FR2781523A1 - DEVICE AND METHOD FOR EXHAUSTING EXHAUST GASES FROM A DIESEL INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents

DEVICE AND METHOD FOR EXHAUSTING EXHAUST GASES FROM A DIESEL INTERNAL COMBUSTION ENGINE Download PDF

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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

Dans ce dispositif pour évacuer le courant de gaz d'échappement (2) d'un moteur diesel (1) comportant un tuyau d'échappement (3), un organe de blocage (8) est disposé dans le tuyau d'échappement (3) et un canal de séparation (5) s'étend à partir de l'organe de blocage (8) et il est prévu un séparateur cyclone (4) comportant un accumulateur (11) recevant des particules solides mélangées au courant des gaz d'échappement (2) au moyen d'une canalisation à particules (7); l'organe de blocage (8) et un organe de blocage (9) dans la canalisation (7) peuvent être commutés par une unité de commande (10), reliée à un dispositif (18) enregistrant l'état de fonctionnement du moteur.Application notamment aux moteurs diesel de véhicules automobiles.In this device for discharging the exhaust gas stream (2) from a diesel engine (1) comprising an exhaust pipe (3), a blocking member (8) is arranged in the exhaust pipe (3 ) and a separation channel (5) extends from the blocking member (8) and there is provided a cyclone separator (4) comprising an accumulator (11) receiving solid particles mixed with the flow of exhaust (2) by means of a particle pipe (7); the blocking member (8) and a blocking member (9) in the pipeline (7) can be switched by a control unit (10), connected to a device (18) recording the operating state of the engine. Application in particular to diesel engines of motor vehicles.

Description

i L'invention concerne un dispositif et un procédé pour l'évacuation desThe invention relates to a device and a method for the evacuation of

gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne diesel, dans lesquels les particules, qui apparaissent lors de la combustion dans le moteur à combustion interne, sont éliminées des gaz d'échappement et  exhaust gases from a diesel internal combustion engine, in which particles, which appear during combustion in the internal combustion engine, are removed from the exhaust gases and

finalement éjectées dans l'environnement.  eventually ejected into the environment.

Les gaz d'échappement de moteurs à combustion interne diesel contiennent des particules de corps solides, notamment des particules de suie, en tant que résidus de combustion du carburant diesel brûlé. Si le moteur à combustion interne diesel fonctionne dans une gamme inférieure de charges et de vitesses de rotation, les particules de suie se déposent dans l'installation des gaz d'échappement sur toutes les surfaces qui sont en contact avec le courant des gaz d'échappement. Dans le cas d'une accélération brusque du moteur à combustion interne et de l'accroissement brusque, que ceci provoque, du débit de gaz, les particules de suie sont simultanément entraînées et noircissent les gaz d'échappement éjectés dans  Exhaust gases from diesel internal combustion engines contain particles of solid bodies, in particular soot particles, as combustion residues from burnt diesel fuel. If the diesel internal combustion engine operates at a lower range of loads and rotational speeds, soot particles are deposited in the exhaust system on all surfaces which are in contact with the exhaust gas stream. exhaust. In the case of a sudden acceleration of the internal combustion engine and the sudden increase, which this causes, of the gas flow, the soot particles are simultaneously entrained and blacken the exhaust gases ejected into

l'environnement.the environment.

Pour éviter le nuage de fumée noire visible produit par le moteur à combustion interne diesel, DE 195 42 587 Al propose d'uniformiser les émissions de particules qui  To avoid the visible black smoke cloud produced by the internal combustion diesel engine, DE 195 42 587 Al proposes to standardize the emissions of particles which

apparaissent avec des intensités variables dans le temps.  appear with varying intensities over time.

On y décrit un dispositif formant filtre qui est traversé par des gaz d'échappement, les particules contenues dans le courant de gaz d'échappement étant collectées dans un élément de filtre, conformément à leur apparition instantanée à partir du courant de gaz d'échappement qui  It describes a filter device which is crossed by exhaust gases, the particles contained in the exhaust gas stream being collected in a filter element, in accordance with their instantaneous appearance from the exhaust gas stream. who

pénètre dans le dispositif formant filtre.  enters the filter device.

