FR2906299A1 - Diesel quantity reducing system for motor vehicle, has separation unit e.g. glass type porous membrane, removing volatile linear hydrocarbons from lubricating oil, and separated hydrocarbons reception unit in contact with membrane - Google Patents

Diesel quantity reducing system for motor vehicle, has separation unit e.g. glass type porous membrane, removing volatile linear hydrocarbons from lubricating oil, and separated hydrocarbons reception unit in contact with membrane Download PDF

Info

Publication number
FR2906299A1
FR2906299A1 FR0653898A FR0653898A FR2906299A1 FR 2906299 A1 FR2906299 A1 FR 2906299A1 FR 0653898 A FR0653898 A FR 0653898A FR 0653898 A FR0653898 A FR 0653898A FR 2906299 A1 FR2906299 A1 FR 2906299A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
membrane
diesel
oil
lubricating oil
hydrocarbons
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0653898A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2906299B1 (en
Inventor
Gerald Crepeau
Gabriel Crehan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
Priority to FR0653898A priority Critical patent/FR2906299B1/en
Publication of FR2906299A1 publication Critical patent/FR2906299A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2906299B1 publication Critical patent/FR2906299B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M11/00Component parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M9/00
    • F01M11/03Mounting or connecting of lubricant purifying means relative to the machine or engine; Details of lubricant purifying means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00Pressure lubrication
    • F01M1/16Controlling lubricant pressure or quantity
    • F01M2001/165Controlling lubricant pressure or quantity according to fuel dilution in oil

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

The system has an exhaust line (5) with a depolluting unit (6) that is associated to a regeneration unit implementing post injections of fuel in cylinders. A four-cylinder diesel engine (1) is associated to a lubricating oil pan (17) and to a diesel/oil separation condenser (18). The condenser is provided with a gas vapour recirculation conduit (19). A separation unit e.g. porous membrane such as glass type membrane, removes volatile linear hydrocarbons from the lubrication oil. A reception unit for receiving the separated volatile light hydrocarbons is in contact with the membrane.

