qui commande au moins la pompe 20 et l'injecteur 24.De manière connue, le moyen de commande est susceptible de déterminer au moins un premier mode de fonctionnement du dispositif 16 dit mode de pompage dans lequel la pompe 20 alimente la canalisation 22 et l'injecteur 24 en urée, l'injecteur étant ouvert, pour alimenter le catalyseur en urée 14. Selon ce premier mode de pompage, l'alimentation de l'injecteur 24 en urée permet d'améliorer la réaction de catalyse qui se produit dans le catalyseur interne à l'organe 14, en dégradant l'urée en ammoniaque de manière que celle-ci permette 30 une élimination des oxydes d'azote ou NOx contenus dans les gaz d'échappement. Le moyen de commande est susceptible de déterminer un deuxième mode dit d'arrêt dans lequel la pompe 20 est arrêtée et l'injecteur 24 est fermé. Cette configuration correspond par exemple à un arrêt de courte durée du véhicule. Enfin, le moyen de commande est susceptible de déterminer un troisième mode d'aspiration dans lequel la pompe 20 aspire l'urée résiduelle contenue dans la canalisation 22 et l'injecteur 24 pour la refouler dans le réservoir 18. Ce mode de fonctionnement est par exemple associé à des arrêts de longue durée du véhicule par temps froid, au cours desquels il existe un risque potentiel de gel de l'urée contenue dans la canalisation 22 et l'injecteur 24, gel qui pourrait entraîner au moins le blocage du système voire la destruction de la canalisation 22 suite à un éclatement causé par le gel de l'urée. Conventionnellement, comme l'illustre ici la figure 2, la purge de la canalisation 22 ne peut se faire correctement et en quantité suffisante si l'injecteur 24 reste fermé. Or, on a constaté que du fait des dimensions réduites "e" de l'orifice 25 de l'injecteur 24 qui est calibré de manière à garantir une pulvérisation de bonne qualité de l'urée dans le premier mode de fonctionnement, l'aspiration en phase de purge était alors soumise à une perte de charge importante. La pompe 20 peut en effet, du fait de la dépression régnant dans la canalisation, peiner à aspirer l'urée résiduelle. Les systèmes d'échappement actuels nécessitent donc un temps de purge qui présente l'inconvénient d'être élevé, et qui présente de plus l'inconvénient d'entraîner une consommation électrique importante, d'autant plus préjudiciable au véhicule qu'elle est effectuée moteur arrêté et que la batterie ne peut, de ce fait, pas être rechargée par le véhicule. Par ailleurs un autre problème concerne l'ouverture de l'injecteur. En effet, la canalisation est généralement réalisée en un matériau plastique. Comme l'illustre la figure 1, le déclenchement d'une phase de purge immédiatement après un fonctionnement du véhicule risque de conduire l'injecteur à aspirer des gaz "G" d'échappement trop chauds qui pourraient faire fondre la canalisation d'alimentation 22 en plastique, surtout du côté 23 de la canalisation 22 qui est proche de l'injecteur 24. Il est donc nécessaire de différer l'aspiration après l'arrêt du véhicule afin de permettre le refroidissement des gaz d'échappement. Toutefois, par temps froid, cette aspiration ne peut être différée trop longtemps sous peine de risquer de voir l'urée geler du côté 25 de la canalisation 22 qui est relié au réservoir 18, et qui est soumis directement aux conditions climatiques. Enfin, l'aspiration des gaz d'échappement par l'injecteur 24 engendre des problématiques de propreté, qui pourraient à terme provoquer des dysfonctionnements de l'injecteur 24. L'invention remédie à ces inconvénients en proposant un 15 système d'échappement susceptible de fonctionner selon un troisième mode dit d'aspiration dans lequel la pompe aspire l'urée alors que l'injecteur est fermé. Dans ce but, comme l'illustre la figure 3, l'invention propose un système d'échappement 10 du type décrit précité 20 caractérisé en ce que le dispositif 16 d'injection d'urée comporte un clapet 28 dit "de tirage au vide" qui est agencé dans la canalisation 22, en amont et à proximité immédiate de l'injecteur 24, et en ce que le moyen de commande est apte à déterminer : - la fermeture dudit clapet 28 dans les premier et deuxième 25 modes, et - l'ouverture dudit clapet 28 dans le troisième mode