FR2902456A1

FR2902456A1 - Epurateur d'emissions d'echappement avec unite d'alimentation en additif et unite d'introduction d'air sous pression.

Info

Publication number: FR2902456A1
Application number: FR0755673A
Authority: FR
Inventors: Akikazu Kojima; Syoichi Yokoyama
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-06-16
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2007-12-21
Anticipated expiration: 2027-06-12
Also published as: DE102007000333B4; JP2007332901A; DE102007000333A1; JP4280934B2; US20070289289A1; FR2902456B1

Abstract

Un épurateur d'émissions d'échappement comprend une unité d'épuration (20) dans un système d'échappement (60) d'un moteur (11), ainsi qu'une unité d'alimentation en additif (32) couplée fonctionnellement au système d'échappement (60) entre le moteur (11) et l'unité d'épuration (20), pour introduire un additif dans les gaz d'échappement. L'épurateur comprend en outre une unité d'introduction d'air sous pression (50) qui reçoit de l'air mis sous pression par une unité de compresseur d'air (40) qui est entraînée par les gaz d'échappement et comprime l'air d'admission circulant dans un système d'admission (70) du moteur (11). L'unité d'introduction d'air sous pression (50) est couplée fonctionnellement à l'unité d'alimentation en additif (32) pour lui fournir l'air mis sous pression par l'unité de compresseur d'air (40).

Description

EPURATEUR D'EMISSIONS D'ECHAPPEMENT AVEC UNITE D'ALIMENTATION EN ADDITIF

ET UNITE D'INTRODUCTION D'AIR SOUS PRESSION

Ce qui suit concerne de façon générale un épurateur d'émissions d'échappement et, de façon plus spécifique, un épurateur d'émissions d'échappement avec une unité d'alimentation en additif et une unité d'introduction (d'alimentation) d'air sous pression. Il est connu d'équiper un moteur à combustion interne, tel qu'un moteur diesel, d'une unité d'épuration telle qu'un filtre à particules diesel (appelé ci-après "FAP diesel") et d'un catalyseur de réduction de NOx. Par exemple, l'unité d'épuration fournit du carburant, de l'urée ou autres en tant qu'additif afin de régénérer l'unité d'épuration ou de déclencher une réaction d'oxydo-réduction catalytique. Des exemples de ce dispositif d'épuration sont exposés dans les documents JP-2004-011463A et JP- 2004-308526A. L'additif est éjecté dans les gaz d'échappement circulant dans le système d'échappement, pour être fourni à l'unité d'épuration. L'additif est fourni sous la forme d'un brouillard fin pour favoriser la ré-génération et la réaction dans l'unité d'épuration. Dans ce but, l'additif est fourni en utilisant de l'air à haute pression provenant de l'unité d'alimentation en additif, de façon à favoriser l'atomisation de l'additif. De façon caractéristique, de grands véhicules tels que des camions comprennent une source d'alimentation en air à haute pression, telle qu'un compresseur mécanique, qui est réalisée indépendamment du moteur à combustion interne. Cependant, pour de plus petits véhicules, tels qu'une automobile, il peut ne pas y avoir suffisamment d'espace pour recevoir la source d'alimentation en air à haute pression. Compte tenu de ce qui précède, il existe un besoin portant sur un épurateur d'émissions d'échappement équipé d'une unité d'alimentation en additif et d'une unité d'introduction d'air sous pression pour un moteur à combustion interne, qui résolvent les problèmes mentionnés ci-dessus dans la technique classique. Ce qui suit répond à ce besoin ainsi qu'à d'autres besoins, comme il apparaîtra à l'homme de l'art d'après cet exposé. On propose un épurateur d'émissions d'échappement qui inclut une unité d'épuration incorporée dans un système d'échappement d'un moteur à combustion interne, pour épurer des gaz d'échappement circu- tant dans le système d'échappement. L'épurateur d'émissions d'échappement inclut également une unité d'alimentation en additif couplée fonctionnellement au système d'échappement, à une position située entre le moteur à combustion interne et l'unité d'épuration, pour fournir un additif aux gaz d'échappement circulant dans le système d'échappement. En ou- tre, l'épurateur d'émissions d'échappement comprend une unité d'introduction d'air sous pression pour recevoir de l'air mis sous pression par une unité de compresseur d'air, qui est entraînée par les gaz d'échappement circulant dans le système d'échappement, et comprime de l'air d'admission circulant dans un système d'admission du moteur à combustion interne. L'unité d'introduction d'air sous pression est couplée fonctionnellement à l'unité d'alimentation en additif pour fournir à l'unité d'alimentation en additif l'air qui est mis sous pression par l'unité de compresseur d'air. Avantageusement, l'épurateur comprend en outre un clapet anti- retour qui permet l'écoulement à travers l'unité d'introduction d'air sous pression à partir du système d'admission et empêche l'écoulement à travers l'unité d'introduction d'air sous pression à partir de l'unité d'alimentation en additif de façon générale vers le système d'admission, et/ou l'unité d'introduction d'air sous pression inclut un réservoir placé entre le sys- tème d'admission et l'unité d'alimentation en additif, pour stocker l'air mis sous pression par l'unité de compresseur d'air, ou l'unité d'introduction d'air sous pression comprend une unité de commande de débit qui empêche l'écoulement à partir du système d'admission vers l'unité d'alimentation en additif lorsqu'un débit dans l'unité d'introduction d'air sous pres- sion dépasse une valeur prédéterminée.