Description

1 Système de réduction de la quantité de qazole dans l'huile de1 System for reducing the amount of qazole in the oil of

lubrification d'un moteur. La présente invention concerne un système de réduction de la quantité de gazole dans l'huile de lubrification d'un moteur Diesel de véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un tel moteur Diesel dont la ligne d'échappement est munie de moyens de dépollution associés à des moyens de régénération mettant en oeuvre des post-injections de carburant dans les cylindres de celui-ci et dans lequel le moteur est également associé à un bac à huile et à un condenseur de séparation gazole/huile muni de moyens d'évacuation des vapeurs de gazole. On sait que les moteurs Diesel de véhicules automobiles sont associés à des moyens de traitement de leurs émissions polluantes, ces moyens de traitement comprenant par exemple des pièges à NOx, des filtres à particules, des catalyseurs d'oxydation, etc. Ces différents systèmes ont été développés pour permettre à ces véhicules et plus particulièrement à ces moteurs, de fonctionner en respectant des normes de dépollution de plus en plus sévères. Ainsi par exemple, des systèmes de dépollution des gaz d'échappement comportant des moyens de type piège à NOx sont actuellement très prometteurs. Cependant, la gestion de leur efficacité nécessite de générer une atmosphère de gaz alternativement pauvre et riche pour procéder à la purge des espèces gazeuses NOx et SOx présentes dans la ligne d'échappement et qu'ils adsorbent dans leur structure. A cet effet, on utilise une ou plusieurs post-injections de gazole dans les chambres de combustion du moteur. Il en résulte une quasi totale consommation de l'oxygène des gaz d'échappement, permettant ainsi de porter la richesse de ces gaz d'échappement traversant le piège, au-delà de 1, mais également une dilution progressive de l'huile de lubrification du moteur par du gazole. Ce phénomène de dilution de l'huile de lubrification est essentiellement dû au phasage tardif de la ou des post-injections à mettre en oeuvre, pour passer en richesse supérieure à 1, et à la condensation du gazole en phase gaz sur les parois cylindre. Les jets de gazole atteignent alors les parois des chambres de combustion et diluent le film d'huile présent sur celles-ci. Le mélange huile/gazole résultant 2906299 2 passe alors facilement au travers de l'étanchéité de la segmentation des pistons et parvient ainsi dans le bac à huile du moteur. Ce phénomène de dilution est similaire à celui qui est conséquent aux stratégies de contrôle moteur mises en oeuvre pour permettre par exemple la 5 régénération des filtres à particules, puisque de la post-injection est également requise pour chauffer les gaz d'échappement à un niveau de température suffisant pour permettre d'atteindre la température de combustion des suies carbonées retenues sur un tel filtre à particules. Au bout de 20000 kilomètres, le taux de dilution mesuré sur les 10 applications série en véhicule, est généralement compris entre 4 et 6 %. Une motorisation de véhicule automobile comportant un filtre à particules et un système de post-traitement de NOx est donc fortement soumise au phénomène de dilution de son huile de lubrification, du fait de la grande fréquence de purge des NOx qu'il est nécessaire de mettre en oeuvre (par 15 rapport aux fréquences de régénération d'un filtre à particules), pour maintenir l'efficacité de conversion des NOx du catalyseur (en moyenne une purge toutes les 1 à 3 minutes) et du besoin d'ajouter des phases de purge des sulfates. Pour ces dernières, les fréquences de purge sont moins importantes que celles des régénérations du filtre à particules, mais les niveaux de post-injection 20 doivent à la fois permettre de monter les gaz d'échappement à haute température (supérieure à 650 C) et à richesse supérieure à 1. La résultante des effets purges de NOx + purges de SOx + régénération FAP conduit à une dilution de l'huile de lubrification par du gazole qui dépasse généralement 30% en masse sur 30000 kilomètres, si aucune correction n'est 25 apportée pour la réduire au cours du fonctionnement du moteur, alors que la limite acceptable pour les huiles de lubrification des moteurs Diesel actuellement utilisées, se situe en dessous de 9%. Ces niveaux de dilution de carburant dans l'huile ont alors plusieurs conséquences: 30 -une baisse de viscosité de l'huile qui a des récupérations sur la pression d'huile (cisaillement de l'huile, grippage moteur ou casse moteur), -accélération du vieillissement de l'huile (oxydation), 2906299 3 -corrosion des matériaux ayant un impact sur l'étanchéité du circuit d'huile, et - dilution de la teneur en additifs introduits dans l'huile de lubrification pour accroître ses performances physiques et chimiques.  lubrication of an engine. The present invention relates to a system for reducing the amount of diesel fuel in the lubricating oil of a motor vehicle diesel engine. More particularly, the invention relates to such a diesel engine whose exhaust line is provided with depollution means associated with regeneration means implementing fuel post-injections in the cylinders thereof and wherein the engine is also associated with an oil tank and a diesel / oil separation condenser provided with means of evacuation of diesel vapors. It is known that motor vehicle diesel engines are associated with means for treating their polluting emissions, these treatment means comprising, for example, NOx traps, particulate filters, oxidation catalysts, etc. These different systems have been developed to allow these vehicles, and more particularly these engines, to operate in compliance with increasingly stringent pollution control standards. For example, exhaust gas pollution control systems comprising means of NOx trap type are currently very promising. However, the management of their efficiency requires generating an alternately poor and rich gas atmosphere to purge gaseous NOx and SOx species present in the exhaust line and they adsorb in their structure. For this purpose, one or more diesel injections are used in the combustion chambers of the engine. This results in almost total consumption of oxygen from the exhaust gases, thus making it possible to increase the richness of these exhaust gases passing through the trap, beyond 1, but also a gradual dilution of the lubricating oil. engine with diesel. This phenomenon of dilution of the lubricating oil is essentially due to the late phasing of the post-injection or post-injections to be used, to pass in richness greater than 1, and the condensation of gas oil in the gas phase on the cylinder walls. The diesel jets then reach the walls of the combustion chambers and dilute the film of oil present thereon. The resulting oil / diesel mixture 2906299 2 then easily passes through the seal of piston segmentation and thus reaches the engine oil tank. This dilution phenomenon is similar to that which is the consequence of the engine control strategies implemented to allow, for example, the regeneration of particulate filters, since post-injection is also required to heat the exhaust gases to a level of temperature sufficient to achieve the combustion temperature carbon soot retained on such a particulate filter. After 20000 kilometers, the dilution rate measured on the 10 serial applications in vehicle, is generally between 4 and 6%. A motor vehicle engine comprising a particulate filter and a NOx post-treatment system is therefore highly subject to the phenomenon of dilution of its lubricating oil, because of the high NOx purge frequency that it is necessary to put (in relation to the regeneration frequencies of a particulate filter), to maintain the NOx conversion efficiency of the catalyst (on average one purge every 1 to 3 minutes) and the need to add purge sulphates. For the latter, the purge frequencies are less important than those of the regenerations of the particulate filter, but the post-injection levels must both make it possible to mount the exhaust gases at a high temperature (above 650 ° C.) and at a richness greater than 1. The resultant of the purging effects of NOx + SOx purges + FAP regeneration leads to a dilution of the lubricating oil with diesel which generally exceeds 30% by mass over 30000 kilometers, if no correction is This is done to reduce it during engine operation, while the acceptable limit for the lubricating oils of diesel engines currently in use is below 9%. These levels of dilution of fuel in the oil then have several consequences: a drop in viscosity of the oil which has recoveries on the oil pressure (oil shear, engine seizure or engine failure), accelerating the aging of the oil (oxidation), - corrosion of the materials having an impact on the tightness of the oil circuit, and - dilution of the additive content introduced into the lubricating oil to increase its physical performance and chemical.

5 Le but de l'invention est de résoudre ces problèmes. L'invention est basée sur la constatation que ces problèmes, en particulier la chute de la viscosité de l'huile de lubrification, peuvent être résolus en éliminant de l'huile les molécules de faible encombrement. L'invention a donc pour objet un système de réduction de la quantité de 10 gazole dans l'huile de lubrification d'un moteur Diesel de véhicule automobile, dont la ligne d'échappement est munie de moyens de dépollution associés à des moyens de régénération mettant en oeuvre des post-injections de carburant dans les cylindres de celui-ci et dans lequel le moteur est également associé à un bac à huile et à un condenseur de séparation gazole/huile muni de moyens 15 d'évacuation des vapeurs de gazole, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de séparation sélectifs permettant d'éliminer de l'huile de lubrification les hydrocarbures linéaires volatiles et, disposés en contact avec ceux-ci, des moyens de réception des hydrocarbures linéaires volatiles séparées. On entend par hydrocarbures linéaires volatiles désigner les 20 hydrocarbures aliphatiques, saturés ou insaturés, comportant généralement moins de 25, et de préférence 10 à 20 atomes de carbone. Ces espèces sont de petite taille et constituent donc les composantes les plus légères du gazole. Elles contribuent de ce fait le plus à modifier les propriétés de l'huile de lubrification, notamment en termes de viscosité.The object of the invention is to solve these problems. The invention is based on the observation that these problems, in particular the drop in the viscosity of the lubricating oil, can be solved by removing the molecules of small bulk from the oil. The subject of the invention is therefore a system for reducing the amount of diesel fuel in the lubricating oil of a motor vehicle diesel engine, whose exhaust line is provided with depollution means associated with regeneration means. implementing post-injections of fuel in the cylinders thereof and wherein the engine is also associated with an oil tank and a diesel / oil separation condenser provided with means for evacuation of diesel vapors, characterized in that it comprises selective separation means for removing the volatile linear hydrocarbons from the lubricating oil and, arranged in contact therewith, means for receiving the separated volatile linear hydrocarbons. Volatile linear hydrocarbons are understood to mean saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbons generally having less than 25, and preferably 10 to 20, carbon atoms. These species are small and therefore are the lightest components of diesel. They therefore contribute the most to modify the properties of the lubricating oil, particularly in terms of viscosity.

