FR2727157A1

FR2727157A1 - Dispositif de post-traitement des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne

Info

Publication number: FR2727157A1
Application number: FR9512292A
Authority: FR
Inventors: Ernst Linder; Hubert Dettling
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-11-19
Filing date: 1995-10-19
Publication date: 1996-05-24
Anticipated expiration: 2015-10-19
Also published as: US5606856A; JPH08210124A; GB9523367D0; FR2727157B1; GB2295334A; DE4441261A1; GB2295334B

Abstract

a) L'invention concerne un dispositif de post-traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne. b) Ce dispositif de post-traitement est caractérisé en ce que le dispositif de dosage (12) consiste en une pompe volumétrique (14) refoulant de façon continue, entraînée à une vitesse de rotation variable, et commandée par le dispositif de commande (9).

Description

l " Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement d'un moteur à

combustion interne "

L'invention concerne un dispositif de post-

traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne à allumage spontané, dans le système collecteur des

gaz d'échappement duquel on dispose un convertisseur cata-

lytique de réduction qui sert à réduire les constituants NOX des gaz d'échappement du moteur à combustion interne, avec un dispositif de dosage commandé par un dispositif de

commande, dispositif de dosage qui sert à introduire de fa-

çon dosée un agent de réduction dans le flux des gaz d'échappement amené au catalyseur, en fonction de valeurs de la teneur en NOX des gaz d'échappement, mises en mémoire dans un champ caractéristique, pour différents paramètres

de fonctionnement du moteur à combustion interne et du con-

vertisseur catalytique, et avec une amenée d'air montée

après le dispositif de dosage, amenée d'air qui sert à pré-

parer de façon finement divisée l'agent de réduction à in-

troduire. Etat de la technique Les gaz d'échappement des moteurs à combustion

interne à allumage spontané ont tendance, à cause de l'ex-

cès important d'oxygène avec lequel on les fait fonction-

ner, à donner une émission élevée de NOX. Ceci se produit

de façon amplifiée dans le cas des moteurs à combustion in-

terne qui fonctionnent avec une injection directe dans la

chambre de combustion. Pour réduire ces émissions, on dis-

pose de la possibilité d'opérer après coup une réduction du NOX au moyen d'un convertisseur catalytique de réduction correspondant. Pour cela sont par exemple appropriés des systèmes de conversion catalytique basés sur de la zéolite.

Un autre problème des moteurs à combustion interne à allu-

mage spontané réside dans la température relativement basse des gaz d'échappement, qui rend plus difficile un démarrage

de la fonction réductrice d'un tel convertisseur catalyti-

que. Pour activer le processus de réduction, il a déjà été proposé de relier le système des gaz d'échappement à un brûleur qui chauffe ces gaz d'échappement. Pour activer le

processus de réduction, on a déjà proposé un dispositif se-

lon l'introduction ci-dessus.

Dans le cas d'un tel dispositif connu par les pu-

blications de F. Schâfer et R van Basshoyen

" Schadstoffreduzierung und Kraftstoffverbrauch von PKW-

Verbrennungsmotoren ", Page 115, Edition Springer, il est prévu d'utiliser, comme moyen de réduction, de l'urée en solution aqueuse qui est amenée au système des gaz d'échap- pement en amont du convertisseur catalytique. Le dosage de cette urée a lieu dans ce cas, d'une manière coûteuse au moyen d'une électrovanne qui est exposée aux températures élevées de fonctionnement dans la zone du système des gaz

d'échappement et qui a tendance pour cette raison à coller.

La préparation et la commande de cette électrovanne pour le dosage de petites quantités, qui se situent dans la zone de 1,5 milligramme par cycle de fonctionnement du moteur à combustion interne, sont très coûteuses. En particulier, il est nécessaire pour le dosage de l'urée délivrée par l'électrovanne, de préparer de l'air sous pression qui,

d'une part, transporte l'urée ayant été dosée vers le sys-

tème des gaz d'échappement et, d'autre part, est utilisé pour produire une pression destinée à mettre le réservoir d'urée à la pression nécessaire pour l'injection sur l'électrovanne. Pour la précision du dosage, il faut régler cette pression. La chute de pression sur électrovanne doit en outre assurer la préparation finement divisée de l'urée

de telle sorte qu'au plus tard dans le convertisseur cata-

lytique, le gaz d'échappement NH3 qui est nécessaire dans

les gaz d'échappement pour la réduction souhaitée des com-

posants du NOX, se dégage grâce à la désagrégation de la

liaison urique en association avec l'action de la chaleur.

