1 DISPOSITIF DE DEPOLLUTION DES GAZ D'ECHAPPEMENT La présente invention concerne les dispositifs de dépollution, placés dans une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. The present invention relates to depollution devices, placed in an exhaust line of an internal combustion engine of a motor vehicle.
Plus précisément, elle concerne un dispositif de dépollution des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne comprenant au moins un organe de dépollution, et un circuit EGR comportant un piquage de recirculation des gaz d'échappement disposé en aval de cet organe de dépollution. La recirculation des gaz d'échappement peut être communément appelée EGR (pour Exhaust Gas Recirculation), RGE (pour Recirculation des Gaz à l'Echappement), RGB (pour Recirculation des Gaz Brûlés), ou encore GBR (pour Gaz Brûlés Recirculés). Un circuit de recirculation des gaz d'échappement peut être du type à basse pression , pour spécifier un piquage des gaz d'échappement qui se trouve en aval de la turbine d'un turbocompresseur et d'un organe de dépollution pouvant faire partie d'un ensemble plus complexe de dépollution. Ces gaz recirculés sont plus propres, car ils sont passés au préalable par l'ensemble de dépollution. Cependant, lors de tests de dispositifs de dépollution utilisant un tel piquage de recirculation, on a constaté que des particules de nature non combustibles étaient convoyées par ces gaz recirculés vers le système d'admission du moteur. II peut s'agir de particules provenant de l'élément de dépollution, tel un filtre à particules, et son enveloppe, appelée MAT, qui entoure le filtre. De plus, dans le cas où les gaz recirculés sont renvoyés vers l'admission, en amont d'un système de compression, comme par exemple le compresseur d'un turbocompresseur, ces particules peuvent endommager la roue du compresseur. L'invention vise à pallier les inconvénients ci-dessus, en proposant un dispositif de dépollution des gaz d'échappement dans lequel le circuit de gaz EGR comporte un élément de filtration de particules non combustibles. Mais l'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et des dessins annexés, donnés à titre illustratif, et dans lesquels : la figure 1 montre de façon schématique un premier mode de réalisation d'un dispositif de dépollution selon l'invention ; la figure 2 détaille la zone intitulée A sur la figure 1 ; More specifically, it relates to a device for cleaning up the exhaust gas of an internal combustion engine comprising at least one pollution control device, and an EGR circuit comprising an exhaust gas recirculation nozzle arranged downstream of this exhaust gas organ. pollution. Exhaust gas recirculation can be commonly referred to as EGR (for Exhaust Gas Recirculation), EGR (for Exhaust Gas Recirculation), RGB (for Recirculation of Burned Gases), or GBR (for Recirculated Flue Gas). An exhaust gas recirculation circuit may be of the low pressure type, to specify exhaust gas tapping which is downstream of the turbine of a turbocharger and a pollution control member which may be part of a more complex set of depollution. These recirculated gases are cleaner because they have been previously passed through the depollution unit. However, during tests of pollution control devices using such a recirculation tapping, it was found that particles of non-combustible nature were conveyed by these recirculated gases to the engine intake system. It may be particles from the pollution control element, such as a particulate filter, and its envelope, called MAT, which surrounds the filter. In addition, in the case where the recirculated gases are returned to the inlet, upstream of a compression system, such as for example the compressor of a turbocharger, these particles can damage the compressor wheel. The invention aims to overcome the above drawbacks by proposing an exhaust gas depollution device in which the EGR gas circuit comprises a non-combustible particle filter element. But the invention will be further detailed using the following description and accompanying drawings, given for illustrative purposes, and in which: Figure 1 shows schematically a first embodiment of a pollution control device according to the invention; Figure 2 details the area labeled A in Figure 1;