Les particules de suie doivent être à nouveau évacuées de l'élément de filtre en même temps que le courant de gaz d'échappement qui quitte le dispositif formant filtre. Les particules de suie collectées gênent cependant la traversée du filtre et, pour éviter un colmatage de l'élément de filtre, dans le dispositif connu est prévu un élément de filtre qui se déplace circonférentiellement. Sous l'effet du déplacement circonférentiel de l'élément de filtre, de nouvelles parties, faiblement chargées de particules, de l'élément de filtre sont en permanence disponibles pour être chargées par les gaz d'échappement non encore filtrés. Dans le cas d'émission importante de particules de suie, cette disposition permet de retarder le colmatage de l'élément de filtre, mais ne l'empêche pas. Une combustion des particules de suie collectées n'est la plupart du temps pas possible étant donné que les températures dans l'élément de filtre et dans les sections, situées en arrière de l'élément de filtre, du tuyau d'échappement sont  The soot particles must again be removed from the filter element along with the exhaust gas stream leaving the filter device. The soot particles collected, however, interfere with the passage of the filter and, to avoid clogging of the filter element, in the known device is provided a filter element which moves circumferentially. Under the effect of the circumferential displacement of the filter element, new parts, lightly charged with particles, of the filter element are permanently available to be charged by the exhaust gases which are not yet filtered. In the case of significant emission of soot particles, this arrangement makes it possible to delay the clogging of the filter element, but does not prevent it. Combustion of the collected soot particles is most of the time not possible since the temperatures in the filter element and in the sections behind the filter element of the exhaust pipe are

inférieures aux températures d'inflammation de la suie.  below the ignition temperatures of the soot.

Le document allemand DE 43 19 283 Cl a fait connaître un procédé et un dispositif pour réduire le particules de suie dans les gaz d'échappement de moteurs diesel, le courant des gaz d'échappement traversant un séparateur de particules agencé sous la forme d'un cyclone et étant subdivisé en un courant partiel exempt de particules et un courant partiel enrichi en particules. Les gaz d'échappement exempt de particules sont évacués à l'air libre. Les gaz d'échappement enrichis en particules sont soumis à un champ électromagnétique, auquel cas il se produit un couplage des particules en vol libre avec une énergie de micro-ondes d'un ordre de grandeur tel que les particules sont chauffées à la température de combustion et brûlent. Avant de pénétrer dans le cyclone, les particules relativement petites, qui volent librement dans les gaz d'échappement, s'agglomèrent dans un champ à haute tension d'un électrofiltre en atteignant une taille telle qu'elles puissent être séparées dans le cyclone. Certes, le dispositif connu permet de réduire les particules dans les gaz d'échappement et évite la formation d'un nuage de fumée noire visible au niveau de la sortie du pot d'échappement dans le cas d'accroissements brusques du débit de gaz, mais ceci requiert une dépense élevée de construction et une  The German document DE 43 19 283 Cl disclosed a method and a device for reducing the soot particles in the exhaust gases of diesel engines, the stream of exhaust gases passing through a particle separator arranged in the form of a cyclone and being subdivided into a partial stream free of particles and a partial stream enriched in particles. Particle-free exhaust gases are exhausted to the open air. The exhaust gases enriched in particles are subjected to an electromagnetic field, in which case there is a coupling of the particles in free flight with microwave energy of an order of magnitude such that the particles are heated to the temperature of combustion and burn. Before entering the cyclone, the relatively small particles, which fly freely in the exhaust gas, agglomerate in a high-voltage field of an electrostatic precipitator, reaching a size such that they can be separated in the cyclone. Admittedly, the known device makes it possible to reduce the particles in the exhaust gases and avoids the formation of a cloud of black smoke visible at the level of the outlet of the exhaust pipe in the case of sudden increases in the flow of gas, but this requires a high construction expense and a

utilisation supplémentaire d'énergie pour l'agglomération.  additional energy use for the agglomeration.

L'invention a pour but de réduire, à l'aide de moyens simples, l'émission de particules d'un moteur à combustion interne diesel et d'éviter d'une manière durable la formation d'un nuage de fumée noire visible lors de  The object of the invention is to reduce, by simple means, the emission of particles from a diesel internal combustion engine and to avoid in a sustainable manner the formation of a cloud of black smoke visible during of

l'évacuation des gaz d'échappement.  exhaust gas evacuation.

Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'un dispositif pour évacuer un courant de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne diesel comportant un tuyau d'échappement, dans lequel est disposé un organe de blocage, et un canal de séparation qui s'étend en dérivation en amont de l'organe de blocage dans le sens de circulation d'écoulement et dans lequel est disposé un séparateur cyclone, lequel comporte un accumulateur servant à recevoir des particules de corps solides déposées, qui peuvent être mélangées au courant des gaz d'échappement au moyen d'une canalisation à particules qui peut être bloquée et débouche dans le tuyau d'échappement, l'organe de blocage situé dans le tuyau d'échappement et un organe de blocage situé dans la canalisation à particules pouvant être commutés, au moyen de lignes de transmission de signaux de commutation, par une unité de commande, dont le côté entrée est relié à un dispositif servant à enregistrer  This problem is solved in accordance with the invention using a device for discharging an exhaust gas stream from a diesel internal combustion engine comprising an exhaust pipe, in which a blocking member is arranged, and a separation channel which extends in diversion upstream of the blocking member in the direction of flow flow and in which a cyclone separator is arranged, which comprises an accumulator serving to receive particles of solid bodies deposited, which can be mixed with the exhaust gas stream by means of a particulate pipe which can be blocked and opens into the exhaust pipe, the blocking member located in the exhaust pipe and a blocking member located in the particulate pipeline which can be switched, by means of transmission lines for switching signals, by a control unit, the input side of which is connected to a device for save

l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne.  the operating condition of the internal combustion engine.