Avantageusement, l'unité de compresseur d'air est un turbo-compresseur de suralimentation. On propose aussi une unité ou dispositif d'alimentation en additif pour fournir un additif à une unité d'épuration d'un système d'échap- pement d'un moteur à combustion interne. L'unité d'alimentation en additif comprend une soupape d'injection d'additif couplée fonctionnellement au système d'échappement à une position située entre le moteur à combustion interne et l'unité d'épuration. La soupape d'injection d'additif injecte l'additif dans des gaz d'échappement circulant dans le système d'échap- pement. Une unité d'introduction d'air sous pression est en outre incluse pour recevoir de l'air mis sous pression par une unité de compresseur d'air, qui est entraînée par les gaz d'échappement circulant dans le système d'échappement, et comprime de l'air d'admission circulant dans un système d'admission du moteur à combustion interne. L'unité d'introduc- tion d'air sous pression est couplée fonctionnellement à la soupape d'injection d'additif pour fournir à la soupape d'injection d'additif l'air mis sous pression par l'unité de compresseur d'air. Avantageusement, le dispositif d'alimentation comprend en outre un clapet anti-retour qui permet la circulation à travers l'unité d'intro- duction d'air sous pression à partir du système d'admission et empêche la circulation à travers l'unité d'introduction d'air sous pression à partir de la soupape d'injection d'additif de façon générale vers le système d'admission. De plus, l'unité de d'introduction d'air sous pression peut corn- prendre un réservoir placé entre le système d'admission et la soupape d'injection d'additif pour emmagasiner l'air mis sous pression par l'unité de compresseur d'air, ou en variante, une unité de commande de débit qui bloque l'écoulement à partir du système d'admission vers la soupape d'injection d'additif lorsqu'un débit dans l'unité d'introduction d'air sous pres- sion dépasse une valeur prédéterminée. Dans ce dispositif, de plus, l'unité de compresseur d'air est avantageusement un turbocompresseur de suralimentation. On propose encore un système d'épuration d'échappement pour un moteur à combustion interne qui comprend une unité d'épuration incor-35 porée dans un système d'échappement de moteur à combustion interne, pour épurer des gaz d'échappement circulant dans le système d'échappement. Le système d'épuration d'échappement comprend également une unité d'alimentation en additif couplée fonctionnellement au système d'échappement à une position située entre le moteur à combustion interne et l'unité d'épuration, pour fournir un additif au gaz d'échappement circulant dans le système d'échappement. En outre, une unité de compresseur d'air est incluse, avec une turbine incorporée dans le système d'échappement et entraînée par les gaz d'échappement circulant dans le système d'échappement. L'unité de compresseur d'air inclut en outre un compres- seur incorporé dans un système d'admission du moteur à combustion in-terne et entraîné par la turbine. Le compresseur met sous pression de l'air d'admission circulant dans le système d'admission. En outre, le système d'épuration d'échappement inclut une unité d'introduction d'air sous pression, destinée à recevoir de l'air qui est mis sous pression par l'unité de compresseur d'air, et qui est couplée fonctionnellement à l'unité d'alimentation en additif pour fournir à l'unité d'alimentation en additif l'air mis sous pression par l'unité de compresseur d'air. Avantageusement, le système d'épuration d'échappement comprend en outre un clapet anti-retour qui permet la circulation à travers l'unité d'introduction d'air sous pression à partir du système d'admission et empêche la circulation à travers l'unité d'introduction d'air sous pression à partir de l'unité d'alimentation en additif de façon générale vers le système d'admission. Dans un tel système, l'unité d'introduction d'air sous pression 25 comprend un réservoir placé entre le système d'admission et l'unité d'ali- mentation en additif pour stocker l'air mis sous pression par l'unité de compresseur d'air. En variante, cette unité d'introduction d'air sous pression inclut une unité de commande de débit qui bloque l'écoulement à partir du sys-30 tème d'admission vers l'unité d'alimentation en additif lorsqu'un débit dans l'unité d'introduction d'air sous pression dépasse une valeur prédé- terminée. Enfin dans, un tel système, l'unité de compresseur d'air est avantageusement un turbocompresseur de suralimentation. 35 D'autres buts, caractéristiques et avantages ressortiront davan- tage de la description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels des éléments semblables sont désignés par des numéros de référence semblables, et dans lesquels : La figure 1 est un schéma illustrant un système d'épuration 5 d'échappement conforme à un premier mode de réalisation; La figure 2 est une représentation graphique montrant la relation entre la pression d'air fourni à une soupape d'injection d'additif, et le diamètre de goutte d'une gouttelette de l'additif injecté; La figure 3 est un schéma illustrant un système d'épuration 10 d'échappement conforme à un deuxième mode de réalisation; La figure 4 est une représentation graphique montrant la relation entre la pression de suralimentation, et la vitesse de rotation et le couple de sortie du moteur; La figure 5A est une représentation graphique montrant le 15 changement de la quantité d'absorption de NOx absorbé dans le cataly- seur de réduction de NOx pendant la période de fonctionnement du moteur; La figure 5B est une représentation graphique montrant le changement de la pression de suralimentation pendant la période de fonc- tionnement du moteur et le changement de la pression de l'air qui est 20 fourni à la soupape d'injection d'additif; La figure 6 est un schéma illustrant un système d'épuration d'échappement conforme à un troisième mode de réalisation; et La figure 7 est un schéma illustrant un système d'épuration d'échappement conforme à un quatrième mode de réalisation. 25 On décrira ci-dessous divers modes de réalisation selon la pré-sente invention, en se référant aux dessins annexés. Dans ces modes de réalisation, des éléments de structure qui sont sensiblement les mêmes sont désignés par les mêmes numéros de référence et une description répétitive est omise. 30 Premier Mode de réalisation La figure 1 représente un système d'épuration d'échappement pour un moteur à combustion interne auquel un épurateur d'émissions d'échappement conforme à un premier mode de réalisation est appliqué. Comme illustré sur la figure 1, le système d'épuration d'échappement 10 35 du premier mode de réalisation épure les gaz d'échappement émis par un moteur diesel 11 (qu'on appelle ci-après "moteur") en tant que moteur à combustion interne. Le système d'épuration d'échappement 10 est équipé d'une unité d'épuration 20, d'une unité d'alimentation en additif (32), d'une unité de compresseur d'air (par exemple un turbocompresseur de suralimentation 40), et d'une unité d'introduction (ou d'alimentation) d'air sous pression 50. Le moteur 11 comprend un système d'échappement 60 et un système d'admission 70. Le système d'échappement 60 guide des gaz d'échappement à partir du moteur 11 vers une zone à l'extérieur du moteur 11. Le système d'échappement 60 a un tuyau d'échappement 61 qui forme un passage d'échappement 62. Les gaz d'échappement émis par le moteur 11 circulent à travers le passage d'échappement 62 vers l'extérieur. Le passage d'échappement 62 défini par le tuyau d'échappement 61 est couplé, pour le passage de fluides, au moteur 11 et à un orifice d'échappement 63.