d'aspiration pour permettre une aspiration rapide d'air extérieur "E" et de l'urée "U" résiduelle au moins contenue dans la canalisation 22 d'alimentation par la pompe 20, et la fermeture de 30 l'injecteur 24 pour éviter toute aspiration de gaz "G" en provenance de l'organe de traitement 14. Ainsi, le clapet 28 débouche à l'extérieur de l'organe d'échappement. Le clapet 28 est fermé dans les premier et deuxième modes et il est ouvert dans le troisième mode d'aspiration pour permettre une aspiration rapide d'air extérieur "E" mélangé à l'urée "U" résiduelle au moins contenue dans la canalisation 22 d'alimentation de la pompe, l'injecteur 24 étant fermé. Cette configuration est particulièrement avantageuse car l'injecteur 24 peut demeurer complètement fermé pendant le troisième mode d'aspiration. De ce fait, il n'est pas aspiré de gaz "G" d'échappement pendant cette phase, ce qui évite les risques de fonte de la canalisation 22. Il n'est donc pas nécessaire de différer l'aspiration, ce qui permet d'éliminer les risques de gel de la canalisation 22 du côté de son extrémité 25 la plus éloignée de l'organe 14. Enfin, un avantage supplémentaire de cette conception est 15 que l'aspiration d'air "E" et d'urée "U" mélangés permet de réaliser une aspiration à pression constante, ce qui permet de réaliser ladite aspiration très rapidement. Avantageusement, pour permettre de surcroît l'aspiration de l'urée résiduelle contenue dans l'injecteur 24, le dispositif 16 20 d'injection d'urée comporte au moins une portion 30 de canalisation formant venturi qui est agencée en amont à proximité immédiate du clapet 28 pour favoriser l'aspiration de l'urée résiduelle contenue dans l'injecteur 24. L'ouverture du clapet 28 pourrait être commandée 25 directement par le moyen de commande, par exemple dans le cas où le clapet 28 serait un clapet de type électrovanne. Toutefois, dans le mode de réalisation préféré de l'invention l'ouverture ou la fermeture du clapet 28 de tirage au vide est provoquée par une chute de pression déterminée 24 dans 30 la canalisation 22, elle-même provoquée indirectement par le fonctionnement de la pompe, commandée en aspiration par le moyen de commande. It has also been proposed in EP-B1-2.201.227 to wait a minimum time after stopping the engine, before purging the pipe. This document proposes a counter which allows the pump to be turned on after a predetermined time and / or after the pressure has dropped below a reference value, and which allows the opening and closing of the device suction. The suction device makes it possible to suck up the exhaust gases that are located near the injector and possibly to suck them up by mixing them with the air coming from a valve placed closest to the injector. This solution does not eliminate the problems related to the timing of purging, nor those relating to the cleanliness of the injector. To overcome these drawbacks, the invention proposes to position a vacuum draw valve as close as possible to the injector, through which the purge is carried out, the injector being kept closed. The valve is used to suck only ambient air, instead of exhaust gas and eliminates the risks associated with the cleanliness of the gas sucked, as the temperature problems. The valve is open only during the purge phase and is closed during the supply phase. For this purpose, the invention proposes an exhaust system of the type described above, characterized in that the urea injection device comprises a valve called "draw vacuum" which is arranged in the pipe, upstream and in the immediate proximity of the injector, and in that the control means is able to determine: the closure of said valve in the first and second modes, and the opening of said valve in the third suction mode to allow a rapid aspiration of air and residual urea at least contained in the supply line by the pump, and the closing of the injector to prevent any gas suction from the treatment member. According to other characteristics of the invention: the urea injection device furthermore comprises at least a portion of a venturi pipe which is arranged upstream in the immediate vicinity of the valve to promote the suction of urea residual content contained in the