Ce dispositif est très coûteux et suppose qu'on ait une température élevée pour les gaz d'échappement afin

de pouvoir exécuter aussi de façon sûre le processus de ré-

duction. On court le risque que, lors d'un surdosage de

l'urée et en cas de non respect des prescriptions de fonc-

tionnement sur le convertisseur catalytique, l'urée ne soit

pas complètement convertie et que de cette façon l'environ-

nement soit pollué par des composants des émissions.

En outre, par le document EP-A 503 882, il est connu d'utiliser du carburant comme agent de réduction HC,

carburant qui est mis en amont d'un convertisseur catalyti-

que de réduction de NOX dans le type de construction à base de zéolite du système des gaz d'échappement du moteur à

combustion interne, commandé par la température du conver-

tisseur catalytique. Le dosage a lieu dans ce cas de façon

intermittente, le HC devant être interposé dans la struc-

ture poreuse du convertisseur catalytique afin que, lorsque la température du convertisseur catalytique augmente, on

dispose de ce composant HC pour convertir le NOX. Ce dispo-

sitif a, en plus de l'utilisation déjà présentée ci-dessus avec ses inconvénients d'une électrovanne et du coût qui en

découle, l'inconvénient que la quantité de HC qui est in-

troduite ne peut pas provoquer immédiatement une conversion des composants NOX, mais doit être seulement préparée dans le convertisseur catalytique. Ceci peut encore se faire

dans le cas de l'utilisation prévue avec le dispositif con-

nu dans le cas d'un moteur à combustion interne à allumage par appareillage externe. Dans le cas des gaz d'échappement relativement plus froids d'un moteur à combustion interne à

allumage spontané, ce moyen n'est pas suffisant.

Avantages de l'invention La solution selon l'invention est caractérisée par le fait que le dispositif de dosage consiste en une pompe volumétrique refoulant de façon continue, entraînée à

une vitesse de rotation variable, commandée par le disposi-

tif de commande.

La solution selon l'invention présente l'avantage

que, pour une utilisation dans le cas de moteurs à combus-

tion interne à allumage spontané, on dispose d'un disposi-

tif de dosage simple grâce au mode de construction duquel

on évite un refroidissement coûteux en raison du refoule-

ment continu. Cette alimentation continue permet aussi d'avoir une préparation simple et facile à maîtriser de l'agent de réduction placé dedans. Le dispositif selon

l'invention se présente dans ce cas de façon simple à maî-

triser et économique, et convient très bien, en se passant

de pressions de refoulement élevées, pour doser de très pe-

tites quantités.

Selon un développement avantageux du dispositif selon l'invention la pompe volumétrique présente un rotor

cylindrique, monté dans un cylindre et entraîné par un mo-

teur électrique, rotor qui présente sur sa surface enve-

loppe au moins un pas de vis, qui va d'un orifice d'entrée

d'agent de réduction dans le cylindre, à un orifice de sor-

tie d'agent de réduction hors du cylindre, lequel orifice

de sortie d'agent de réduction est relié à un point d'in-

troduction d'agent de réduction à l'entrée du convertisseur catalytique.

Dans le cas d'un autre développement selon l'in-

vention, l'agent de réduction dosé, introduit, est préparé de façon optimale avant d'être amené au flux des gaz d'échappement essentiellement sous la forme de vapeur. Pour

cela, il est avantageux de disposer d'un flux d'air addi-

tionnel et d'établir d'autre part une liaison conductrice de la chaleur entre la chambre de tourbillonnement et le système collecteur des gaz d'échappement. En particulier, on utilise pour la préparation intensive de l'agent de ré- duction introduit, une configuration du tuyau de sortie qui sert de façon avantageuse à l'introduction et à la division fine sans entrave de l'agent de réduction préparé sur le courant des gaz d'échappement. Pour que les orifices de sortie soient orientés vers l'aval, on utilise la formation d'une dépression par résistance à l'écoulement entraînant une différence de pression de refoulement. En particulier, on utilise dans ce cas le tourbillonnement renforcé qui se

produit en aval du tuyau de sortie pour assurer une divi-

sion rapide et régulière de l'agent de réduction introduit.