25 De manière générale, on choisira les moyens de séparation de sorte qu'ils présentent outre la sélectivité recherchée également une perméabilité suffisante. Les moyens de séparation appropriés sont notamment les membranes poreuses, aussi appelées tamis moléculaires, lesquelles sont capables de séparer des molécules sur la base de leur taille et forme moléculaire.In general, the separation means will be chosen so that they have, in addition to the desired selectivity, also sufficient permeability. Suitable means of separation include porous membranes, also known as molecular sieves, which are capable of separating molecules on the basis of their size and molecular form.

30 Les membranes poreuses seront choisies en matériau inerte vis-à-vis de l'huile et robuste au frittage. A titre d'exemple, on peut mentionner les métaux, oxydes métalliques, polymères organiques ou inorganiques, les céramiques, verres, graphites. Les membranes poreuses peuvent être constituées d'un seul 2906299 4 ou de plusieurs matériaux, auquel cas elles sont appelées membranes composites. Plusieurs types de membranes poreuses sont connus, notamment les membranes poreuses de type carbone, verre, céramique et zéolithe.The porous membranes will be selected from an oil-inert and sinter-resistant material. By way of example, mention may be made of metals, metal oxides, organic or inorganic polymers, ceramics, glasses, graphites. The porous membranes may consist of a single or multiple materials, in which case they are referred to as composite membranes. Several types of porous membranes are known, in particular porous membranes of the carbon, glass, ceramic and zeolite type.

5 Les membranes de carbone sont généralement préparées par décomposition d'un composé organique polymère qui produit une couche carbonée ayant une structure poreuse. Les granulés de carbone sont depuis de nombreuses années employés commercialement pour la séparation moléculaire par adsorption. Cependant ces membranes présentent une résistance limitée à 10 des atmosphères oxydantes. Les membranes poreuses en verre peuvent être préparées avec des diamètres de pores de 3 à 300 nm, par exemple par le procédé Vycor . Bien que la résistance thermique du verre poreux ne soit plus assurée au-delà de 575 K, il peut être utilisé dans le présent système, la température moyenne de l'huile étant 15 de 285K. Les membranes céramiques sont essentiellement composées d'oxydes métalliques tels que SiO2, AI2O3, ZrO2, TiO2, CaO. Ce sont généralement des systèmes asymétriques comprenant un support multicouche macroporeux et mésoporeux assurant la résistance mécanique de l'ensemble, lequel porte une 20 couche mince microporeuse ou mésoporeuse. Cette couche mince constitue la membrane qui contrôlera pratiquement le transfert de matière. En général, la couche mince est obtenue par des procédés de type sol-gel, les pores étant alors constitués par les vides intergranulaires. Les membranes à base de zéolithe peuvent également être utilisées. Les 25 zéolithes sont des aluminosilicates hydratés contenant des ions alcalins ou alcalin-terreux. La structure cristalline des zéolithes déshydratées comporte des canaux dont le diamètre se situe dans la plage des micropores, voire ultramicropores (diamètre des pores < 0,7 nm). La distribution de diamètre des pores est étroite, ce qui les rend ces membranes plus sélectives et donc 30 particulièrement attractives pour l'application décrite. La sélectivité des membranes poreuses résulte essentiellement de leur porosité et de leur affinité chimique.The carbon membranes are generally prepared by decomposing a polymeric organic compound which produces a carbonaceous layer having a porous structure. Carbon granules have been used commercially for many years for adsorptive molecular separation. However, these membranes have limited resistance to oxidizing atmospheres. Porous glass membranes can be prepared with pore diameters of 3 to 300 nm, for example by the Vycor process. Although the heat resistance of the porous glass is no longer ensured beyond 575 K, it can be used in the present system, the average temperature of the oil being 285K. The ceramic membranes are essentially composed of metal oxides such as SiO2, Al2O3, ZrO2, TiO2, CaO. They are generally asymmetrical systems comprising a macroporous and mesoporous multilayer support ensuring the mechanical strength of the assembly, which carries a thin microporous or mesoporous layer. This thin layer is the membrane that will control virtually the transfer of material. In general, the thin layer is obtained by sol-gel type processes, the pores then being formed by intergranular voids. Zeolite-based membranes can also be used. Zeolites are hydrated aluminosilicates containing alkali or alkaline earth ions. The crystalline structure of dehydrated zeolites comprises channels whose diameter is in the range of micropores or ultramicropores (pore diameter <0.7 nm). The pore diameter distribution is narrow, which renders these membranes more selective and therefore particularly attractive for the described application. The selectivity of the porous membranes results essentially from their porosity and their chemical affinity.

2906299 5 En effet, hors convection, les transferts de matière à travers les membranes poreuses obéissent aux lois de diffusion des gaz dans les milieux poreux. Ils dépendent par conséquent fortement de la forme, de la dimension et de la répartition des pores au niveau de la texture membranaire.In fact, apart from convection, the transfer of matter through the porous membranes obeys the laws of diffusion of the gases in the porous media. They therefore strongly depend on the shape, size and pore distribution at the membrane texture.