L'unité d'épuration 20 est incorporée dans le système d'échappement et est couplée fonctionnellement au tuyau d'échappement 61. De façon spécifique, l'unité d'épuration 20 est disposée entre le moteur 11 et l'orifice d'échappement 63 dans le système d'échappement 60. Le système d'admission 70 fournit de l'air d'admission au mo- teur 11, à partir d'une zone située à l'extérieur du moteur 11. Le système d'admission 70 a un tuyau d'admission 71 qui définit un passage d'admission 72. L'air d'admission introduit à partir d'un orifice d'admission 73 circule vers le moteur 11, à travers un passage d'admission 72. Le passage d'admission 72 défini par le tuyau d'admission 71 est couplé, pour le pas- sage de fluides, à l'orifice d'admission 73 et au moteur 11. Un papillon des gaz 74 est disposé dans le passage d'admission 72 pour régler un débit de l'air d'admission. L'unité d'épuration 20 est disposée dans le système d'échappement 60. Dans le mode de réalisation représenté, l'unité d'épuration 20 a un FAP diesel 21, un catalyseur de réduction de NOx 22 et un catalyseur d'oxydation 23. Le FAP diesel 21 collecte la matière particulaire incluse dans les gaz d'échappement. Le catalyseur de réduction de NOx 22 réduit les NOx inclus dans les gaz d'échappement, en coopération avec, par exemple du carburant, tel que du gazole, et de l'urée en tant qu'additif. Il en résulte que les NOx inclus dans les gaz d'échappement sont réduits en N2, CO2 et H2O qui sont moins nuisibles. Le catalyseur d'oxydation 23 oxyde la matière particulaire incluse dans les gaz d'échappement. Le premier mode de réalisation décrit un exemple de l'unité d'épuration 20 équipée du FAP diesel 21, du catalyseur de réduction de NOx 22 et du catalyseur d'oxydation 23. On appréciera cependant qu'il est possible d'incorporer n'importe quelle unité d'épuration 20 appropriée. Par exemple, dans un mode de réalisation, le catalyseur de réduction de NOx 22 et soit le FAP diesel 21, soit le catalyseur d'oxydation 23, sont incorporés. Dans un autre mode de réalisation, l'unité d'épuration 20 est équipée d'un filtre et d'un catalyseur à la place du FAP diesel 21, du catalyseur de réduction de NOx 22 ou du catalyseur d'oxydation 23 qui sont exemplifiés ci-dessus. L'unité d'alimentation en additif 32 est couplée fonctionnelle-ment au système d'échappement 60 à une position située entre le moteur 11 et l'unité d'épuration 20, pour fournir un additif aux gaz d'échappement circulant dans le système d'échappement 60. Dans le mode de réalisation représenté, l'unité d'alimentation en additif 32 inclut une soupape d'injection d'additif 30 qui est en communication, pour les fluides, avec le système d'échappement 60 entre le moteur 11 et l'unité d'épuration 20. En d'autres termes, la distance entre la soupape d'injection 30 et le moteur 11 est inférieure à la distance entre l'unité d'épuration 20 et le moteur 11. Comme on le décrira ci-dessous, de l'air provenant de l'unité d'introduction d'air sous pression 50 permet à la soupape d'injection 30 de fournir de l'additif dans le système d'échappement 60. La soupape d'injec- tion d'additif 30 injecte l'additif dans les gaz d'échappement circulant dans le passage d'échappement 62. L'additif comprend des substances permettant le fonctionnement du FAP diesel 21, du catalyseur de réduction de NOx 22 et du catalyseur d'oxydation 23 de l'unité d'épuration 20. Par exemple, le FAP diesel 21 collecte la matière particulaire incluse dans les gaz d'échappement. Par conséquent, lorsque le FAP die-sel 21 collecte plus d'une quantité prédéterminée de matière particulaire, le FAP diesel 21 peut se colmater, ce qui entraîne une réduction de la fonction du FAP diesel 21. Pour éviter ceci, la soupape d'injection d'additif 30 injecte, par exemple, du carburant tel que du gazole, en tant qu'additif pour brûler et éliminer la matière particulaire collectée par le FAP diesel 21. Il en résulte que le colmatage du FAP diesel 21 est réduit, ce qui fait que le FAP diesel 21 est régénéré. De plus, le catalyseur de réduction de NOx 22 absorbe les NOx inclus dans les gaz d'échappement. Par conséquent, lorsque le catalyseur de réduction de NOx 22 absorbe plus d'une quantité prédéterminée de NOx, la capacité d'absorption est saturée, ce qui entraîne une réduction de la fonction de catalyseur de réduction de NOx 22. Pour éviter ceci, la soupape d'injection d'additif 30 injecte, par exemple, du carburant tel que du gazole ou de l'urée qui est un additif remplissant la fonction d'un ré- ducteur, pour réduire ainsi les NOx absorbés dans le catalyseur de réduction de NOx 22. Il en résulte que le catalyseur de réduction de NOx 22 est régénéré. En outre, le catalyseur d'oxydation 23 brûle et élimine la matière particulaire incluse dans les gaz d'échappement. Par conséquent, du car- burant est nécessaire pour brûler la matière particulaire. Dans ce but, la soupape d'injection d'additif 30 injecte, par exemple, du carburant tel que du gazole en tant qu'additif, de façon que la matière particulaire soit brûlée dans le catalyseur d'oxydation 23 et éliminée. Il en résulte que la matière particulaire incluse dans les gaz d'échappement brûle, ce qui en- traîne une réduction dans les émissions d'échappement vers l'extérieur. De cette manière, en fournissant l'additif à l'unité d'épuration 20 à partir de la soupape d'injection d'additif 30, le FAP diesel 21, le catalyseur de réduction de NOx 22 et le catalyseur d'oxydation 23 constituant l'unité d'épuration 20 remplissent leurs fonctions.