Comme aux températures, qui se trouvent en dehors de la

zone de fonctionnement opérationnelle du convertisseur ca-

talytique, il ne peut pas se produire une conversion de l'agent de réduction d'une manière suffisante, on limite

l'introduction d'agent de réduction à la zone de tempéra-

ture qui correspond à la zone de fonctionnement du conver-

tisseur catalytique. Dans ce cas, on a l'avantage que des quantités d'agent de réduction qui se sont déposées sur le

tuyau de sortie peuvent être converties ou brûlées aux tem-

pératures plus élevées de la zone à pleine charge et dans

la zone à haute vitesse de rotation. Pour éviter des dé-

pôts, en particulier lors du débranchement du moteur à com-

bustion interne, on fait fonctionner la pompe à air en

fonction des paramètres de fonctionnement du moteur à com-

bustion interne, d'une manière correspondant à l'introduc-

tion des doses d'agent de réduction.

Le convertisseur catalytique a dans ce cas, immé-

diatement après le débranchement, encore une température suffisante pour convertir les constituants de l'agent de réduction introduits, en particules non polluantes. Pour améliorer la réduction du NOX, en particulier dans le cas

des gaz d'échappement à basses températures, on peut en ou-

tre prévoir un dispositif caractérisé en ce que la pompe à air continue à fonctionner pendant un temps déterminé lors du débranchement du moteur à combustion interne. Ce dispositif peut être alimenté d'une manière avantageuse en même temps par la pompe à air déjà prévue pour l'introduction de l'agent de réduction. A la suite du convertisseur catalytique de réduction, on a prévu de façon avantageuse un convertisseur catalytique d'oxydation pour

réaliser une post-oxydation des constituants encore imbrû-

lés. Comme agent de réduction, on peut utiliser, d'une ma-

nière avantageuse, du carburant tel que celui qui est utilisé dans le moteur à combustion interne correspondant, donc en particulier du carburant pour moteur Diesel. On

alimente aussi avec ce carburant pour moteur Diesel un dis-

positif de combustion tel que commandé, quant à sa puis-

sance de combustion, en fonction de paramètres de

fonctionnement du moteur à combustion interne, en particu-

lier en fonction de la température des gaz d'échappement

et/ou de la température du convertisseur catalytique de ré-

duction, dispositif de combustion dans lequel le carburant et de l'air entrent en combustion et en ce que les gaz d'échappement de ce dispositif de combustion sont envoyés aux gaz d'échappement du moteur à combustion interne en

amont du point d'introduction de l'agent de réduction.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation représenté sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre une vue globale du moteur à

combustion interne, du convertisseur catalytique de réduc-

tion, et du convertisseur catalytique d'oxydation monté après,

- la figure 2 montre le dispositif selon l'inven-

tion dans une représentation schématique en liaison avec un dispositif de combustion qui sert à chauffer les gaz d'échappement, - la figure 3 montre la configuration selon l'in- vention de la pompe volumétrique et, - la figure 4 montre une coupe suivant la ligne

IV-IV de la figure 2.