injector, - the opening or closing of the vacuum valve is caused by a determined pressure drop in the pipe when the pump is controlled by suction by the control means, - the pressure drop determined corresponds to the appearance of a depression in the pipe, - the valve has at least one vacuum draw chamber which has a first end opening into the pipe, a second end opening to the air, and a means of valve, interposed between the first and second ends, which comprises a valve resiliently biased against the atmospheric pressure against a valve seat e associate, - the valve seat is a frustoconical seat arranged on an internal shoulder of the chamber and the resiliently biased valve consists of a ball recalled by a helical spring bearing in said chamber, - the end of the pipe is shaped tubular shape having a "T" having a main branch receiving the injector, a first transverse branch which comprises the vacuum draft chamber and a second transverse branch which comprises the venturi pipe portion and which is connected at the pump, the injector is inclined at a determined angle in the gas treatment unit to promote the diffusion of urea, the reservoir is connected to at least one filling duct and a supply duct; the air. Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which: FIG. 1 is an overall perspective view of a system exhaust according to a prior art; - Figure 2 is a detailed sectional view near the injector of the exhaust system of Figure 1; - Figure 3 is a detail view in section near the injector of an exhaust system according to the invention. There is shown in Figure 1 an exhaust system 10 for a motor vehicle made according to a prior art. In known manner, the system 10 comprises at least one exhaust line 12 arranged downstream of a thermal engine (not shown) of a motor vehicle. The exhaust line 12 comprises at least one gas treatment member 14 comprising a catalyst and a urea injection device 16 capable of selectively injecting urea into said treatment member 14. More particularly, as illustrated in FIG. 1, the urea injection device 16 comprises at least, from upstream to downstream, a urea reservoir 18, a pump 20 which is for example arranged at the bottom of the reservoir 18, a supply pipe 22, and a controlled injector 24 which passes through a wall 26 of the gas treatment member 14. The injection device also comprises a control means (not shown) which controls at least the pump 20 and the injector 24. In known manner, the control means is able to determine at least a first operating mode of the device. 16 said pumping mode in which the pump 20 feeds the pipe 22 and the injector 24 urea, the injector being open, to supply the urea catalyst 14. According to this first pumping mode, the supply of the injector 24 in urea makes it possible to improve the catalysis reaction which occurs in the internal catalyst 14, by degrading the urea to ammonia so that it allows elimination of the nitrogen oxides or NOx contained in the exhaust gas. The control means is capable of determining a second so-called stopping mode in which the pump 20 is stopped and the injector 24 is closed. This configuration corresponds for example to a short stop of the vehicle. Finally, the control means is able to determine a third suction mode in which the pump 20 sucks the residual urea contained in the pipe 22 and the injector 24 to discharge it into the tank 18. This mode of operation is by example associated with long-term stops of the vehicle in cold weather, during which there is a potential risk of freezing the urea contained in the pipe 22 and the injector 24, gel which could cause at least the blockage of the system or the destruction of line 22 following bursting caused by the freezing of urea. Conventionally, as illustrated here in Figure 2, the purge of the pipe 22 can be done properly and in sufficient quantities if the injector 24 remains closed. However, it has been found that because of the reduced dimensions "e" of the orifice 25 of the injector 24 which is calibrated so as to guarantee a good quality spraying of the urea in the first mode of operation, the suction in the purge phase was then subjected to a significant pressure drop. The pump 20 may indeed, because