La soupape d'injection d'additif 30 injecte du gazole qui est le carburant pour le moteur 11, de l'urée et/ou des substances similaires en tant qu'additif, comme décrit ci-dessus, dans les gaz d'échappement circulant dans le passage d'échappement 62. Dans ce but, la soupape d'injection d'additif 30 est reliée à un réservoir d'additif 31 tel qu'un réservoir de carburant. L'additif est fourni à la soupape d'injection d'additif 30 à partir du réservoir d'additif 31. Le turbocompresseur de suralimentation 40 a une turbine 41 disposée dans le système d'échappement 60, et un compresseur 42 dis-posé dans le système d'admission 70. La turbine 41 est disposée dans le passage d'échappement 62 entre le moteur et la soupape d'injection d'ad- ditif 30. En d'autres termes, la distance entre la turbine 41 et le moteur 11 est inférieure à la distance entre la soupape d'injection 30 et le moteur 11. Le compresseur 42 est disposé dans le passage d'admission 72 entre l'orifice d'admission 73 et le papillon des gaz 74. En d'autres termes, la distance entre le compresseur 42 et l'orifice d'admission 73 est inférieure à la distance entre l'orifice d'admission 73 et le papillon des gaz 74. La turbine 41 est entraînée en rotation par les gaz d'échappement à haute pression circulant dans le passage d'échappement 62. La turbine 41 et le compresseur 42 sont couplés en rotation l'un à l'autre par un arbre 43. Pour cette raison, lorsque la turbine 41 est entraînée par le flux des gaz d'échappement, le compresseur 42 est mis en rotation conjointement à la turbine 41. Ceci permet au compresseur 42 de mettre sous pression et de transporter vers le moteur 11 l'air qui circule dans le pas-sage d'admission 72. Il en résulte que l'air d'admission est comprimé et envoyé au moteur 11. L'unité d'introduction d'air sous pression 50 est couplée fonctionnellement et pour le passage de fluides au système d'admission 70 et à la soupape d'injection d'additif 30. Une extrémité de l'unité d'introduction d'air sous pression 50 est couplée, pour le passage de fluides, au système d'admission 70 à une position située entre le moteur 11 et le compresseur 42. En d'autres termes, cette extrémité du dispositif d'introduction d'air sous pression 50 est à une distance du moteur 11 qui est inférieure à la distance entre le compresseur 42 et le moteur 11. L'autre extrémité de l'unité d'introduction d'air sous pression 50 est couplée, pour le passage de fluides, à la soupape d'injection d'additif 30, qui injecte l'additif dans le passage d'échappement 62. Dans ces conditions, le compresseur 42 met sous pression l'air se trouvant dans le passage d'admission 72, l'unité d'introduction d'air sous pression 50 reçoit au moins une partie de l'air mis sous pression par le compresseur 42, et l'unité d'intro- duction d'air sous pression 50 fournit l'air sous pression à la soupape d'injection d'additif 30. Ensuite, la soupape d'injection d'additif 30 injecte l'additif dans le système d'échappement 50 conjointement à l'air à haute pression introduit à partir de l'unité d'introduction d'air sous pression 50. Il en résulte que l'additif éjecté par la soupape d'injection d'additif 30 est transformé en un brouillard fin, au moins en partie à cause de l'injection de l'air à haute pression qui est introduit par l'unité d'introduction d'air sous pression 50. L'additif éjecté par la soupape d'injection d'additif 30 a de préférence un plus faible diamètre de goutte, pour que l'additif favorise la ré- génération de l'unité d'épuration 20, et la combustion dans cette dernière, de façon que l'unité d'épuration 20 puisse remplir sa fonction. Comme représenté sur la figure 2, après avoir été transformé en brouillard fin, l'additif éjecté par la soupape d'injection d'additif 30 a des gouttelettes dont le diamètre de goutte devient plus petit sous l'effet de l'augmentation de la pression de l'air éjecté conjointement à l'additif, par la soupape d'injection d'additif 30. En d'autres termes, lorsque l'additif est éjecté par la soupape d'injection d'additif 30, l'éjection de l'additif conjointement à l'air à haute pression diminue le diamètre de goutte des gouttelettes de l'additif éjecté. Il en résulte que la régénération de l'unité d'épuration 20, et la combustion dans cette dernière, sont favorisées, pour permettre à l'unité d'épuration 20 de remplir plus effectivement sa fonction. De cette manière, dans le premier mode de réalisation, de l'air sous haute pression est introduit dans la soupape d'injection d'additif 30 à partir d'une position située entre le compresseur 42 du turbocompresseur de suralimentation 40 et le papillon des gaz 74. Ainsi, lorsque l'additif est éjecté par la soupape d'injection d'additif 30, l'air à haute pression est éjecté conjointement à l'additif. Ceci diminue le diamètre de goutte des gouttelettes de l'additif éjecté par la soupape d'injection d'additif 30, pour favoriser la transformation en un brouillard fin et la réduction du diamètre de goutte de l'additif. Il en résulte qu'il est possible d'exercer la fonction de l'unité d'épuration 20 avec une efficacité et une précision élevées, et donc de réduire les substances telles que la matière particulaire et NOx, incluses dans les gaz d'échappement. En outre, dans le cas où le moteur 11 est équipé du turbocom- presseur de suralimentation 40, l'air à haute pression peut être fourni à la soupape d'injection 30 même sans une source supplémentaire d'alimentation en air à haute pression, comme par exemple un compresseur mécanique. Une source d'alimentation en air à haute pression de grande taille n'est donc pas exigée, ce qui entraîne une réduction des contraintes spa- tiales du système.