Description de l'exemple de réalisation

A la figure 1, on a représenté de façon schémati-

que un moteur à combustion interne 1 du type moteur à com-

bustion interne à allumage spontané ou moteur Diesel. Le système collecteur des gaz d'échappement 3 de ce moteur consiste en ce qu'on appelle le collecteur d'échappement 2

à travers lequel les gaz d'échappement des différents cy-

lindres sont amenés à un tuyau commun d'échappement 4. Dans celui-ci, on a prévu aussi près que possible du moteur à

combustion interne 1, un convertisseur catalytique de ré-

duction 5 pour la réduction des constituants NOX des gaz

d'échappement, et on a monté après celui-ci un convertis-

seur catalytique d'oxydation 6 pour la post-oxydation, avec l'oxygène résiduel, des particules imbrûlées des gaz d'échappement telles que HC ou CO. Dans le catalyseur de

réduction, on a prévu un capteur de température 8 pour me-

surer la température du convertisseur catalytique, capteur qui est relié à un dispositif de commande 9. Ce dispositif

de commande est en outre relié à un brûleur 11 et à un dis- positif de dosage 12 qui est commandé par le dispositif de commande 9 en fonction de la température T du convertisseur30 catalytique et d'autres paramètres de fonctionnement du mo-

teur à combustion interne, tels que par exemple la charge

QK et la vitesse de rotation n.

Pour maintenir la température des gaz d'échappe- ment qui, dans le cas des moteurs à combustion interne à allumage spontané (Moteurs Diesel), est relativement basse

par rapport à celle des moteurs à combustion interne à al-

lumage par appareillage extérieur, on isole thermiquement de préférence le collecteur des gaz d'échappement, ce qui

est réalisé de façon particulièrement efficace par une dou-

ble paroi avec un coussin d'air ou un coussin de gaz se trouvant entre les deux parois. On peut même isoler de cette manière le tuyau suivant des gaz d'échappement 4,

pour maintenir la température des gaz d'échappement si pos-

sible jusqu'à l'entrée dans le convertisseur catalytique de

réduction 5.

La configuration du brûleur et du dispositif de dosage ressort mieux de la représentation schématique des figures 2 et 4. A la figure 2, on a représenté un tuyau qui est représentatif du tuyau d'échappement 4 immédiatement en amont du convertisseur catalytique ou de la zone d'entrée du convertisseur catalytique 5. Dans ce cas, on doit

d'abord s'occuper du dispositif de dosage 12 qui est dispo-

sé soit très peu avant l'entrée du convertisseur catalyti-

que de réduction 5 sur la partie qui amène les gaz

d'échappement, soit déjà dans la zone d'entrée du conver-

tisseur catalytique de réduction 5. Par ce dispositif de

dosage, on amène aux gaz d'échappement un agent de réduc-

tion qui, dans le cas présent, est de préférence du carbu-

rant pour moteur Diesel du moteur à combustion interne Diesel correspondant. L'amenée de cet agent de réduction

doit soutenir le fonctionnement du convertisseur catalyti-

que de réduction 5 servant à réduire les constituants NOX

dans les gaz d'échappement. Comme on l'a déjà mentionné ci-

dessus, ces constituants NOX, dans le cas des moteurs à combustion interne de type Diesel qui fonctionnent avec un

excès important d'oxygène, sont particulièrement élevés.

Par ailleurs l'aptitude à fonctionner d'un convertisseur

catalytique de réduction dépend aussi du fait qu'il pré-

sente une température de fonctionnement suffisante, ce qui à son tour est rendu plus difficile dans le cas des gaz d'échappement relativement froids des moteurs à combustion

interne de type Diesel. Grâce à l'amenée de l'agent de ré-

duction, on améliore le mode de fonctionnement du conver-

tisseur catalytique ou même on le rend simplement possible 5. D'une part, on peut par l'oxydation du carbone et de

l'hydrogène à l'intérieur du convertisseur catalytique aug-

menter la température de celui-ci, et d'autre part produire des constituants réduits qui résultent de cette combustion sous forme de CO et qui provoquent sous action catalytique

la réduction des liaisons NOX.

Pour assurer un fonctionnement suffisant et aussi pour éviter une consommation de carburant excessive, on a

besoin d'un bon dosage de l'agent de réduction à intro-

duire, ce qui a lieu à l'aide du dispositif de dosage 12.