Ce problème est également résolu conformément à l'invention à l'aide d'un procédé pour évacuer les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne diesel, selon lequel un courant des gaz d'échappement est guidé dans un tuyau d'échappement et est éjecté dans l'air environnant au niveau d'un tube d'extrémité et une unité de commande détecte des états de fonctionnement du moteur à combustion interne et, dans le cas de la présence d'états de fonctionnement déterminés avec une émission élevée de particules de corps solides, déclenche la fermeture d'un organe de blocage situé dans le tuyau d'échappement si bien que par conséquent le courant des gaz d'échappement est dirigé, au moyen d'un conduit de séparation, dans un séparateur cyclone, dans lequel les gaz d'échappement sont centrifugés et les particules séparées sont recueillies dans un accumulateur alors que, dans le cas de la présence d'états de fonctionnement du moteur à combustion interne avec une faible émission de particules, les particules sont envoyées depuis l'accumulateur au tuyau d'échappement et sont mélangées au courant des gaz d'échappement, l'unité de commande libérant, sous l'effet de l'ouverture d'un organe de blocage, une canalisation à particules qui relie  This problem is also solved in accordance with the invention by means of a method for discharging the exhaust gases from a diesel internal combustion engine, according to which a stream of the exhaust gases is guided in a pipe. exhaust and is ejected into the surrounding air at an end tube and a control unit detects operating states of the internal combustion engine and, in the case of the presence of determined operating states with an emission high of solid particles, triggers the closure of a blocking member located in the exhaust pipe so that the flow of exhaust gases is therefore directed, by means of a separation duct, in a separator cyclone, in which the exhaust gases are centrifuged and the separated particles are collected in an accumulator whereas, in the case of the presence of operating states of the internal combustion engine with a low emission of particles, the particles are sent from the accumulator to the exhaust pipe and are mixed with the stream of exhaust gases, the control unit releasing, under the effect of the opening of an organ blocking system, a particle pipe that connects

l'accumulateur à particules au tuyau d'échappement.  the particle accumulator in the exhaust pipe.

Dans le tuyau d'échappement de ce moteur à combustion interne est disposé un organe de blocage, qui, pour certains états de fonctionnement du moteur à combustion interne, est amené par une unité de commande dans la position fermée. Les gaz d'échappement contenant des particules sont dirigés, par un canal de séparation qui s'étend en dérivation en amont de l'organe de blocage dans le sens de circulation, dans un séparateur cyclone, qui comporte un accumulateur servant à recevoir les particules de corps solides déposées. Si, sur la base des données de mesure produites de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne, l'unité de commande identifie la présence d'une accélération qui introduit un accroissement du débit de gaz, l'organe de blocage situé dans le tuyau d'échappement est fermé et le tuyau d'échappement avec sa quantité accrue de particules est centrifugé dans le  In the exhaust pipe of this internal combustion engine is arranged a blocking member, which, for certain operating states of the internal combustion engine, is brought by a control unit to the closed position. The exhaust gases containing particles are directed, by a separation channel which extends in bypass upstream of the blocking member in the direction of circulation, in a cyclone separator, which comprises an accumulator serving to receive the particles of solid bodies deposited. If, on the basis of the measurement data produced from the operating state of the internal combustion engine, the control unit identifies the presence of an acceleration which introduces an increase in the gas flow, the blocking member located in the exhaust pipe is closed and the exhaust pipe with its increased amount of particles is centrifuged in the

séparateur cyclone avant son éjection dans l'environnement.  cyclone separator before its ejection into the environment.

Les particules de suie déposées dans le cyclone sont collectées dans l'accumulateur et, dans des états de fonctionnement à faible émission de particules, sont à nouveau mélangées au courant de gaz d'échappement au moyen d'une canalisation à particules. La canalisation à particules débouche en arrière de l'organe de blocage, dans le tuyau d'échappement et comporte également un organe de blocage qui est relié, comme l'organe de blocage situé dans le tuyau d'échappement, à l'unité de commande par l'intermédiaire d'une ligne de transmission de signaux. En fonction du diagnostic de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne, dans le cas de la présence d'états de fonctionnement à faible émission de particules, l'unité de commande libère la canalisation à particules, ce qui a pour effet que les particules sont envoyées depuis l'accumulateur, sous la forme d'un courant de particules, aux gaz d'échappement. La formation d'un nuage de fumée noire visible lors de l'éjection des gaz d'échappement en raison de concentrations très élevées de particules dans  The soot particles deposited in the cyclone are collected in the accumulator and, in operating states with low particle emission, are again mixed with the exhaust gas stream by means of a particle pipe. The particulate pipe opens behind the blocking member, into the exhaust pipe and also comprises a blocking member which is connected, like the blocking member located in the exhaust pipe, to the control via a signal transmission line. Depending on the diagnosis of the operating state of the internal combustion engine, in the case of operating states with low particle emission, the control unit releases the particulate line, which has the effect that the particles are sent from the accumulator, in the form of a stream of particles, to the exhaust gases. The formation of a visible black smoke cloud when ejecting exhaust gases due to very high concentrations of particles in

les gaz d'échappement est par conséquent exclue.  exhaust gas is therefore excluded.