Deuxième Mode de Réalisation La figure 3 illustre un système d'épuration d'échappement con-forme à un deuxième mode de réalisation. Dans le deuxième mode de réalisation représenté sur la figure 3, l'unité d'introduction d'air sous pres- sion 50 du système d'épuration d'échappement 10 a un clapet de retenue ou clapet anti-retour 51. Dans le mode de réalisation représenté, le clapet de retenue 51 est placé à l'extrémité de l'unité d'introduction d'air sous pression 50 adjacente au système d'admission 70. Le clapet de retenue 51 permet le passage de l'air à travers l'unité d'introduction d'air sous pression 50 à partir du passage d'admission 72 vers la soupape d'injection d'additif 30. De plus, le clapet de retenue 51 empêche le passage de l'air à travers l'unité d'introduction d'air sous pression 50 à partir de la soupape d'injection d'additif 30 vers, de façon générale, le passage d'admission 72. Ainsi, le clapet de retenue 51 s'ouvre lorsque la pression dans le passage d'admission 72 dépasse la pression dans l'unité d'introduction d'air sous pression 50 dans une position adjacente à la soupape d'injection d'additif 30, et se ferme lorsque la pression dans le passage d'admission 72 est inférieure à la pression dans l'unité d'introduction d'air sous pression 50 dans une position adjacente à la soupape d'injection d'additif 30. En incorporant le clapet de retenue 51, la majeure partie de l'air fortement comprimé qui est produit dans le passage d'admission 72 est stockée dans l'unité d'introduction d'air sous pression 50, à partir d'un point auquel le clapet de retenue 51 se ferme, jusqu'à un point auquel la sou-pape d'injection d'additif 30 injecte l'additif. Le clapet de retenue 51 est de préférence disposé plus près d'un orifice d'entrée de pression de suralimentation du conduit reliant la soupape d'injection d'additif 30 et le pas-sage d'admission 72. En d'autres termes, le clapet de retenue 51 est placé dans une position aussi proche que possible du passage d'admission 72, afin d'augmenter le plus possible le volume pour stocker l'air à haute pression. Comme illustré sur la figure 4, la pression de suralimentation produite par le turbocompresseur de suralimentation 40 varie sous l'effet de la vitesse de rotation et du couple de sortie du moteur 11. De façon spécifique, plus la vitesse de rotation du moteur 11 est élevée et plus le 35 couple de sortie est élevé, plus la pression de suralimentation produite par le turbocompresseur de suralimentation 40 est élevée. Cependant, les conditions de fonctionnement du moteur 11, c'est-à-dire la vitesse de rotation et le couple de sortie, varient à tout moment. A cause de ceci, comme représenté sur la figure 5B, la pression de suralimentation varie également à tout moment conformément aux conditions de fonctionnement du moteur 11. D'autre part, par exemple, la régénération du catalyseur de réduction de NOx 22 commence à l'instant auquel la quantité de NOx stockée, qui augmente avec l'augmentation du temps du fonctionnement du moteur 11, atteint une valeur limite supérieure prédéterminée M, comme représenté sur la figure 5A. A ce point, si la pression de suralimentation est réduite par les conditions de fonctionnement du moteur 11, comme représenté par la ligne en pointillés sur la figure 5B, il peut y avoir une réduction de la pression de l'air qui doit être éjecté conjointement à l'additif par la soupape d'injection d'additif 30. Le clapet de retenue 51 est incorporé pour éviter ceci. Il en résulte que, même lorsque la pression de suralimentation varie comme indiqué par la ligne en pointillés sur la figure 5B, la pression dans l'unité d'introduction d'air sous pression 50, c'est-à-dire la pression fournie à la soupape d'injection d'additif 30, est à la valeur maximale de la pression de suralimentation, comme indiqué par la ligne continue sur la figure 5B. En d'autres termes, la pression de suralimentation maximale qui est pro-duite depuis l'instant de la dernière injection de l'additif jusqu'à l'instant de l'injection présente de l'additif, est maintenue en tant que pression d'introduction de l'air sous pression dans l'unité d'introduction d'air sous pression 50. Pour cette raison, lorsque la régénération du catalyseur de réduction de NOx 22 est exigée, même si le turbocompresseur de suralimentation 40 produit une faible pression de suralimentation, conformé-ment aux conditions de fonctionnement du moteur 11, l'air maintenu à la pression élevée dans l'unité d'introduction d'air sous pression 50 favorise la nébulisation de l'additif éjecté par la soupape d'injection d'additif 30. Dans le deuxième mode de réalisation, enincorporant le clapet de retenue 51, la pression de l'air qui est fourni à la soupape d'injection d'additif 30 par l'unité d'introduction d'air sous pression 50 est maintenue à la valeur maximale produite dans le passage d'admission 72 jusqu'à l'in- jection de l'additif. Ceci permet de fournir constamment l'air à haute pression à la soupape d'injection d'additif 30, indépendamment des conditions de fonctionnement du moteur 11, ce qui favorise la nébulisation de l'additif injecté.