Celui-ci consiste en une pompe volumétrique 14 refoulant de très petites quantités, pompe qui refoule le carburant à partir d'un réservoir de carburant 15, sous une faible

pression de refoulement, vers une chambre de tourbillonne-

ment 16. La pression de refoulement est dans ce cas de l'ordre de 0,45 bar. La conduite de refoulement 17 qui mène à la chambre de tourbillonnement contient dans ce cas un

clapet anti-retour 18, pour éviter des rétroactions du sys-

tème des gaz d'échappement sur la pompe volumétrique 14. La

pompe volumétrique 14 est commandée par l'appareil de com-

mande 9 de telle façon qu'elle soit entraînée à une vitesse

de rotation variable en fonction des paramètres de fonc-

tionnement du moteur à combustion interne, déposés dans un champ caractéristique. La puissance du refoulement varie en fonction de cette vitesse de rotation et, de cette façon

aussi, la quantité de carburant par unité de temps.

La chambre de tourbillonnement 16, qui est aussi représentée en coupe à la figure 4, est constituée sous une forme cylindrique à base circulaire avec une conduite de refoulement 17 qui débouche perpendiculairement à la paroi

intérieure. En outre une conduite d'amenée d'air 18 débou-

che tangentiellement dans la chambre de tourbillonnement

d'une manière telle que l'embouchure de la conduite de re-

foulement 17 se trouve à proximité de l'entrée de la con-

duite d'amenée d'air en aval. La conduite d'amenée d'air est alimentée par une pompe à air 20 qui fonctionne à la pression de refoulement d'à peu près 0,25 bar, mais peut en particulier être également régulée, en fonction du champ caractéristique, par l'appareil de commande 9 quant à sa vitesse de rotation ou à sa puissance de refoulement. On a disposé un étranglement 21 dans la conduite d'alimentation

d'air 18 pour limiter la puissance de refoulement.

On peut tirer de la coupe à travers la chambre de tourbillonnement selon la figure 4, qu'un tuyau de sortie 22 sort coaxialement de la chambre de tourbillonnement 16,

tuyau qui plonge perpendiculairement dans le tuyau d'échap-

pement 4 ou le convertisseur catalytique de réduction 5. La chambre de tourbillonnement, pour assurer un bon échange de chaleur, est reliée directement à la paroi du tuyau d'échappement 4, 5. Le tuyau de sortie a la forme d'un U avec une première branche 23 qui sort de la chambre de tourbillonnement 16, branche qui se trouve en amont par

rapport à l'écoulement des gaz d'échappement, et une se-

conde branche 34 qui se trouve en aval de la première bran-

che 23. La seconde branche est fermée du côté frontal et présente des orifices de sortie 25 sur sa surface enveloppe

extérieure qui se trouve en aval.

En fonctionnement, grâce à la pompe à air 20, on

introduit de l'air sous pression dans la chambre de tour-

billonnement d'une manière telle qu'il se produise un cou-

rant d'air fortement tournant dans la chambre de tourbillonnement à partir de laquelle l'air passe ensuite dans le tuyau de sortie 23. Ce courant d'air fortement tournant prépare en les divisant finement les quantités de carburant refoulées par la pompe volumétrique 14, de telle

sorte que, lors de l'entrée de l'air dans le tuyau de sor-

Il tie 23, l'air se trouve mélangé de façon régulière avec du

carburant finement divisé. Déjà dans la chambre de tour-

billonnement, l'air qui entre peut s'échauffer sur les pa-

rois de la chambre de tourbillonnement cylindrique, fermée, en même temps que le carburant introduit. L'échauffement est alors amplifié dans le tuyau de sortie qui est chauffé

par les gaz d'échappement, d'une manière telle que le car-

burant se mélange très largement sous forme gazeuse avec l'air et sorte par les orifices de sortie 25, puis ensuite

soit directement amené au convertisseur catalytique de ré-

duction 5.

Pour améliorer le mode de fonctionnement en aug-

mentant la température des gaz d'échappement, on a les iso-

lations, déjà mentionnées précédemment, des pièces qui

canalisent les gaz d'échappement, qui vont de façon avanta-

geuse jusqu'au convertisseur catalytique de réduction. En outre il est avantageux, en particulier pour la phase de démarrage du moteur à combustion interne, jusqu'à ce qu'on

atteigne des températures des gaz d'échappement plus éle-

vées à charge élevée, de prévoir le brûleur 11 déjà men-

tionné en amont du dispositif de dosage ou en amont du tuyau de sortie 22. Dans le cas de ce brûleur, il peut

s'agir par exemple, et comme on l'a représenté, d'un dispo-

sitif tel que celui qui a été déjà développé pour des réa-

lisations de brûleurs servant à brûler des filtres à suie.