L'invention part du fait que, dans la gamme des faibles charges et vitesses de rotation, la charge naturelle des particules et les forces mécaniques, qui sont provoquées de ce fait, conduisent à une agglomération avec une taille de grain qui a pour effet que dans le cas de débits de gaz qui sont plus élevés ou augmentent brusquement, les particules se détachent et sont séparées dans le cyclone. Précisément dans le cas des états de fonctionnement qui posent des problèmes en ce qui concerne l'émission de particules, lors de l'accélération à partir de cette gamme de fonctionnement, une séparation des particules dans le cyclone peut être réalisée sans autres moyens auxiliaires pour réaliser l'agglomération. Avantageusement la dérivation du canal de séparation en direction du cyclone est disposée en arrière d'un silencieux arrière disposé dans le tuyau d'échappement et dont l'action d'accumulation des particules suffit, pour des états de fonctionnement du moteur à combustion interne avec une faible formation de particules, pour obtenir des gaz d'échappement de bonne qualité. Dans un développement de l'invention, l'organe de blocage situé dans la canalisation à particules est une vanne mélangeuse réglable en rapport avec la section transversale de passage. L'unité de commande détermine, par réglage de la section transversale de la canalisation à particules, le débit quantitatif des particules devant être mélangées aux gaz d'échappement, en fonction de l'état de  The invention starts from the fact that, in the range of low loads and rotational speeds, the natural load of the particles and the mechanical forces which are caused thereby, lead to an agglomeration with a grain size which has the effect that in the case of gas flows which are higher or suddenly increase, the particles detach and are separated in the cyclone. Precisely in the case of operating states which pose problems with regard to the emission of particles, during acceleration from this operating range, a separation of the particles in the cyclone can be achieved without other auxiliary means for achieve agglomeration. Advantageously, the bypass of the separation channel in the direction of the cyclone is disposed behind a rear silencer disposed in the exhaust pipe and the particle accumulation action of which is sufficient, for operating states of the internal combustion engine with low particle formation, to obtain good quality exhaust gases. In a development of the invention, the blocking member located in the particle pipe is an adjustable mixing valve in relation to the passage cross section. The control unit determines, by adjusting the cross section of the particulate pipe, the quantitative flow rate of the particles to be mixed with the exhaust gases, depending on the state of

fonctionnement du moteur à combustion interne.  operation of the internal combustion engine.

Avantageusement, l'unité de commande fait partie d'une unité de commande du moteur à combustion interne. La fonction de l'unité de commande peut être également réalisée dans l'unité de commande à moteur, qui, pour sa tâche essentielle proprement dite, à savoir la commande du comportement de fonctionnement du moteur à combustion  Advantageously, the control unit is part of a control unit of the internal combustion engine. The function of the control unit can also be carried out in the motor control unit, which, for its essential task proper, namely controlling the operating behavior of the combustion engine

interne, détermine l'état de fonctionnement de ce moteur.  internal, determines the operating state of this engine.

Sur la base de la connaissance déjà effective de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne, l'unité de commande du moteur assume également, dans une configuration correspondante, la commande de l'évacuation des gaz  On the basis of the already effective knowledge of the operating state of the internal combustion engine, the engine control unit also assumes, in a corresponding configuration, the control of the exhaust gas

d'échappement selon l'invention.exhaust according to the invention.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe de blocage est situé dans le tuyau d'échappement entre la dérivation du canal de séparation et l'embouchure  According to another characteristic of the invention, the blocking member is located in the exhaust pipe between the bypass of the separation channel and the mouth

de la canalisation à particules.of the particulate pipe.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la dérivation du canal de séparation est située, dans le sens de circulation du tuyau d'échappement, en arrière d'un  According to another characteristic of the invention, the bypass of the separation channel is located, in the direction of flow of the exhaust pipe, behind a

silencieux arrière.rear silencer.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe de blocage est agencé sous la forme d'un clapet à  According to another characteristic of the invention, the blocking member is arranged in the form of a valve with

gaz d'échappement dans le tuyau d'échappement.  exhaust gas in the exhaust pipe.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité de commande fait partie d'une unité de commande du  According to another characteristic of the invention, the control unit is part of a control unit of the

moteur à combustion interne.internal combustion engine.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le séparateur cyclone et le silencieux arrière sont logés dans  According to another characteristic of the invention, the cyclone separator and the rear silencer are housed in

un carter commun.a common housing.