5 Au niveau de la taille des pores, on distingue les membranes microporeuses (diamètre des pores > 50 nm), mésoporeuses (diamètre des pores 2 à 50 nm) et microporeuses (diamètre des pores< 2 nm). Les molécules provenant du gazole affectant le plus la viscosité de l'huile de lubrification sont des molécules linéaires non ramifiées ayant une chaîne 10 atomique inférieure à 20 atomes de carbone. Ces molécules peuvent être sélectivement retenues dans des membranes microporeuses, présentant de préférence un diamètre de pores interne inférieur à 0,5 nm, et en particulier inférieur à 0,4 nm. Le diamètre d'admission des pores d'un matériau peut être réduit, si 15 nécessaire, par greffage de la membrane avec des molécules encombrantes, telles que le chloro-isopentane. Ces molécules bloquent de par leur conformation une partie des pores entraînant une diminution du diamètre d'entrée des molécules. Par ailleurs, une surface de la membrane peut être traitée pour modifier 20 son affinité moléculaire, notamment sa polarité. Un tel traitement peut être intéressant dans le présent système en ce qu'il permet par exemple de prévenir le passage des molécules aromatiques. La forme et taille de la membrane poreuse peut être adaptée par des techniques connues au diamètre des tuyaux de circulation de l'huile de 25 lubrification. Afin de prolonger sa durée de vie, on associe de préférence à la membrane poreuse un moyen de filtration de particules. A cet effet, on peut par exemple disposer en amont de la membrane poreuse un ou plusieurs pièges pour particules submicroniques.In terms of pore size, microporous membranes (pore diameter> 50 nm), mesoporous (pore diameter 2 to 50 nm) and microporous membranes (pore diameter <2 nm) are distinguished. The diesel fuel molecules most affecting the viscosity of the lubricating oil are unbranched linear molecules having an atomic chain of less than 20 carbon atoms. These molecules can be selectively retained in microporous membranes, preferably having an internal pore diameter of less than 0.5 nm, and in particular less than 0.4 nm. The pore inlet diameter of a material can be reduced, if necessary, by grafting the membrane with bulky molecules, such as chloroisopentane. These molecules block by their conformation a part of the pores causing a decrease in the input diameter of the molecules. On the other hand, a surface of the membrane can be treated to modify its molecular affinity, especially its polarity. Such a treatment may be advantageous in the present system in that it allows for example to prevent the passage of aromatic molecules. The shape and size of the porous membrane can be adapted by known techniques to the diameter of the lubricating oil circulation pipes. In order to prolong its lifetime, the porous membrane is preferably associated with a particle filtering means. For this purpose, one can for example have upstream of the porous membrane one or more traps for submicron particles.

30 Selon l'invention, les moyens de séparations sont associés à des moyens de réception des hydrocarbures linéaires volatiles séparées.According to the invention, the separating means are associated with means for receiving the separated volatile linear hydrocarbons.

2906299 6 Les moyens de réception ont comme mission de piéger les hydrocarbures linéaires volatiles séparés et d'éviter ainsi l'émission des molécules captées dans l'atmosphère et les risques de fuite. Les moyens de réception peuvent être notamment un liquide miscible avec 5 les hydrocarbures légères volatiles séparées un alcanol en C6 à C12 substitué par un ou plusieurs groupes alkyl ramifiées en C3 à C6, comme le di-1,10-isopropyldécanol. En alternative, les moyens de réception peuvent être un matériau poreux, notamment sous forme de billes.The purpose of the reception means is to trap the separated volatile linear hydrocarbons and thus to avoid the emission of the molecules captured in the atmosphere and the risks of leakage. The means of reception may in particular be a miscible liquid with the volatile light hydrocarbons separated from a C 6 to C 12 alkanol substituted with one or more C 3 to C 6 branched alkyl groups, such as di-1,10-isopropyldecanol. Alternatively, the receiving means may be a porous material, especially in the form of beads.

10 Les moyens de réception sont disposés en contact avec les moyens de séparation. Par exemple, ils peuvent être contenus dans une poche en matériau approprié formant enveloppe des moyens de séparation. Le système décrit peut être assemblé sous forme de cartouche. II est alors aisément implantable, sans connectique extérieure.The reception means are arranged in contact with the separation means. For example, they may be contained in a pocket of suitable material forming an envelope of separation means. The described system can be assembled as a cartridge. It is then easily implantable, without external connectique.

15 Avantageusement, les moyens de séparation n'interfèrent pas avec le fonctionnement du moteur Diesel. En particulier, la composition de l'huile de lubrification n'est pas altérée, notamment en ce qui concerne les additifs. Dans cette optique, le système élimine avantageusement de manière sélective les 20 composés provenant du gazole sans affecter la présence des autres composés dans l'huile de lubrification. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : 25 - la Fig.1 représente un schéma synoptique illustrant la structure et le fonctionnement d'un moteur Diesel de l'état de la technique ; et - la Fig. 2 représente un schéma synoptique illustrant la structure et le fonctionnement d'un mode de réalisation de système de réduction selon l'invention ; et 30 - la Fig. 3 représente une vue de détail du schéma synoptique de la figure 2.Advantageously, the separation means do not interfere with the operation of the diesel engine. In particular, the composition of the lubricating oil is not impaired, especially as regards the additives. In this regard, the system advantageously selectively eliminates the compounds from the diesel without affecting the presence of the other compounds in the lubricating oil. The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 represents a block diagram illustrating the structure and operation of a diesel engine of the state of the art; and - FIG. 2 is a block diagram illustrating the structure and operation of a reduction system embodiment according to the invention; and FIG. 3 is a detail view of the block diagram of FIG.