On se reportera pour cela par exemple à des systèmes de brûleurs tels que ceux représentés dans le document

DE OS 37 32 491, 37 32 492 ou 39 03 065.

On peut aussi utiliser d'autres réalisations de

brûleurs ou systèmes de chauffage, qui par exemple fonc-

tionnent avec des chauffages électriques. Un tel brûleur présente une chambre de combustion 27 cylindrique, fermée

d'un côté, et ouverte en direction du système d'échappe-

ment, chambre dans laquelle débouche tangentiellement une conduite d'air sous pression 28. Cette embouchure se trouve près de l'extrémité fermée de la chambre de combustion. En outre, à proximité de l'extrémité fermée de la chambre de combustion, celle-ci est reliée à une chambre d'allumage cylindrique 29 qui débouche à angle droit par rapport à l'axe de la chambre de combustion. Celle-ci présente, comme cela ressort des dessins, un orifice d'entrée 30 dans la

chambre de combustion 27 et est fermée, à partir de l'ex-

trémité opposée à cet orifice, par une bougie 32 vissée à cet endroit. A proximité de l'emplacement de vissage de la

bougie débouche, dans la chambre d'allumage, une canalisa-

tion de carburant 33 qui contient un clapet anti-retour 34 ouvert en direction de la chambre d'allumage 29 et qui est reliée à une pompe de carburant 35 qui aspire du carburant à partir du réservoir 15 et le refoule vers la chambre

d'allumage. La puissance de refoulement de la pompe de car-

burant s'obtient de façon avantageuse par la régulation de sa vitesse de rotation, qui est commandée à son tour par le

système de commande 9. Ceci a lieu, en particulier en fonc-

tion de la vitesse de rotation du moteur à combustion in-

terne ou du débit des gaz d'échappement dans le système

d'échappement, en dérivant des différents paramètres déter-

minants du moteur à combustion interne. En outre, on a pré-

vu aussi ici une commande en fonction de la température, d'une manière telle que seul fonctionne le brûleur, quand il est nécessaire d'avoir une élévation de la température

des gaz d'échappement et quand, pour régler cette tempéra-

ture des gaz d'échappement, le brûleur fonctionne aussi

avec une puissance différente. Ceci permet d'avoir un fonc-

tionnement du moteur à combustion interne qui économise du

carburant.

Quand le brûleur fonctionne, on alimente tout d'abord la bougie en courant et on fait venir du carburant à la quantité nécessaire dans la chambre d'allumage. En

même temps, on introduit par la conduite d'air sous pres-

sion 28 de l'air de combustion dans la chambre de combus-

* tion 27, air qui, par suite de l'arrivée tangentielle, pro-

voque un écoulement rotatif dans la chambre de combustion.

Le carburant qui est arrivé sur la bougie présentant de fa-

çon avantageuse encore une douille de protection qui peut être chauffée, se vaporise et se mélange avec l'air de com- bustion dans la chambre de combustion. Quand la température

d'inflammation est atteinte le mélange air-carburant s'en-

flamme et brûle en partie en passant dans le système d'échappement. Les gaz d'échappement qui en résultent et l'énergie calorifique qui se développe dans la chambre de combustion passent dans les gaz d'échappement du moteur à combustion interne et chauffent les gaz d'échappement. Au bout de quelque temps, la chambre de combustion atteint une température à laquelle le carburant qui est amené peut

s'enflammer de façon continue. La bougie est alors débran-

chée. Pour stabiliser la température de la chambre de com-

bustion, cette chambre de combustion 27 peut aussi être pourvue d'une bougie sur laquelle le carburant et l'air

s'enflamment ensemble.

D'une manière avantageuse, l'alimentation de la conduite d'air sous pression 28 en air sous pression a lieu

à partir de la même pompe à air 20 qui sert aussi à alimen-

ter la chambre de tourbillonnement 16.