Selon une autre caractéristique de l'invention, un courant des particules déposées dans le séparateur cyclone est mélangé au courant de gaz d'échappement, en arrière de  According to another characteristic of the invention, a stream of particles deposited in the cyclone separator is mixed with the stream of exhaust gas, behind

l'organe de blocage du tuyau d'échappement.  the exhaust pipe blocking member.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le courant des gaz d'échappement est dirigé de manière à traverser le séparateur cyclone lors de processus d'accélération du moteur à combustion interne et notamment à partir des gammes inférieures de charges et de vitesses  According to another characteristic of the invention, the flow of exhaust gases is directed so as to pass through the cyclone separator during the acceleration process of the internal combustion engine and in particular from the lower ranges of loads and speeds

de rotation.of rotation.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le tuyau d'échappement est bloqué pendant un bref intervalle de temps pendant environ 5 à 30 secondes pour la centrifugation du contenu en particules des gaz d'échappement. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité de commande détermine le courant quantitatif des particules devant être mélangées aux gaz d'échappement par réglage de la section transversale de passage de la canalisation à particules en fonction de l'état de  According to another characteristic of the invention, the exhaust pipe is blocked for a short period of time for approximately 5 to 30 seconds for the centrifugation of the particle content of the exhaust gases. According to another characteristic of the invention, the control unit determines the quantitative current of the particles to be mixed with the exhaust gases by adjusting the cross section of the passage of the particulate pipe according to the state of

fonctionnement du moteur à combustion interne.  operation of the internal combustion engine.

D'autres caractéristiques et avantages de la  Other features and advantages of the

présente invention ressortiront de la description donnée  present invention will emerge from the description given

ci-après prise en référence au dessin annexé.  below taken with reference to the attached drawing.

La figure unique du dessin représente un moteur à combustion interne diesel 1, dont les gaz d'échappement sont évacués par un tuyau d'échappement 3, à la section d'extrémité duquel est disposé un silencieux arrière 6. Les gaz d'échappement parviennent à l'air libre en traversant un tube d'extrémité 14 du tuyau d'échappement 3, qui se raccorde au silencieux arrière 6. Le courant de gaz d'échappement 2, qui quitte le moteur à combustion interne, contient des particules de suie en tant que résidu de combustion du carburant diesel. Une quantité déterminée de particules peut être collectée dans le silencieux arrière 6. Cependant la quantité de particules contenues dans les gaz d'échappement 2 est variable pendant une durée de fonctionnement assez longue et dépend de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne. des émissions particulièrement conséquentes de particules dans les gaz d'échappement pourraient être visibles, à la sortie du tube d'extrémité 14 du tuyau d'échappement 3, sous la forme d'un nuage de fumée noire, mais ceci est évité grâce  The single figure of the drawing represents a diesel internal combustion engine 1, the exhaust gases of which are evacuated by an exhaust pipe 3, at the end section of which is disposed a rear silencer 6. The exhaust gases reach in the open air through an end tube 14 of the exhaust pipe 3, which connects to the rear silencer 6. The stream of exhaust gas 2, which leaves the internal combustion engine, contains particles of soot as a residue from the combustion of diesel fuel. A determined quantity of particles can be collected in the rear silencer 6. However, the quantity of particles contained in the exhaust gases 2 is variable during a fairly long operating period and depends on the operating state of the internal combustion engine. particularly significant emissions of particles in the exhaust gases could be visible, at the outlet of the end tube 14 of the exhaust pipe 3, in the form of a cloud of black smoke, but this is avoided thanks to

aux dispositions selon l'invention.to the arrangements according to the invention.

Les états de fonctionnement critiques concernant la formation d'une fumée noire sont des processus d'accélération du moteur à combustion interne avec des phases relativement lentes à faible charge et à faible vitesse de rotation, auquel cas les particules de suie, qui se sont déposées en raison de l'accroissement du débit, sont entraînées simultanément au niveau des parois du tuyau d'échappement 3 et du silencieux arrière 6. Dans le tube d'extrémité 14 est disposé un clapet de blocage 8 qui est fermé dans le cas de la présence d'états de fonctionnement critiques en rapport avec la fumée noire, de sorte que le courant des gaz d'échappement contenant des particules est dirigé au moyen d'un canal de séparation 5 en direction d'un séparateur cyclone 4. Les gaz d'échappement sont centrifugés dans le séparateur cyclone 4 et les particules  The critical operating states for the formation of black smoke are processes of acceleration of the internal combustion engine with relatively slow phases at low load and at low speed of rotation, in which case the particles of soot, which have settled due to the increased flow, are driven simultaneously at the walls of the exhaust pipe 3 and the rear silencer 6. In the end tube 14 is disposed a blocking valve 8 which is closed in the case of the presence of critical operating states related to black smoke, so that the flow of particulate-containing exhaust gases is directed by means of a separation channel 5 towards a cyclone separator 4. The gases d are centrifuged in the cyclone separator 4 and the particles

de suie déposées sont collectées dans un accumulateur 11.  soot deposits are collected in an accumulator 11.