2 les figures 3 et 4 montrent de façon schématique un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de dépollution selon l'invention ; les figures 5 et 6 montrent de façon schématique une variante de forme de l'élément de filtration. Comme illustré à la figure 1, le dispositif comporte un boîtier 1. Le boîtier 1 comporte une entrée E des gaz d'échappement qui proviennent du moteur (non représenté), et une sortie S des gaz d'échappement. Le boîtier 1 renferme un filtre à particules 2 dont le pain 3 du filtre est entouré par une enveloppe 4 appelée MAT. Des particules de matières non combustibles peuvent se détacher du pain 3 du filtre et l'enveloppe 4. Le dispositif comporte un circuit de gaz EGR basse pression. Le circuit EGR comporte un piquage de recirculation des gaz d'échappement. Ce piquage est réalisé sur le boîtier 1 par un orifice 5 disposé en aval du filtre à particules 2. Un tuyau 6, appelé tuyau EGR basse pression, est par exemple soudé sur la paroi externe du boîtier 1 au niveau de l'orifice 5, pour recevoir la part des gaz d'échappement sortant du filtre à particules 2 qui sont destinés à être renvoyés vers le système d'admission du moteur. Avec un tel piquage de recirculation, des particules de nature non combustibles peuvent être convoyées par cette part des gaz d'échappement. Il peut s'agir de particules provenant du pain 3 du filtre à particules et son enveloppe 4 qui l'entoure. Un inconvénient majeur vient du fait que, dans le cas où les gaz recirculés sont renvoyés en amont de la roue du compresseur d'un turbocompresseur équipant le moteur, ces particules peuvent endommager cette roue. Pour pallier cet inconvénient, selon l'invention, le circuit de gaz EGR comporte un élément de filtration de particules non combustibles. Cet élément de filtration, qui peut être constitué d'un support métallique tressé et d'un média filtrant, est approprié pour la filtration des particules non combustibles dont la taille dépasse 0,2 mm. Le type de média filtrant dépend de la température des gaz. Par exemple, selon le mode de réalisation des figures 1 et 2, l'élément de filtration 20 est disposé juste à la sortie du filtre à particules 2. La température des gaz d'échappement à cet endroit peut être très élevée (jusqu'à plusieurs centaines de degrés). Par conséquent, le média filtrant est de type tamis métallique, et la matière est par exemple un acier austénitique. Dans un autre exemple non représenté, lorsque le circuit EGR basse pression est équipé d'un refroidisseur des gaz d'échappement (appelé également échangeur thermique), et que l'élément de filtration se trouve en aval de ce refroidisseur, les températures des gaz d'échappement permettent d'utiliser un média synthétique selon les techniques connues du spécialiste. Le média filtrant, renforcé par le support métallique, se présente sous une forme plane. Cependant, pour augmenter la surface du média filtrant et diminuer la perte de charge liée à l'élément filtrant dans le circuit EGR basse pression, la forme peut être conique 31 (conformément à la figure 5), ou encore plissée 32 (conformément à la figure 6). Pour y parvenir, le média filtrant plat renforcé par le support métallique peut être mis en forme pour qu'il devienne conique ou plissé. Dans le premier mode de réalisation représenté aux figures 1 et 2, l'élément de filtration 20 recouvre l'orifice 5 sur la paroi intérieure du boîtier 1. L'élément de filtration 20 est alors soudé sur la paroi intérieure du boîtier 1 autour de l'orifice 5. Le cordon de soudure 21 assure le maintien de l'élément de filtration 20. Selon une variante de réalisation, l'élément de filtration peut, de la même façon, être disposé à une extrémité d'un tuyau du circuit EGR. Dans un deuxième mode de réalisation représenté aux figures 3 à 6, l'élément de filtration 30 est disposé dans un tuyau EGR basse pression au niveau d'une bride de fixation. L'élément de filtration 30 peut faire