2906299 7 On a en effet illustré sur la figure 1, un système de motorisation de l'état de la technique, qui comporte un moteur désigné par la référence générale 1, qui, dans l'exemple décrit, est un moteur Diesel à quatre cylindres. La sortie d'échappement 2 de ce moteur est associée à la portion de 5 turbine 3 d'un turbocompresseur 4 intégré dans une ligne d'échappement 5 de ce moteur, cette ligne d'échappement étant munie de moyens de dépollution 6 comprenant par exemple un catalyseur de NOx 7 associé à un filtre à particules 8. La portion de compresseur 9 du turbocompresseur 4 est associée en 10 entrée à un filtre à air, par exemple 10, et en sortie à un refroidisseur d'air d'admission désigné par la référence générale 11, dont la sortie est reliée à un collecteur d'admission des gaz en entrée du moteur et désigné par la référence générale 12. La sortie d'échappement du moteur 2 est également associée à un 15 circuit EGR de recirculation désigné par la référence générale 13, comportant une vanne EGR désignée par la référence générale 14, éventuellement un catalyseur d'oxydation EGR désigné par la référence générale 15 et un refroidisseur EGR désigné par la référence générale 16, dont la sortie est également reliée au collecteur d'admission 12.In fact, FIG. 1 shows a motorization system of the state of the art, which comprises a motor designated by the general reference 1, which, in the example described, is a four-cylinder diesel engine. . The exhaust outlet 2 of this engine is associated with the turbine portion 3 of a turbocharger 4 integrated in an exhaust line 5 of this engine, this exhaust line being provided with pollution control means 6 comprising, for example a NOx 7 catalyst associated with a particulate filter 8. The compressor portion 9 of the turbocharger 4 is associated at input with an air filter, for example 10, and at the outlet with an intake air cooler designated by the general reference 11, the output of which is connected to a gas intake manifold at the engine inlet and designated by the general reference 12. The exhaust outlet of the engine 2 is also associated with a recirculation EGR circuit designated by the general reference 13, comprising an EGR valve designated by the general reference 14, optionally an EGR oxidation catalyst designated by the general reference 15 and an EGR cooler designated by the a general reference 16, whose output is also connected to the intake manifold 12.

20 Ceci permet de façon classique d'assurer une recirculation d'une partie des gaz d'échappement en entrée du moteur. De plus, le moteur est également associé à un bac à huile de lubrification désigné par la référence générale 17 sur cette figure et à un condenseur 18 de séparation gazole/huile muni de moyens d'évacuation des 25 vapeurs de gazole, tels que par exemple un conduit 19 de recirculation de ces vapeurs dans le moteur et un filtre à huile 20. On rappellera que les huiles de lubrification sont constituées d'hydrocarbures lourds dont les températures de distillation sont situées généralement entre 340 et 500 C. Elles contiennent également des additifs 30 spécifiques dont le rôle est d'accentuer ses propriétés anti-oxydantes, de maintenir ou d'accroître sa viscosité, etc..., et dont les températures de vaporisation sont généralement situées au-delà de 380 C.This conventionally makes it possible to recirculate part of the exhaust gas at the engine inlet. In addition, the engine is also associated with a lubricating oil tank designated by the general reference 17 in this figure and a diesel fuel / oil separation condenser 18 provided with means for evacuation of the diesel vapors, such as for example a conduit 19 for recirculating these vapors in the engine and an oil filter 20. It will be recalled that the lubricating oils consist of heavy hydrocarbons whose distillation temperatures are generally between 340 and 500 C. They also contain additives Specific whose role is to enhance its antioxidant properties, maintain or increase its viscosity, etc ..., and whose vaporization temperatures are generally located above 380 C.

2906299 8 Dans le système selon l'invention, il est prévu de séparer de l'huile de lubrification les composés linéaires légers issus du gazole, de façon à maintenir la les propriétés de l'huile de lubrification. Ainsi, dans le système selon l'invention, il est prévu des moyens de 5 séparation de composés linéaires volatiles pour améliorer la séparation gazole/huile et, disposés en contact avec les moyens de séparation, des moyens de réception des hydrocarbures légers volatiles séparés. Bien entendu, différents modes de réalisation de ces moyens de séparation et de réception peuvent être envisagés.In the system according to the invention, it is intended to separate from the lubricating oil the light linear compounds derived from diesel, so as to maintain the properties of the lubricating oil. Thus, in the system according to the invention, there are provided means for separating volatile linear compounds to improve the gas oil / oil separation and, arranged in contact with the separation means, means for receiving the separated volatile light hydrocarbons. Of course, different embodiments of these separation and reception means can be envisaged.

10 C'est ainsi par exemple, comme cela est illustré sur la figure 2, que ces moyens de séparation peuvent être une membrane poreuse 22, avantageuse-ment associée à un ou plusieurs pièges pour particules submicroniques 21 situé en amont permettant de prolonger la durée de fonctionnement de la membrane. Sur cette figure 2, des numéros de référence identiques désignent des 15 pièces identiques ou analogues à celles illustrées sur la figure 1. C'est ainsi que sur cette figure, on reconnaît le moteur 1, le turbocompresseur 4, la ligne d'échappement 5, les moyens de dépollution 6, le circuit EGR 13, le bac à huile 17, le condenseur 18 et les moyens d'évacuation 19. Dans ce cas, est situé en aval du condenseur 18 un filtre à huile 20 puis 20 d'un piège pour particules submicroniques 21 puis d'une membrane poreuse, désignée par le numéro de référence 22 sur cette figure. La membrane poreuse 22 peut être du type décrit ci-dessus. De préférence, il s'agit d'une membrane poreuse de type zéolithe aussi appelé tamis moléculaire.Thus, for example, as illustrated in FIG. 2, these separation means may be a porous membrane 22, advantageously associated with one or more submicron particle traps 21 located upstream, making it possible to extend the duration of operation of the membrane. In this FIG. 2, identical reference numerals denote parts identical or similar to those illustrated in FIG. 1. Thus, in this figure, the engine 1, the turbocharger 4 and the exhaust line 5 are recognized. , the depollution means 6, the EGR circuit 13, the oil tank 17, the condenser 18 and the evacuation means 19. In this case, is located downstream of the condenser 18 an oil filter 20 and 20 a trap for submicron particles 21 and a porous membrane, designated by reference number 22 in this figure. The porous membrane 22 may be of the type described above. Preferably, it is a porous membrane of zeolite type also called molecular sieve.