of the depression in the pipe, struggle to suck the residual urea. Current exhaust systems therefore require a purge time which has the disadvantage of being high, and which also has the disadvantage of resulting in significant power consumption, all the more detrimental to the vehicle is performed motor stopped and that the battery can not, therefore, be recharged by the vehicle. Another problem is the opening of the injector. Indeed, the pipe is generally made of a plastic material. As shown in Figure 1, the triggering of a purge phase immediately after operation of the vehicle may cause the injector to suck exhaust gases "G" too hot that could melt the supply line 22 in plastic, especially on the side 23 of the pipe 22 which is close to the injector 24. It is therefore necessary to postpone the suction after stopping the vehicle to allow the cooling of the exhaust gas. However, in cold weather, this suction can not be delayed too long or risk to see the urea freeze on the side of the pipe 22 which is connected to the tank 18, and which is subjected directly to climatic conditions. Finally, the aspiration of the exhaust gases by the injector 24 generates problems of cleanliness, which could ultimately cause malfunctions of the injector 24. The invention overcomes these disadvantages by proposing an exhaust system susceptible to operate according to a third so-called suction mode in which the pump sucks urea while the injector is closed. For this purpose, as illustrated in Figure 3, the invention provides an exhaust system 10 of the type described above characterized in that the urea injection device 16 comprises a valve 28 called "draw vacuum which is arranged in the pipe 22, upstream and in the immediate vicinity of the injector 24, and in that the control means is able to determine: the closing of said valve 28 in the first and second modes, and the opening of said valve 28 in the third suction mode to allow a rapid aspiration of outside air "E" and residual "U" urea at least contained in the supply line 22 by the pump 20, and the closure of the injector 24 to prevent any gas suction "G" from the processor member 14. Thus, the valve 28 opens out of the exhaust member. The valve 28 is closed in the first and second modes and is open in the third suction mode to allow rapid aspiration of outside air "E" mixed with the residual "U" urea at least contained in the pipe 22 supply of the pump, the injector 24 being closed. This configuration is particularly advantageous because the injector 24 can remain completely closed during the third suction mode. Therefore, it is not drawn gas "G" exhaust during this phase, which avoids the risk of melting of the pipe 22. It is therefore not necessary to delay the suction, allowing to eliminate the risk of freezing of the pipe 22 on the side of its end farthest from the member 14. Finally, an additional advantage of this design is that the suction of air "E" and urea "U" mixed allows to achieve a constant pressure suction, which allows to achieve said suction very quickly. Advantageously, to additionally allow the suction of the residual urea contained in the injector 24, the urea injection device 16 comprises at least a portion 30 of venturi pipe which is arranged upstream in the immediate vicinity of the valve 28 to promote the suction of residual urea contained in the injector 24. The opening of the valve 28 could be controlled directly by the control means, for example in the case where the valve 28 would be a valve type valve. However, in the preferred embodiment of the invention the opening or closing of the vacuum valve 28 is caused by a determined pressure drop 24 in the pipe 22, itself caused indirectly by the operation of the valve. pump, controlled by suction by the control means.
Ainsi, la chute de pression déterminée correspond à l'apparition d'une dépression dans la canalisation 22, c'est-à-dire une pression inférieure à la pression atmosphérique. Dans le cas contraire le clapet 28 est fermé. Thus, the determined pressure drop corresponds to the appearance of a depression in the pipe 22, that is to say a pressure below atmospheric pressure. In the opposite case the valve 28 is closed.