Un courant de gaz d'échappement 17, dont les particules ont été éliminées, quitte le séparateur cyclone 4. Le courant purifié des gaz d'échappement 17 peut être évacué directement dans l'environnement. On pourrait également imaginer de renvoyer le courant purifié des gaz d'échappement 17 dans le tube d'extrémité 14 du tuyau d'échappement 3. Une canalisation de liaison s'étendant du séparateur cyclone 4 jusqu'au tube d'extrémité 14 pourrait déboucher en aval du clapet de libération de gaz  An exhaust gas stream 17, from which the particles have been removed, leaves the cyclone separator 4. The purified exhaust gas stream 17 can be discharged directly into the environment. One could also imagine returning the purified stream of exhaust gases 17 into the end tube 14 of the exhaust pipe 3. A connecting pipe extending from the cyclone separator 4 to the end tube 14 could lead downstream of the gas release valve

d'échappement 8, disposé dans le tube d'extrémité 14.  exhaust 8, disposed in the end tube 14.

Les particules de suie déposées peuvent être à nouveau mélangées au courant de gaz d'échappement au moyen d'une canalisation à particules 7, qui relie l'accumulateur de particules 11 du séparateur cyclone 4 au tube d'extrémité 14 et débouche dans le tube d'extrémité 14 en arrière du clapet de libération des gaz d'échappement 8 dans le sens d'écoulement. La canalisation à particules 7 est libérée, pendant les états de fonctionnement du moteur à combustion interne 1, dans le cas d'une faible émission de particules par ouverture d'une vanne mélangeuse 9. Un courant de particules 13 parvient alors de l'accumulateur 11 dans le tube d'extrémité 13 et y est mélangé aux gaz d'échappement en aval du clapet de libération des gaz  The deposited soot particles can be mixed again with the exhaust gas stream by means of a particle pipe 7, which connects the particle accumulator 11 of the cyclone separator 4 to the end tube 14 and opens into the tube end 14 behind the exhaust gas release valve 8 in the direction of flow. The particle pipe 7 is released, during the operating states of the internal combustion engine 1, in the case of a low emission of particles by opening a mixing valve 9. A stream of particles 13 then arrives from the accumulator 11 in the end tube 13 and is mixed there with the exhaust gases downstream of the gas release valve

d'échappement 8, qui est ouvert.exhaust 8, which is open.

Une unité de commande 10 réalise, par l'intermédiaire d'une ligne 15 de transmission de signaux de commutation, la commutation du clapet de libération des gaz d'échappement 8 situé dans le tube d'extrémité 14 et, par l'intermédiaire d'une ligne de transmission de signaux de commutation 16, de la vanne mélangeuse 9 située dans la canalisation à particules 7. Le côté entrée de l'unité de commande 10 est relié à un dispositif 18 servant à détecter  A control unit 10 performs, by means of a line of transmission of switching signals, the switching of the exhaust gas release valve 8 located in the end tube 14 and, via a transmission line for switching signals 16 from the mixing valve 9 located in the particle pipe 7. The input side of the control unit 10 is connected to a device 18 used to detect

l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne 1.  the operating state of the internal combustion engine 1.

Dans l'exemple de réalisation représenté, les données d'état de fonctionnement 12 du moteur à combustion interne 1, qui sont mesurées par le dispositif de détection 18, sont envoyées à l'unité de commande 10. De façon appropriée l'unité de commande 10 fait partie d'une unité de commande du moteur à combustion interne 1, utilise les données d'état de fonctionnement 12 non seulement pour la chaîne de commande du système d'évacuation des gaz d'échappement selon l'invention, mais également pour la chaîne de commande du comportement de fonctionnement du moteur à combustion interne. Si l'unité de commande identifie, sur la base des données introduites d'état de fonctionnement 12, un état de fonctionnement critique en rapport avec l'émission de particules et notamment la formation de fumée noire, le clapet de libération des gaz d'échappement 8 est amené dans la position fermée, et le courant des gaz d'échappement contenant des particules est guidé par le canal de séparation 5 en direction du cyclone 4. Dans le cas de la présence d'un tel état de fonctionnement critique du moteur à combustion interne avec un débit accru de gaz, la canalisation des gaz d'échappement est fermée pendant un bref intervalle de temps, pendant environ 5 à 30 s, pour réaliser la centrifugation des particules, ce qui permet  In the exemplary embodiment shown, the operating state data 12 of the internal combustion engine 1, which are measured by the detection device 18, are sent to the control unit 10. The control unit suitably control 10 is part of an internal combustion engine control unit 1, uses the operating state data 12 not only for the control chain of the exhaust gas extraction system according to the invention, but also for the control chain of the operating behavior of the internal combustion engine. If the control unit identifies, on the basis of the entered operating state data 12, a critical operating state relating to the emission of particles and in particular the formation of black smoke, the gas release valve exhaust 8 is brought into the closed position, and the stream of exhaust gases containing particles is guided by the separation channel 5 towards the cyclone 4. In the case of the presence of such a critical operating state of the engine internal combustion with increased gas flow, the exhaust gas pipeline is closed for a short period of time, for about 5 to 30 s, to carry out the centrifugation of the particles, which allows

d'éviter la formation d'un fumée noire.  avoid the formation of black smoke.