25 L'huile de lubrification passe alors du condenseur 19 à travers le filtre à huile 20, et le(s) piège(s) pour particules submicroniques 21 avant d'arriver vers la membrane poreuse 22. Les molécules présentant un encombrement inférieur à la taille d'admission des pores sont adsorbés de manière préférentielle dans la 30 membrane poreuse. Ainsi, une membrane poreuse présentant une taille d'admission de 0,5 nm peut adsorber des molécules de taille inférieure à 0,5 nm. Les molécules adsorbées peuvent alors migrer le long du système poreux de la membrane poreuse.The lubricating oil then passes from the condenser 19 through the oil filter 20, and the trap (s) for submicron particles 21 before reaching the porous membrane 22. The molecules having a bulk less than the Pore inlet size is preferentially adsorbed in the porous membrane. Thus, a porous membrane having an inlet size of 0.5 nm can adsorb molecules smaller than 0.5 nm. The adsorbed molecules can then migrate along the porous system of the porous membrane.

2906299 9 Avantageusement, la membrane poreuse est formée et disposée de manière à ce que les molécules ainsi adsorbées puissent être éliminées aisément du circuit d'huile. Un tel mode de réalisation est illustré à la figure 3. La membrane poreuse 5 22 est disposée de manière à ce qu'une de ses surfaces soit en contact avec le circuit huile et une autre avec les moyens de réception 23. Les deux surfaces de la membrane poreuse sont reliées par des pores. Les molécules adsorbées migrent à travers le système poreux de la membrane sous l'effet de la pression osmotique due au gradient de concentration à travers la membrane. Elles migrent 10 alors à travers la membrane poreuse pour être captées, notamment par mise en solution ou absorption, dans les moyens de réception 23. Les moyens de réception peuvent comprendre notamment un liquide mis-cible avec les hydrocarbures légers volatiles. Avantageusement, sa constitution ne permet pas la migration vers le circuit d'huile. Un tel liquide peut être notam- 15 ment un hydrocarbure portant une ou plusieurs fonctions polaires, comme des groupes hydroxyle, amine, nitrile ou carboxyle, en particulier un alcanol en C6 à C12. L'hydrocarbure est par ailleurs de préférence substitué par un ou plusieurs groupes alkyle en C3 à C6 ramifiés, de préférence isopropyle. Particulièrement préféré est le di-1,10-isopropyldécanol.Advantageously, the porous membrane is formed and arranged in such a way that the molecules thus adsorbed can be easily removed from the oil circuit. Such an embodiment is illustrated in FIG. 3. The porous membrane 22 is arranged in such a way that one of its surfaces is in contact with the oil circuit and another with the receiving means 23. the porous membrane are connected by pores. The adsorbed molecules migrate through the porous membrane system under the effect of osmotic pressure due to the concentration gradient across the membrane. They then migrate through the porous membrane to be captured, in particular by dissolution or absorption, in the receiving means 23. The receiving means may comprise in particular a mis-target liquid with the volatile light hydrocarbons. Advantageously, its constitution does not allow migration to the oil circuit. Such a liquid may be in particular a hydrocarbon carrying one or more polar functions, such as hydroxyl, amine, nitrile or carboxyl groups, in particular a C 6 to C 12 alkanol. The hydrocarbon is, moreover, preferably substituted by one or more branched C 3 to C 6 alkyl groups, preferably isopropyl. Particularly preferred is di-1,10-isopropyldecanol.

20 Selon une autre mode de réalisation, le moyen de réception peut être un matériau poreux, de préférence divisé, notamment sous forme de billes poreuses. Le matériau poreux peut comprendre ou être constituée de métal, d'oxyde métallique, tel que la silice, l'alumine ou le zircon, de polymère organique ou inorganique, de céramique, de verre, de graphite ou d'argile.According to another embodiment, the receiving means may be a porous material, preferably divided, especially in the form of porous beads. The porous material may comprise or consist of metal, metal oxide, such as silica, alumina or zircon, organic or inorganic polymer, ceramic, glass, graphite or clay.

25 Les moyens de réception sont disposés en contact avec les moyens de séparation. Par exemple, ils peuvent être contenus dans une poche en matériau approprié formant enveloppe autour des moyens de séparation. Le système selon l'invention associant les deux moyens décrits permet de ne limiter encore l'émission des molécules légères captées dans l'atmosphère et 30 les risques de fuites et ainsi améliorer les possibilités d'implantation de ce tamis moléculaire. Le système fonctionne de manière autonome, car le gradient de concentration à travers la membrane permet via pression osmotique de faire migrer les hydrocarbures légers du gazole vers les moyens de réception.The reception means are arranged in contact with the separation means. For example, they may be contained in a pocket of suitable material forming an envelope around the separation means. The system according to the invention associating the two means described makes it possible to further limit the emission of the light molecules captured in the atmosphere and the risks of leakage and thus to improve the possibilities of implantation of this molecular sieve. The system operates autonomously because the concentration gradient through the membrane allows via osmotic pressure to migrate the light hydrocarbons of diesel to the receiving means.

2906299 10 Ainsi, les molécules légères du gazole responsables de la chute de viscosité de l'huile moteur par dilution se trouvent éliminées. Il va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation encore de ces moyens de séparation et de réception décrits peuvent être envisagés.Thus, the light diesel fuel molecules responsible for the viscosity drop of the engine oil by dilution are eliminated. It goes without saying of course that other embodiments of these separation and reception means described can be envisaged.