Le clapet de retenue 51 peut être placé dans n'importe quelle position dans l'air sous pression entre le passage d'admission 72 et la soupape d'injection d'additif 30. Cependant, si le clapet de retenue 51 est placé à l'extrémité de l'unité d'introduction d'air sous pression 50 qui est adjacente au passage d'admission 72, le volume de l'unité d'introduction d'air sous pression 50 est augmenté, ce qui augmente la capacité de stockage de l'air à haute pression. De plus, le deuxième mode de réalisation a décrit à titre d'exemple le cas dans lequel le catalyseur de réduction de NOx 22 est régénéré, mais de façon similaire, le FAP diesel 21 est régénéré lorsque la quantité de matière particulaire collectée atteint une quantité prédéterminée. Troisième Mode de Réalisation La figure 6 illustre un système d'épuration d'échappement con-forme à un troisième mode de réalisation. Dans le cas du troisième mode de réalisation représenté sur la figure 6, l'unité d'introduction d'air sous pression 50 du système d'épuration 10 comprend un réservoir 52. Le réservoir 52 est disposé entre le système d'admission 70 et la soupape d'injection d'additif 30. De façon plus spécifique, le réservoir 52 est disposé entre le clapet de retenue 51 et la soupape d'injection d'additif 30. Le réservoir 52 a une aire de section droite axiale supérieure à celle des au- tres parties de l'unité d'introduction d'air sous pression 50. Par conséquent, le réservoir 52 est une région de capacité d'air pour emmagasiner l'air introduit dans l'unité d'introduction d'air sous pression 50. Ainsi, le réservoir 52 emmagasine l'air à haute pression qui est introduit dans l'uni-té d'introduction d'air sous pression 50.