La section transversale de passage dans la vanne mélangeuse 9 située dans la canalisation à particules 7 est réglable. L'unité de commande détermine, en fonction de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne 1, le débit quantitatif 13 des particules devant être mélangées au gaz d'échappement, par réglage de la section transversale de passage de la canalisation à particules, c'est-à-dire par modification de la course d'ouverture de  The cross section of passage in the mixing valve 9 located in the particle pipe 7 is adjustable. The control unit determines, as a function of the operating state of the internal combustion engine 1, the quantitative flow rate 13 of the particles to be mixed with the exhaust gas, by adjusting the cross section of passage of the particulate pipe. , i.e. by modifying the opening stroke of

la vanne de réglage 9.the adjustment valve 9.

Le séparateur cyclone 4 et le silencieux arrière 6 peuvent être logés dans un boîtier commun, ce qui permet d'obtenir un agencement compact du dispositif pour l'évacuation des gaz d'échappement du moteur à combustion  The cyclone separator 4 and the rear silencer 6 can be housed in a common housing, which makes it possible to obtain a compact arrangement of the device for the evacuation of exhaust gases from the combustion engine.

interne diesel 1.internal diesel 1.

11 t11 t

Claims (12)

REVENDICATIONS 1. Dispositif pour évacuer un courant de gaz d'échappement (2) d'un moteur à combustion interne diesel (1) comportant un tuyau d'échappement (3) dans lequel est disposé un organe de blocage (8), et un canal de séparation (5) qui s'étend en dérivation en amont de l'organe de blocage (8) dans le sens de circulation d'écoulement et dans lequel est disposé un séparateur cyclone (4), lequel comporte un accumulateur (11) servant à recevoir des particules de corps solides déposés, qui peuvent être mélangés au courant des gaz d'échappement (2) au moyen d'une canalisation à particules (7) qui peut être bloquée et débouche dans le tuyau d'échappement (3), l'organe de blocage (8) situé dans le tuyau d'échappement (3) et un organe de blocage (9) situé dans la canalisation à particules (7) pouvant être commutés, au moyen de lignes (15, 16) de transmission de signaux de commutation, par une unité de commande (10), dont le côté entrée est relié à un dispositif (18) servant à enregistrer l'état de  1. Device for discharging an exhaust gas stream (2) from a diesel internal combustion engine (1) comprising an exhaust pipe (3) in which a blocking member (8) is arranged, and a channel separation (5) which extends in bypass upstream of the blocking member (8) in the direction of flow flow and in which is disposed a cyclone separator (4), which comprises an accumulator (11) serving to receive particles of solid bodies deposited, which can be mixed with the stream of exhaust gases (2) by means of a particle pipe (7) which can be blocked and opens into the exhaust pipe (3), the locking member (8) located in the exhaust pipe (3) and a locking member (9) located in the particulate line (7) which can be switched, by means of transmission lines (15, 16) of switching signals, by a control unit (10), the input side of which is connected to a device (18) used to record the state of fonctionnement du moteur à combustion interne.  operation of the internal combustion engine. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de blocage (8) est situé dans le tuyau d'échappement (3) entre la dérivation du canal de séparation (5) et l'embouchure de la canalisation à  2. Device according to claim 1, characterized in that the locking member (8) is located in the exhaust pipe (3) between the bypass of the separation channel (5) and the mouth of the pipe to particules (7).particles (7). 3. Dispositif selon l'une ou l'autre des  3. Device according to one or other of the revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la dérivation  claims 1 and 2, characterized in that the derivation du canal de séparation (5) est située, dans le sens de circulation du tuyau d'échappement (3), en arrière d'un  of the separation channel (5) is located, in the direction of flow of the exhaust pipe (3), behind a silencieux arrière (6).rear silencer (6). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le séparateur cyclone (4) et le silencieux  4. Device according to claim 3, characterized in that the cyclone separator (4) and the silencer arrière (6) sont logés dans un carter commun.  rear (6) are housed in a common housing. 5. Dispositif selon l'une quelconque des  5. Device according to any one of revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de  claims 1 to 4, characterized in that the blocage situé dans la canalisation à particules (7) est une vanne mélangeuse (9) réglable en rapport avec la section  blocking located in the particulate pipe (7) is a mixing valve (9) adjustable in relation to the section transversale de passage.transverse passage. 6. Dispositif selon l'une quelconque des  6. Device according to any one of revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe de  Claims 1 to 5, characterized in that the blocage est agencé sous la forme d'un clapet à gaz  blocking is arranged in the form of a gas valve d'échappement (8) dans le tuyau d'échappement (3).  