La pompe volumétrique 14, montrée à la figure 2, a sa construction représentée à la figure 3. Il s'agit dans ce cas d'une pompe de construction très simple, consistant en un carter cylindrique à base circulaire 37 dans lequel est monté un rotor cylindrique 38. Le rotor présente dans ce cas, à son extrémité située du côté frontal, un téton de support 39 qui est monté dans un palier 40 correspondant à l'extrémité, située du côté frontal, du carter cylindrique 37. A l'extrémité axialement opposée au téton de support 39, le rotor 38 est relié à un arbre d'entraînement 41 qui est également monté dans un palier 42 qui est constitué

sous la forme d'un alésage de passage à l'extrémité du car-

ter 37 située du côté frontal. L'arbre d'entraînement est

relié à un moteur électrique 33 qui, comme on l'a déjà re-

présenté ci-dessus, est entraîné à une vitesse de rotation

variable, réglée par le système de commande 9.

Sur la surface enveloppe du rotor 30, on a creusé une rainure 43 en forme de vis sans fin ou de filetage, qui va d'un point d'entrée 44 à une extrémité du rotor 38, à un point de sortie 45 à l'autre extrémité du rotor dans le carter 37. Le point d'entrée 44 du carter 37 a son diamètre élargi par rapport à l'alésage cylindrique du carter 46 qui

entoure la surface enveloppe du rotor dans sa zone intermé-

diaire, et est relié à une conduite d'amenée de carburant.

Celle-ci va du réservoir de carburant à la pompe volumétri-

que 14. Le point de sortie 45 est par ailleurs relié à la

conduite de refoulement 17 et est également élargi par rap-

port à l'alésage cylindrique du carter 46. De préférence à

proximité du point de sortie 45, on prévoit dans cette con-

duite de refoulement 17 le clapet anti-retour 18. Si le ro-

tor 38 est entraîné par le moteur électrique 43, la rainure

37 extrait du carburant à partir du point d'entrée et re- foule celui-ci jusqu'au point de sortie 45. Comme on réa-

lise avec cette rainure 47 une section transversale constante de refoulement, la quantité refoulée par la pompe volumétrique 14 varie en fonction de la vitesse de rotation du rotor. Pour une pression donnée d'ouverture du clapet anti-retour 18 ou une contrepression dans la chambre de tourbillonnement 16, la quantité de carburant introduite dans la chambre de tourbillonnement varie de cette façon par unité de temps comme varie la vitesse de rotation. La

pompe volumétrique que l'on a représentée ici a une cons-

truction très simple et est facile à régler. En particu-

lier, la rainure 47 peut, à travers la petite section transversale, doser exactement de façon facile une quantité

très petite de carburant. De cette façon, cette pompe con-

vient en particulier avantageusement au dosage des petites

quantités nécessaires de carburant dans la chambre de tour-

billonnement.

Claims

R E V E N D I C A T I ONS

1 ) Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne à allumage

spontané, dans le système collecteur (3) des gaz d'échappe-

ment duquel on dispose un convertisseur catalytique de ré- duction (5) qui sert à réduire les constituants NOX des gaz

d'échappement du moteur à combustion interne, avec un dis-

positif de dosage (12) commandé par un dispositif de com-

mande (9), dispositif de dosage qui sert à introduire de façon dosée un agent de réduction dans le flux des gaz d'échappement amené au catalyseur, en fonction de valeurs de la teneur en NOX des gaz d'échappement, mises en mémoire dans un champ caractéristique, pour différents paramètres

de fonctionnement du moteur à combustion interne et du con-

vertisseur catalytique, et avec une amenée d'air montée

après le dispositif de dosage, amenée d'air qui sert à pré-

parer de façon finement divisée l'agent de réduction à in-

troduire, dispositif de post-traitement des gaz

d'échappement, caractérisé en ce que le dispositif de do-

sage (12) consiste en une pompe volumétrique (14) refoulant

de façon continue, entraînée à une vitesse de rotation va-

riable, commandée par le dispositif de commande (9).