5 Le système décrit permet la séparation sélective des molécules du gazole présent dans l'huile de lubrification les plus critiques pour le maintien des propriétés de l'huile, notamment en terme de viscosité. Il présente par ailleurs les avantages suivants : pas de modification de l'architecture du moteur pour une meilleure 10 vie du groupe moto-propulseur en utilisant un piège submicronique ; prolongation des caractéristiques physiques et chimiques d'huile ; prolongation de la vie du moteur en diminuant l'usure des pièces ; facilité d'intégration ; 15 pas d'augmentation de la contre pression huile ; solution économique avec des matériaux peu coûteux ; versatilité en termes de types d'huile ; échange des moyens de séparation possible lors d'une vidange d'huile classique ; 20 possibilité d'éliminer certains composés organiques ou organométalliques jugés critiques dans le futur ; -limitation de l'émission de molécules captées dans l'atmosphère et des risques de fuites ; et - possibilité d'implanter le système sans connectique extérieure, no- 25 tamment sous forme de cartouche.The described system allows the selective separation of the most important gas oil molecules in the lubricating oil for maintaining the properties of the oil, especially in terms of viscosity. It also has the following advantages: no modification of the motor architecture for a better life of the powertrain unit using a submicron trap; prolongation of the physical and chemical characteristics of oil; prolonging the life of the engine by reducing the wear of parts; ease of integration ; No increase in oil backpressure; economical solution with inexpensive materials; versatility in terms of oil types; exchange of separation means possible during a conventional oil change; The possibility of eliminating certain organic or organometallic compounds considered critical in the future; -limitation of the emission of molecules captured in the atmosphere and risks of leaks; and the possibility of implanting the system without external connectors, especially in the form of a cartridge.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Système de réduction de la quantité de gazole dans l'huile de lubrification d'un moteur Diesel de véhicule automobile, dont la ligne d'échappement (5) est munie de moyens de dépollution (6) associés à des moyens de régénération mettant en oeuvre des post-injections de carburant dans les cylindres de celui-ci et dans lequel le moteur (1) est également associé à un bac à huile (17) et à un condenseur (18) de séparation gazole/huile muni de moyens (19) d'évacuation des vapeurs de gazole, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (22) de séparation sélectifs permettant d'éliminer de l'huile de lubrification les hydrocarbures linéaires volatiles et, disposés en contact avec lesdits moyens de séparation, des moyens de réception (23) des hydrocarbures légers volatiles séparés.  1. A system for reducing the amount of diesel fuel in the lubricating oil of a motor vehicle diesel engine, whose exhaust line (5) is provided with depollution means (6) associated with regeneration means in the case of fuel injections into the cylinders thereof and in which the engine (1) is also associated with an oil tank (17) and with a diesel / oil separation condenser (18) provided with means ( 19) for evacuating diesel vapors, characterized in that it comprises selective separation means (22) for removing from the lubricating oil the volatile linear hydrocarbons and disposed in contact with said separation means, means for receiving (23) separated volatile light hydrocarbons. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre en amont des moyens de séparation un piège pour particules submicroniques (21).  2. System according to claim 1, characterized in that it further comprises upstream separation means a trap for submicron particles (21). 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de séparation (22) comprennent une membrane poreuse.  3. System according to claim 1 or 2, characterized in that the separation means (22) comprise a porous membrane. 4. Système selon la revendications 3, caractérisé en ce que la membrane poreuse est choisie parmi une membrane de type carbone, verre, céramique et zéolithe.  4. System according to claim 3, characterized in that the porous membrane is selected from a membrane of carbon, glass, ceramic and zeolite type. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de réception (23) comprennent un liquide mis- cible avec les hydrocarbures légers volatiles séparés.  5. System according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the receiving means (23) comprise a target liquid with separated volatile light hydrocarbons. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que la le liquide est un hydrocarbure portant un ou plusieurs groupes polaires, tels que des groupes hydroxyle, amine, nitrile ou carboxyle.  6. System according to claim 5, characterized in that the liquid is a hydrocarbon bearing one or more polar groups, such as hydroxyl groups, amine, nitrile or carboxyl. 7. Système selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le liquide est un hydrocarbure portant un ou plusieurs groupes alkyle ramifiés en C3 à C6, notamment isopropyle.  7. System according to one of claims 5 or 6, characterized in that the liquid is a hydrocarbon bearing one or more branched alkyl groups C3 to C6, especially isopropyl. 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de réception comprennent un matériau poreux. 2906299 12  8. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the receiving means comprise a porous material. 2906299 12 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le matériau poreux est sous forme de billes.  9. System according to claim 8, characterized in that the porous material is in the form of beads. 10. Système selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est assemblé sous forme de cartouche.  10. System according to one of claims 1 to 9, characterized in that it is assembled in the form of a cartridge.
FR0653898A 2006-09-22 2006-09-22 SYSTEM FOR REDUCING THE AMOUNT OF GASOLINE IN THE LUBRICATING OIL OF AN ENGINE Expired - Fee Related FR2906299B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0653898A FR2906299B1 (en) 2006-09-22 2006-09-22 SYSTEM FOR REDUCING THE AMOUNT OF GASOLINE IN THE LUBRICATING OIL OF AN ENGINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0653898A FR2906299B1 (en) 2006-09-22 2006-09-22 SYSTEM FOR REDUCING THE AMOUNT OF GASOLINE IN THE LUBRICATING OIL OF AN ENGINE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2906299A1 true FR2906299A1 (en) 2008-03-28
FR2906299B1 FR2906299B1 (en) 2009-05-15

Family

ID=38089188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0653898A Expired - Fee Related FR2906299B1 (en) 2006-09-22 2006-09-22 SYSTEM FOR REDUCING THE AMOUNT OF GASOLINE IN THE LUBRICATING OIL OF AN ENGINE