partie d'un élément d'étanchéité 10 qui est interposé entre deux brides d'assemblage 7 et 9 venant en contact l'une contre l'autre. Dans ce mode de réalisation, le circuit EGR comporte deux tuyaux 6 et 8 assemblés de manière étanche au moyen de l'élément d'étanchéité 10 qui comporte l'élément de filtration 30. Figures 3 and 4 schematically show a second embodiment of a depollution device according to the invention; Figures 5 and 6 show schematically a variant form of the filter element. As illustrated in Figure 1, the device comprises a housing 1. The housing 1 comprises an inlet E of the exhaust gas from the engine (not shown), and an output S of the exhaust gas. The housing 1 encloses a particle filter 2, the bread 3 of the filter is surrounded by a casing 4 called MAT. Particles of non-combustible materials can separate from the filter roll 3 and the envelope 4. The device comprises a low pressure EGR gas circuit. The EGR circuit comprises an exhaust gas recirculation tapping. This stitching is performed on the housing 1 by an orifice 5 disposed downstream of the particle filter 2. A pipe 6, called low pressure EGR pipe, is for example welded to the outer wall of the housing 1 at the orifice 5, to receive the part of the exhaust gases leaving the particulate filter 2 which are intended to be returned to the engine intake system. With such a recirculation nozzle, particles of non-combustible nature can be conveyed by this part of the exhaust gas. It may be particles from the bread 3 of the particulate filter and its envelope 4 surrounding it. A major disadvantage comes from the fact that, in the case where the recirculated gases are returned upstream of the compressor wheel of a turbocharger equipping the engine, these particles can damage this wheel. To overcome this drawback, according to the invention, the EGR gas circuit comprises a non-combustible particle filter element. This filter element, which may consist of a braided metal support and a filter medium, is suitable for the filtration of non-combustible particles whose size exceeds 0.2 mm. The type of filter medium depends on the temperature of the gases. For example, according to the embodiment of Figures 1 and 2, the filter element 20 is disposed just at the outlet of the particulate filter 2. The temperature of the exhaust gas at this point can be very high (up to several hundred degrees). Therefore, the filter medium is of the metal screen type, and the material is, for example, austenitic steel. In another example not shown, when the low pressure EGR circuit is equipped with an exhaust gas cooler (also called heat exchanger), and the filter element is downstream of this cooler, the temperatures of the gases exhaust allow to use a synthetic media according to the techniques known to the specialist. The filter medium, reinforced by the metal support, is in a flat shape. However, to increase the surface of the filter medium and to reduce the pressure drop associated with the filter element in the low pressure EGR circuit, the shape may be conical 31 (in accordance with FIG. 5), or folded 32 (in accordance with FIG. Figure 6). To achieve this, the flat filter medium reinforced by the metal support can be shaped to become conical or pleated. In the first embodiment shown in Figures 1 and 2, the filter element 20 covers the orifice 5 on the inner wall of the housing 1. The filter element 20 is then welded to the inner wall of the housing 1 around the orifice 5. The weld bead 21 maintains the filtration element 20. According to an alternative embodiment, the filter element may, in the same way, be disposed at one end of a pipe of the circuit EGR. In a second embodiment shown in Figures 3 to 6, the filter element 30 is disposed in a low-pressure EGR pipe at a fastening flange. The filter element 30 may be part of a sealing element 10 which is interposed between two connecting flanges 7 and 9 coming into contact with each other. In this embodiment, the EGR circuit comprises two pipes 6 and 8 sealed together by means of the sealing element 10 which comprises the filtration element 30.