2 ) Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la pompe volumétrique (14) présente un rotor (38) cylindrique, monté dans un cylindre (46) et entraîné par un moteur électrique (43), rotor qui présente sur sa surface enveloppe au moins un pas de vis (47), qui va d'un

orifice d'entrée d'agent de réduction (44) dans le cylin-

dre, à un orifice de sortie d'agent de réduction (45) hors

du cylindre (46), lequel orifice de sortie d'agent de ré-

duction est relié à un point d'introduction d'agent de ré-

duction (22) à l'entrée du convertisseur catalytique.

3 ) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, ca-

ractérisé en ce que l'agent de réduction est refoulé par la

pompe volumétrique (14) dans une chambre de tourbillonne-

ment (16) dans laquelle est introduit tangentiellement un flux d'air additionnel refoulé par une pompe à air (20), et en ce que l'agent de réduction est refoulé dans la chambre de tourbillonnement (16) par l'intermédiaire d'une conduite (17) qui débouche perpendiculairement au flux d'air intro- duit, chambre de tourbillonnement (16) à partir de laquelle un tuyau de sortie (22) servant de point d'introduction à l'agent de réduction, va par plusieurs orifices de sortie

(25) dans le flux des gaz d'échappement.

4 ) Dispositif selon la revendication 3, caracté-

risé en ce que la chambre de tourbillonnement (16) a une

liaison conductrice de la chaleur avec le système collec-

teur (3) des gaz d'échappement.

) Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce que le tuyau de sortie est réalisé en forme d'U,

avec une première branche (23) qui se trouve perpendicu-

laire au flux des gaz d'échappement et dérive axialement de la chambre de tourbillonnement, et une seconde branche (24), fermée du côté frontal, présentant les orifices de

sortie (25) dans sa surface enveloppe.

6 ) Dispositif selon la revendication 5, caracté-

risé en ce que les orifices de sortie (25) sont disposés sur le côté de la seconde branche (24) qui se trouve en aval.

7 ) Dispositif selon l'une des revendications 1 à

6, caractérisé en ce que la pompe volumétrique (14) est commandée par le dispositif de commande (9) d'une manière

telle qu'on la fait fonctionner dans la zone de températu-

res des gaz d'échappement qui va de 200 C à 400 C quand le

moteur à combustion interne est en fonctionnement.

8 ) Dispositif selon la revendication 7, caracté-

risé en ce que la pompe à air est également commandée en

fonction des paramètres de fonctionnement du moteur à com-

bustion interne, d'une manière correspondant à l'introduc-

tion des doses d'agent de réduction.

g18

9 ) Dispositif selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé en ce que la pompe à air continue

à fonctionner pendant un temps déterminé lors du débranche-

ment du moteur à combustion interne.

10 ) Dispositif selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé en ce que l'on prévoit un disposi-

tif de combustion commandé, quant à sa puissance de combus-

tion, en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur

à combustion interne, en particulier en fonction de la tem-

pérature des gaz d'échappement et/ou de la température du

convertisseur catalytique de réduction, dispositif de com-

bustion dans lequel le carburant et de l'air entrent en

combustion et en ce que les gaz d'échappement de ce dispo-

sitif de combustion sont envoyés aux gaz d'échappement du

moteur à combustion interne en amont du point d'introduc-

tion (22) de l'agent de réduction.

11 ) Dispositif selon la revendication 10, carac-

térisé en ce que la pompe à air (20) alimente en même temps

aussi le dispositif de combustion (11) en air sous pres-

sion.

12 ) Dispositif selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé en ce que l'on prévoit dans le

système collecteur des gaz d'échappement, en aval du con-

vertisseur catalytique, un dispositif d'oxydation (6) ser-

vant à la post-oxydation des gaz d'échappement.

13 ) Dispositif selon la revendication 11, carac-

térisé en ce que le dispositif de post-oxydation est un

convertisseur catalytique d'oxydation (6).

14 ) Dispositif selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé en ce que l'on utilise comme agent de réduction du carburant, en particulier du carburant pour moteurs Diesel, et en ce que le dispositif de combustion

fonctionne également avec ce carburant.