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2906299B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6053143A (en) * 1998-05-26 2000-04-25 709398 Ontario Ltd. Method of improving combustion efficiency and reducing exhaust emissions by controlling oil volatility in internal combustion engines
FR2803624A1 (en) * 2000-01-06 2001-07-13 Peugeot Citroen Automobiles Sa Process for lubricating a car's diesel engine includes determining proportion of fuel contained in lubricant, comparing proportion with a threshold and heating lubricating oil when fuel proportion is greater than the threshold
DE10318784A1 (en) * 2003-04-25 2004-11-11 Audi Ag Method for operating an internal combustion engine
FR2874962A1 (en) * 2004-09-09 2006-03-10 Peugeot Citroen Automobiles Sa Diesel fuel quantity reduction system for diesel engine of motor vehicle, has electrical resistor and exhaust gas recirculation circuit heating condenser to separate diesel fuel and lubrication oil
FR2885950A1 (en) * 2005-05-19 2006-11-24 Peugeot Citroen Automobiles Sa Diesel fuel quantity reduction system for motor vehicle, has exhaust line with depollution unit having nitrogen oxide catalyst, and porous membrane associated with one or more aerosol traps, where membrane has specific inlet size

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6053143A (en) * 1998-05-26 2000-04-25 709398 Ontario Ltd. Method of improving combustion efficiency and reducing exhaust emissions by controlling oil volatility in internal combustion engines
FR2803624A1 (en) * 2000-01-06 2001-07-13 Peugeot Citroen Automobiles Sa Process for lubricating a car's diesel engine includes determining proportion of fuel contained in lubricant, comparing proportion with a threshold and heating lubricating oil when fuel proportion is greater than the threshold
DE10318784A1 (en) * 2003-04-25 2004-11-11 Audi Ag Method for operating an internal combustion engine
FR2874962A1 (en) * 2004-09-09 2006-03-10 Peugeot Citroen Automobiles Sa Diesel fuel quantity reduction system for diesel engine of motor vehicle, has electrical resistor and exhaust gas recirculation circuit heating condenser to separate diesel fuel and lubrication oil
FR2885950A1 (en) * 2005-05-19 2006-11-24 Peugeot Citroen Automobiles Sa Diesel fuel quantity reduction system for motor vehicle, has exhaust line with depollution unit having nitrogen oxide catalyst, and porous membrane associated with one or more aerosol traps, where membrane has specific inlet size

Also Published As

Publication number Publication date
FR2906299B1 (en) 2009-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1979589A2 (en) Catalytic filter having a short light-off time
EP1945356B1 (en) Method for obtaining a homogeneous filtering structure for a catalytic application
EP1726793B1 (en) Device for reduction of fuel quantity in oil of a combustion engine
EP1090211B1 (en) Method for treating by combustion carbon-containing particles in an internal combustion engine exhaust circuit
EP3230563B1 (en) Exhaust gas aftertreatment device for internal combustion engine
WO2006106275A2 (en) Catalytic filter for filtering a gas comprising a coating and/or a joint with controlled porosity
EP2430294A1 (en) Circuit for treating and discharging exhaust gases from a controlled ignition combustion engine
FR2906299A1 (en) Diesel quantity reducing system for motor vehicle, has separation unit e.g. glass type porous membrane, removing volatile linear hydrocarbons from lubricating oil, and separated hydrocarbons reception unit in contact with membrane
EP3149300B1 (en) Exhaust gas after-treatment device for an internal combustion engine
EP2379207A1 (en) Purification structure including a catalysis system supported by a zircon in reduced state
EP4237124A1 (en) Device for filtering air intended to supply an air system of a transport vehicle, system comprising such a device, and method for manufacturing such a filtering device
JP2004239197A (en) Engine exhaust fine particulate reduction device
FR2961407A1 (en) Catalyzed particle filter for e.g. stratified direct injection type petrol engine of automobile, has multi-metallic perovskite type oxide based catalytic composition comprising lanthanum-manganese-silver oxide having specific index
WO2007034100A1 (en) Device for treating methane contained in an exhaust gas emitted by a diesel engine and related method
EP1635047A2 (en) Device for reduction of fuel quantity in combustion engine lubricant
FR3041032A1 (en) EXHAUST GAS POST-TREATMENT DEVICE OF A COMBUSTION ENGINE
FR2928175A1 (en) Soot treating method for e.g. gasoline engine, of vehicle, involves placing particulate filter in exhaust gas line, and realizing combustion of soot in filter by using heat of exhaust gas, when engine is running in homogeneous cycle
FR2902140A1 (en) Internal combustion engine e.g. oil engine, and its exhaust line operation management method for vehicle, involves modifying operating conditions of engine/line to carry gas at certain temperature for desorption of ammonia/hydrocarbon
EP2857084A1 (en) Device for treating exhaust gases
FR2926597A1 (en) Exhaust gas treatment system for e.g. oil engine, in motor vehicle, has compressed gas supplying duct supplying compressed gas from reservoir to separation module, where module having membrane provides oxygen-deficient gas to engine
FR3082564A1 (en) Method and device for controlling an internal combustion engine
Fujii et al. Studies of Diesel Particulate Filter Performances by a Diesel Engine Simulator
FR3132326A1 (en) PARTICLE FILTRATION SYSTEM FOR A HEAT ENGINE WITH IMPROVED EFFICIENCY AND OPTIMIZED BACK PRESSURE
FR2870566A1 (en) Device for treating exhaust gas from engines running on over-rich fuel, comprises turbocompressor, filter and catalytic unit, eliminates soot, unburnt fuel and nitrogen oxides
EP2533878A1 (en) Particle filter including a catalytic phase

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse

Effective date: 20120531