Cette configuration permet de présenter un système 10 se dispensant d'un moyen de commande complexe du clapet de tirage au vide 28. A cet effet, comme l'illustre la figure 3, le clapet 28 comporte au moins une chambre 32 de tirage au vide qui comporte une première extrémité 34 débouchant dans la canalisation 22, une seconde extrémité 36 débouchant dans à l'air libre, et un moyen de soupape 38, interposé entre les première et seconde extrémités 34, 36, qui comporte une soupape rappelée élastiquement à l'encontre de la pression atmosphérique contre un siège de soupape associé. Plus particulièrement, le siège de soupape est un siège tronconique 40 agencé sur un épaulement interne de la chambre et la soupape rappelée élastiquement est constituée d'une bille 42 rappelée par un ressort hélicoïdal 44 prenant appui dans ladite chambre 32. Pour permettre une réalisation aisée du clapet 28 de tirage au vide, l'extrémité 23 de la canalisation 22 est conformée en tubulure présentant la forme d'un "T" comportant une branche principale 46 recevant l'injecteur 24, une première branche transversale qui comporte la chambre 32 de tirage au vide et une seconde branche transversale qui comporte la portion 30 de canalisation formant venturi et qui est reliée à la pompe 18. Le clapet de tirage au vide 24 peut ainsi être intégré à la canalisation 22. This configuration makes it possible to present a system 10 dispensing with a complex control means of the vacuum draft valve 28. For this purpose, as shown in FIG. 3, the valve 28 comprises at least one vacuum draft chamber 32. which has a first end 34 opening into the pipe 22, a second end 36 opening into the air, and a valve means 38 interposed between the first and second ends 34, 36, which comprises a valve resiliently biased to the against atmospheric pressure against an associated valve seat. More particularly, the valve seat is a frustoconical seat 40 arranged on an internal shoulder of the chamber and the resiliently biased valve consists of a ball 42 biased by a helical spring 44 bearing in said chamber 32. To allow easy realization of the valve 28 to draw, the end 23 of the pipe 22 is shaped tubing in the form of a "T" having a main branch 46 receiving the injector 24, a first transverse branch which comprises the chamber 32 of vacuum draw and a second transverse branch which comprises the venturi pipe portion 30 and which is connected to the pump 18. The vacuum draw valve 24 can thus be integrated into the pipe 22.
Il est en effet plus facile de disposer le clapet 28 sur la canalisation 22, plutôt que sur l'injecteur 24. It is indeed easier to arrange the valve 28 on the pipe 22, rather than the injector 24.
On remarquera avantageusement que l'injecteur 24 est incliné d'un angle "u" déterminé dans l'organe 14 de traitement des gaz pour favoriser la diffusion de l'urée. Enfin, comme l'illustre la figure 1, on remarquera aussi que le réservoir 18 est relié à au moins un conduit 48 de remplissage et un conduit 50 de mise à l'air, ce dernier permettant notamment de refouler l'air contenu dans le réservoir lors du remplissage du réservoir 18 ou lors de la purge du conduit 22 et de l'injecteur 24. Par rapport à un système conventionnel, l'ajout du clapet 10 28 permet de manière simple et avantageuse de garder l'injecteur fermé 24 et d'éviter ainsi son encrassement, de réduire le temps de purge en ajustant la perte de charge et le tarage du clapet 24, de supprimer le temps d'attente pour réaliser cette purge, et donc finalement de réduire la consommation électrique durant cette 15 opération. It will advantageously be noted that the injector 24 is inclined at a determined angle "u" in the gas treatment member 14 to promote the diffusion of the urea. Finally, as illustrated in FIG. 1, it will also be noted that the tank 18 is connected to at least one filling duct 48 and a vent duct 50, the latter in particular allowing the air contained in the duct to be discharged. reservoir when filling the reservoir 18 or during the purge of the conduit 22 and the injector 24. Compared to a conventional system, the addition of the valve 28 28 allows a simple and advantageous way to keep the injector closed 24 and to thus avoid its fouling, to reduce the purge time by adjusting the pressure drop and calibration of the valve 24, to eliminate the waiting time to perform this purge, and thus ultimately to reduce the power consumption during this operation .
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| US20100115928A1 (en) * | 2008-02-14 | 2010-05-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Aqueous urea solution feed device of an internal combustion engine |
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2012
- 2012-04-16 FR FR1253468A patent/FR2989418B1/en active Active
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