Lorsque l'air à haute pression est éjecté conjointement à l'additif par la soupape d'injection d'additif 30, pour accomplir la fonction de l'unité d'épuration 20, il est préférable que l'air à haute pression soit fourni de façon continue conformément à la période d'injection d'additif. Dans ce but, dans le troisième mode de réalisation, le réservoir 52 est incorporé pour augmenter le volume de l'unité d'introduction d'air sous pression 50.

Par conséquent, l'air à haute pression qui est introduit à partir du pas-sage d'admission 72 est emmagasiné dans le réservoir 52, en plus de l'unité d'introduction d'air sous pression 50. Il en résulte que, dans le troisième mode de réalisation, l'air à haute pression emmagasiné dans le réservoir 52 est fourni lorsque l'additif est éjecté, pour ainsi favoriser continuellement l'atomisation de l'additif, indépendamment des conditions de fonctionnement du moteur 11. Quatrième Mode de réalisation La figure 7 illustre un système d'épuration d'échappement con-10 forme à un quatrième mode de réalisation. Dans le cas du quatrième mode de réalisation représenté sur la figure 7, l'unité d'introduction d'air sous pression 50 du système d'épuration d'échappement 10 a une unité de commande de débit 53. L'unité de commande de débit 53 bloque l'écoulement à partir du système d'admis- 15 sion 70 vers la soupape d'injection d'additif 30 lorsque le débit dans l'uni-té d'introduction d'air sous pression 50 dépasse une valeur prédéterminée. En d'autres termes, l'unité de commande de débit 53 empêche l'introduction de l'air à haute pression dans l'unité d'introduction d'air sous pression 50 lorsque le débit de l'air fourni par le passage d'admission 72 20 à l'unité d'introduction d'air sous pression 50 dépasse une valeur prédéterminée. Par conséquent, l'unité de commande de débit 53 est un limiteur de débit pour commander le débit d'air d'admission à partir du pas-sage d'admission 72 vers l'unité d'introduction d'air sous pression 50. Par exemple, si l'unité d'introduction d'air sous pression 50 est 25 endommagée et une fuite se produit dans l'unité d'introduction d'air sous pression 50, l'air introduit à partir du passage d'admission 72 s'échappe vers l'extérieur à partir de l'unité d'introduction d'air sous pression 50. Pour cette raison, l'air d'admission qui est mis sous pression par le turbo-compresseur de suralimentation 40 n'est pas fourni au moteur 11, ce qui 30 entraîne une réduction de la pression de suralimentation du turbocompresseur de suralimentation 40. Il en résulte que le moteur 11 ne pourra probablement pas produire une puissance prédéterminée. Pour éviter cette condition, dans le quatrième mode de réalisation, lorsque le débit d'air d'admission introduit à partir du passage d'ad-35 mission 72 vers l'unité d'introduction d'air sous pression 50 devient ex- cessivement élevé, l'introduction d'air est bloquée. Une réduction de la pression de suralimentation produite par le turbocompresseur de suralimentation 40 est donc moins probable et la puissance du moteur 11 peut être maintenue de façon stable.

Bien que seulement les exemples de modes de réalisation sélectionnés aient été choisis pour illustrer l'exposé présent, il apparaîtra à l'homme de l'art d'après cet exposé que divers changements et modifications peuvent y être apportés, sans sortir du cadre de l'invention. En outre, la description précédente des exemples de modes de réalisation en conformité avec l'exposé présent est donnée seulement à titre d'illustration, et non dans le but de limiter l'invention telle qu'elle est définie ci-dessus.

Claims

REVENDICATIONS

1. Épurateur d'émissions d'échappement, caractérisé en ce qu'il comprend : une unité d'épuration (20) incorporée dans un système d'échappement (60) d'un moteur à combustion interne (11) pour épurer des gaz d'échappement circulant dans le système d'échappement (60); une unité d'alimentation en additif (32) couplée fonctionnellement au système d'échappement (60) à une position située entre le moteur à combustion interne (11) et l'unité d'épuration (20) pour fournir un additif aux gaz d'échappement circulant dans le système d'échappement (60); et une uni- té d'introduction d'air sous pression (50) pour recevoir de l'air mis sous pression par une unité de compresseur d'air (40), qui est entraînée par les gaz d'échappement circulant dans le système d'échappement (60) et comprime de l'air d'admission circulant dans un système d'admission (70) du moteur à combustion interne (11), l'unité d'introduction d'air sous pression (50) étant couplée fonctionnellement à l'unité d'alimentation en additif (32) pour fournir à l'unité d'alimentation en additif (32) l'air mis sous pression par l'unité de compresseur d'air (40).

2. Epurateur d'émissions d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un clapet anti-retour (51) qui permet l'écoulement à travers l'unité d'introduction d'air sous pression (50) à partir du système d'admission (70) et empêche l'écoulement à travers l'unité d'introduction d'air sous pression (50) à partir de l'unité d'alimentation en additif (32) de façon générale vers le système d'admission (70).

3. Épurateur d'émissions d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'introduction d'air sous pression (50) inclut un réservoir (52) placé entre le système d'admission (70) et l'unité d'alimentation en additif (32), pour stocker l'air mis sous pression par l'unité de compresseur d'air (40).