in the exhaust pipe (3). 7. Dispositif selon l'une quelconque des  7. Device according to any one of revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'unité de  claims 1 to 6, characterized in that the unit of commande (10) fait partie d'une unité de commande du moteur  control (10) is part of an engine control unit à combustion interne (1).internal combustion (1). 8. Procédé pour évacuer les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne diesel (1), selon lequel un courant des gaz d'échappement (2) est guidé dans un tuyau d'échappement (3) et est éjecté dans l'air environnant au niveau d'un tube d'extrémité (14) et une unité de commande (10) détecte des états de fonctionnement du moteur à combustion interne (1) et, dans le cas de la présence d'états de fonctionnement déterminés avec une émission élevée de particules de corps solides, déclenche la fermeture d'un organe de blocage (8) situé dans le tuyau d'échappement (3) si bien que par conséquent le courant des gaz d'échappement (2) est dirigé, au moyen d'un conduit de séparation (5), dans un séparateur cyclone (4), dans lequel les gaz d'échappement sont centrifugés et les particules séparées sont recueillies dans un accumulateur (11) alors que, dans le cas de la présence d'états de fonctionnement du moteur à combustion interne (1) avec une faible émission de particules, les particules sont envoyées depuis l'accumulateur (11) au tuyau d'échappement (3) et sont mélangées au courant des gaz d'échappement, l'unité de commande (10) libérant, sous l'effet de l'ouverture d'un organe de blocage (9), une canalisation à particules (7) qui relie l'accumulateur à particules (11) au tuyau  8. Method for discharging exhaust gases from a diesel internal combustion engine (1), according to which a stream of exhaust gases (2) is guided in an exhaust pipe (3) and is ejected into the surrounding air at an end tube (14) and a control unit (10) detects operating states of the internal combustion engine (1) and, in the case of the presence of determined operating states with a high emission of solid particles, triggers the closure of a blocking member (8) located in the exhaust pipe (3) so that therefore the flow of exhaust gases (2) is directed, by means of a separation conduit (5), in a cyclone separator (4), in which the exhaust gases are centrifuged and the separated particles are collected in an accumulator (11) whereas, in the case of the presence operating states of the internal combustion engine (1) with low emiss ion particles, the particles are sent from the accumulator (11) to the exhaust pipe (3) and are mixed with the flow of exhaust gases, the control unit (10) releasing, under the effect of l opening of a blocking member (9), a particle pipe (7) which connects the particle accumulator (11) to the pipe d'échappement (3).exhaust (3). 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un courant (13) des particules déposées dans le séparateur cyclone (4) est mélangé au courant des gaz d'échappement, en arrière de l'organe de blocage (8) du  9. Method according to claim 8, characterized in that a stream (13) of the particles deposited in the cyclone separator (4) is mixed with the stream of exhaust gases, behind the blocking member (8) of the tuyau d'échappement (3).exhaust pipe (3). 10. Procédé selon l'une ou l'autre des  10. Method according to either of the revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le courant des  claims 8 and 9, characterized in that the current of gaz d'échappement (12) est dirigé de manière à traverser le séparateur cyclone (4) lors de processus d'accélération du moteur à combustion interne (1) et notamment à partir des  exhaust gas (12) is directed so as to pass through the cyclone separator (4) during the acceleration process of the internal combustion engine (1) and in particular from the gammes inférieures de charges et de vitesses de rotation.  lower ranges of loads and rotational speeds. 11. Procédé selon l'une quelconque des  11. Method according to any one of revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le tuyau  Claims 8 to 10, characterized in that the hose d'échappement (3) est bloqué pendant un bref intervalle de temps pendant environ 5 à 30 secondes pour la centrifugation du contenu en particules des gaz  exhaust (3) is blocked for a short time for approximately 5 to 30 seconds for centrifugation of the particulate content of the gases d'échappement.exhaust. 12. Procédé selon l'une quelconque des  12. Method according to any one of revendications 8 à 11, caractérisé en ce que l'unité de  claims 8 to 11, characterized in that the unit of commande (10) détermine le courant quantitatif des particules devant être mélangées aux gaz d'échappement par réglage de la section transversale de passage de la canalisation à particules (16) en fonction de l'état de  control (10) determines the quantitative current of the particles to be mixed with the exhaust gases by adjusting the cross section of the passage of the particulate pipe (16) according to the state of fonctionnement du moteur à combustion interne (1).  operation of the internal combustion engine (1).
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