Le tuyau EGR basse pression 6 comporte la bride 7 destinée à venir en contact avec la bride 9 d'un tuyau 8 du circuit EGR. Le joint d'étanchéité 10 est interposé entre ces deux brides 7 et 9. Les brides 7 et 9 et le joint 10 définissent chacun deux orifices 11 pour le passage de vis de fixation (non représentées). Le joint 10 définit un orifice pour le passage des gaz EGR. C'est à cet endroit que se trouve l'élément de filtration 30 qui est intégré au joint 10. Par exemple l'élément de filtration 30 peut se trouver pris entre deux feuilles métalliques qui forment le joint d'étanchéité 10. Un avantage de ce mode de réalisation est qu'il est possible de changer ou de nettoyer l'élément de filtration 30 plus facilement, simplement en démontant l'assemblage des brides de fixations, lors d'une opération de maintenance par exemple. Selon un aspect complémentaire de l'invention, et conformément à la figure 1, le boîtier 1 peut comporter un déflecteur 15, placé entre le filtre à particules 2 et le piquage de recirculation réalisé par l'orifice 5 d'entrée des gaz EGR. Le déflecteur 15 peut également être prévu pour orienter le flux de gaz d'échappement sortant du filtre à particules 2 vers la sortie S du boîtier 1. Le déflecteur 15 permet de compléter, en amont du piquage, la filtration de l'élément filtrant, en déviant le flux de gaz d'échappement de l'orifice 5 et des particules de matière non combustible convoyées par ce flux. Les particules les plus grosses seront alors envoyées par le déflecteur 15 directement vers la sortie du boîtier 1. De plus, le déflecteur 15 empêche les gaz d'échappement sortant du filtre à particules 2 de venir directement en contact avec l'élément de filtration 20 du premier mode de réalisation, ce qui permet d'améliorer sa tenue thermomécanique. Le déflecteur 15 peut, de manière non limitative, consister en un morceau de tôle, soudé à la paroi intérieure du boîtier 1, et résistant aux températures des gaz d'échappement. Le déflecteur 15 peut également consister en une déformation de la paroi du boîtier 1 pratiquée de l'extérieur vers l'intérieur du boîtier 1. Selon un autre aspect complémentaire, l'invention consiste également en un véhicule automobile qui comporte un dispositif de dépollution tel que décrit ci-dessus. Le dispositif de dépollution est monté sur le véhicule de telle sorte que le piquage de recirculation soit incliné vers le haut pris par rapport au plan horizontal du véhicule. Un tel montage permet également d'éviter que des particules non combustible ne viennent frapper directement l'élément de filtration 20 du premier mode de réalisation, et aussi d'empêcher qu'elles passent dans le circuit EGR basse pression.25 The low pressure EGR pipe 6 comprises the flange 7 intended to come into contact with the flange 9 of a pipe 8 of the EGR circuit. The seal 10 is interposed between these two flanges 7 and 9. The flanges 7 and 9 and the seal 10 each define two orifices 11 for the passage of fastening screws (not shown). The seal 10 defines an orifice for the passage of the EGR gas. It is at this point that the filtering element 30 which is integrated in the seal 10 is located. For example, the filtration element 30 can be caught between two metal sheets which form the seal 10. A benefit of this embodiment is that it is possible to change or clean the filter element 30 more easily, simply by dismantling the assembly of the fastening flanges, during a maintenance operation for example. According to a complementary aspect of the invention, and in accordance with FIG. 1, the housing 1 may comprise a baffle 15 placed between the particulate filter 2 and the recirculation tapping made by the inlet orifice 5 of the EGR gas. The deflector 15 may also be provided to guide the flow of exhaust gas leaving the particle filter 2 to the outlet S of the housing 1. The deflector 15 makes it possible to complete, before the quilting, the filtration of the filter element, by deflecting the flow of exhaust gas from the orifice 5 and non-combustible material particles conveyed by this flow. The larger particles will then be sent through the deflector 15 directly to the outlet of the housing 1. In addition, the deflector 15 prevents the exhaust gas from the particulate filter 2 from coming directly into contact with the filter element 20 of the first embodiment, which improves its thermomechanical behavior. The deflector 15 may, without limitation, consist of a piece of sheet metal, welded to the inner wall of the housing 1, and resistant to the exhaust gas temperatures. The deflector 15 may also consist of a deformation of the wall of the casing 1 made from the outside towards the inside of the casing 1. According to another complementary aspect, the invention also consists of a motor vehicle which comprises a decontamination device such as as described above. The depollution device is mounted on the vehicle so that the recirculation tapping is inclined upwardly relative to the horizontal plane of the vehicle. Such an arrangement also makes it possible to prevent non-combustible particles from directly striking the filter element 20 of the first embodiment, and also to prevent them from passing into the low-pressure EGR circuit.