4. Épurateur d'émissions d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'introduction d'air sous pression (50) comprend une unité de commande de débit (53) qui empêche l'écoulement à partir du système d'admission (70) vers l'unité d'alimentation en additif (32) lorsqu'un débit dans l'unité d'introduction d'air sous pression (50) dépasse une valeur prédéterminée.

5. Epurateur d'émissions d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de compresseur d'air est un turbocompresseur de suralimentation (40).

6. Dispositif d'alimentation en additif (32) pour fournir un additif à une unité d'épuration (20) d'un système d'échappement (60) d'un moteur à combustion interne (11), caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation en additif (32) comprend : une soupape d'injection d'additif (30) couplée fonctionnellement au système d'échappement (60) à une position située entre le moteur à combustion interne (11) et l'unité d'épuration (20), la soupape d'injection d'additif (30) injectant l'additif dans des gaz d'échappement qui circulent dans le système d'échappement (60); et une unité d'introduction d'air sous pression (50) pour recevoir de l'air mis sous pression par une unité de compresseur d'air (40), qui est entraînée par les gaz d'échappement circulant dans le système d'échappement (60) et comprime de l'air d'admission circulant dans un système d'admission (70) du moteur à combustion interne (11), l'unité d'introduction d'air sous pression (50) étant couplée fonctionnellement à la soupape d'injection d'additif (30) pour fournir à la soupape d'injection d'additif (30) l'air mis sous pression par l'unité de compresseur d'air (40).

7. Dispositif d'alimentation en additif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un clapet anti-retour (51) qui permet la circulation à travers l'unité d'introduction d'air sous pression (50) à partir du système d'admission (70) et empêche la circulation à travers l'unité d'introduction d'air sous pression (50) à partir de la soupape d'injection d'additif (30) de façon générale vers le système d'admission (70).

8. Dispositif d'alimentation en additif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'unité d'introduction d'air sous pression (50) comprend un réservoir (52) placé entre le système d'admission (70) et la sou- pape d'injection d'additif (30) pour emmagasiner l'air mis sous pression par l'unité de compresseur d'air (40).

9. Dispositif d'alimentation en additif selon la revendication 6, caractérisé en ce l'unité d'introduction d'air sous pression (50) comprend une unité de commande de débit (53) qui bloque l'écoulement à partir du système d'admission (70) vers la soupape d'injection d'additif (30) lors-qu'un débit dans l'unité d'introduction d'air sous pression (50) dépasse une valeur prédéterminée.

10. Dispositif d'alimentation en additif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'unité de compresseur d'air est un turbocompres-5 seur de suralimentation (40).

11. Système d'épuration d'échappement pour un moteur à combustion interne (11), caractérisé en ce qu'il comprend : une unité d'épuration (20) incorporée dans un système d'échappement (60) d'un moteur à combustion interne (11) pour épurer des gaz d'échappement circulant 10 dans le système d'échappement (60); une unité d'alimentation en additif (32) couplée fonctionnellement au système d'échappement (60) à une position située entre le moteur à combustion interne (11) et l'unité d'épuration (20) pour fournir un additif aux gaz d'échappement circulant dans le système d'échappement (60); une unité de compresseur d'air (40) qui 15 comprend une turbine (41) incorporée dans le système d'échappement (60) et entraînée par les gaz d'échappement circulant dans le système d'échappement (60), l'unité de compresseur d'air (40) incluant en outre un compresseur (42) incorporé dans un système d'admission (70) du moteur à combustion interne (11) et entraîné par la turbine (41), le compresseur 20 (42) mettant sous pression de l'air d'admission qui circule dans le système d'admission (70); et une unité d'introduction d'air sous pression (50) pour recevoir de l'air mis sous pression par l'unité de compresseur d'air (40) et couplée fonctionnellement à l'unité d'alimentation en additif (32) pour fournir à l'unité d'alimentation en additif (32) l'air mis sous pression 25 par l'unité de compresseur d'air (40).

12. Système d'épuration d'échappement pour un moteur à combustion interne (11) selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un clapet anti-retour (51) qui permet la circulation à travers l'unité d'introduction d'air sous pression (50) à partir du système 30 d'admission (70) et empêche la circulation à travers l'unité d'introduction d'air sous pression (50) à partir de l'unité d'alimentation en additif (32) de façon générale vers le système d'admission (70).

13. Système d'épuration d'échappement pour un moteur à combustion interne (11) selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'uni-35 té d'introduction d'air sous pression (50) comprend un réservoir (52) placéentre le système d'admission (70) et l'unité d'alimentation en additif (32) pour stocker l'air mis sous pression par l'unité de compresseur d'air (40).

14. Système d'épuration d'échappement pour un moteur à combustion interne (11) selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'uni- té d'introduction d'air sous pression (50) inclut une unité de commande de débit (53) qui bloque l'écoulement à partir du système d'admission (70) vers l'unité d'alimentation en additif (32) lorsqu'un débit dans l'unité d'introduction d'air sous pression (50) dépasse une valeur prédéterminée.

15. Système d'épuration d'échappement selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'unité de compresseur d'air est un turbocompresseur de suralimentation (40).