FR2921414A1

FR2921414A1 - System for storing and injecting additive solution into exhaust gases of diesel engine for use in heavy goods vehicle, has one tank from which solution is withdrawn when another tank is non-operational

Info

Publication number: FR2921414A1
Application number: FR0757766A
Authority: FR
Inventors: De Beeck Joel Op; Francois Dougnier
Original assignee: Inergy Automotive Systems Research SA
Current assignee: Plastic Omnium Advanced Innovation and Research SA
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2009-03-27

Abstract

The system has two tanks (1,2) parallel to each other and the branch coming from the tank (1) gives rise to lower pressure drops than the branch coming from the tank (2). The additive solution is normally withdrawn mainly from tank (1), and is withdrawn from tank (2) when the tank (1) is non-operational.

Description

Système de stockage et d'injection d'une solution d'additif dans des gaz d'échappement d'un moteur La présente invention concerne un système de stockage et d'injection d'une solution d'additif dans des gaz d'échappement d'un moteur. Les évolutions des législations (européenne : programmes EURO V et EURO VI; US : phase Tier 2 Bin 5 de L'EPA (Environmental Protection Agency)) visant la réduction des émissions polluantes des véhicules à moteur conduisent à l'introduction sur les véhicules de systèmes d'élimination des oxydes d'azote NOx des gaz d'échappement. L'une des technologies développées consiste à injecter dans la ligne d'échappement une solution contenant un précurseur d'ammoniac (généralement de l'urée) qui réduit chimiquement sur un catalyseur les NOx en azote. Les véhicules sont alors équipés d'un système permettant le stockage de la solution de précurseur, ainsi que le pompage et l'injection de cette dernière dans l'échappement. Afin d'éviter de trop fréquents remplissages, il est intéressant de pouvoir disposer d'une réserve embarquée suffisante. En particulier, un des objectifs visés est d'effectuer le remplissage à l'entretien véhicule. Une autonomie de 30000 km est donc à prévoir, soit, en tenant compte de la consommation de la solution d'urée (environ llitre par 1000 km) une réserve de 30 1. Par ailleurs, les architectures compactes des véhicules ne permettent pas toujours de dégager un tel volume en un seul endroit. Une solution se ramène à utiliser au moins deux réservoirs sur le véhicule, là où l'encombrement le permet, permettant de stocker le volume souhaité. Il est alors nécessaire de prévoir un système de transfert entre ces réservoirs, qui ne peut pas toujours s'effectuer par gravité. The present invention relates to a system for storing and injecting an additive solution into the exhaust gas of an engine. 'a motor. Changes in legislation (European: EURO V and EURO VI programs, US EPA (Environmental Protection Agency) Tier 2 Bin 5) aimed at reducing pollutant emissions from motor vehicles lead to the introduction of systems for the removal of NOx nitrogen oxides from exhaust gases. One of the technologies developed consists in injecting into the exhaust line a solution containing an ammonia precursor (usually urea) which chemically reduces NOx to nitrogen on a catalyst. The vehicles are then equipped with a system for storing the precursor solution, and the pumping and injection of the latter in the exhaust. To avoid frequent refilling, it is interesting to have a sufficient onboard reserve. In particular, one of the objectives is to fill the vehicle maintenance. An autonomy of 30000 km is expected, or, taking into account the consumption of the urea solution (about 11 liters per 1000 km) a reserve of 30 1. In addition, the compact architectures of vehicles do not always allow release such a volume in one place. One solution is to use at least two tanks on the vehicle, where congestion permits, to store the desired volume. It is then necessary to provide a transfer system between these tanks, which can not always be done by gravity.

L'environnement véhicule peut conduire, d'autre part, à une géométrie de réservoir qui nécessite, pour des raisons fonctionnelles, la mise en place d'une réserve (piège) à l'intérieur du réservoir. Il faut alors prévoir également un système de transfert de la solution de précurseur d'ammoniac du réservoir pour alimenter le piège. The vehicle environment can lead, on the other hand, to a tank geometry that requires, for functional reasons, the establishment of a reserve (trap) inside the tank. It is also necessary to provide a system for transferring the ammonia precursor solution from the reservoir to feed the trap.

En outre, étant donné que la solution aqueuse d'urée généralement utilisée à cette fin (eutectique eau/urée à 32.5 % en poids d'urée) gèle à -11°C, il est In addition, since the aqueous solution of urea generally used for this purpose (eutectic water / urea at 32.5% by weight of urea) freezes at -11 ° C, it is

-2 nécessaire de prévoir un dispositif de chauffage pour liquéfier la solution afin de pouvoir l'injecter dans la ligne d'échappement en cas de démarrage dans des conditions de gel. En vue d'éviter les problèmes de gel mais d'éviter de trop grever le coût du système, il serait souhaitable de ne devoir chauffer qu'un seul des deux réservoirs. Des systèmes d'urée avec deux réservoirs ont déjà été proposés. Ainsi, le brevet US 5,884,475 décrit le recours à 2 réservoirs d'urée en série: un principal (de stockage) et un secondaire (de petit volume) qui est chauffé et qui sert pour le démarrage en cas de gel. Aucun dispositif spécifique pour le transfert de la solution du réservoir principal vers le réservoir secondaire n'est décrit dans ce document, la pompe principale d'alimentation en urée jouant ce rôle en aspirant à travers le réservoir secondaire. Or, si le réservoir secondaire n'est pas situé en dessous du réservoir principal, il n'est pas forcément toujours rempli de solution d'où un risque que la pompe fonctionne à vide (ce qui pourrait l'endommager) et que le système ne soit pas alimenté en additif. Une solution évidente pour résoudre ce problème serait de prévoir une pompe additionnelle entre les deux réservoirs. Une telle solution est toutefois coûteuse. Les demandes FR 0610039 et 0756106 au nom de la demanderesse présentent un système amélioré de ce point de vue qui fait appel à des clapets de différents tarages. Bien que cette solution soit plus économique, elle peut toutefois nécessiter une mise au point délicate, en fonction, par exemple, des différences de pertes de charge d'une architecture à l'autre. La présente invention vise à résoudre ce problème en fournissant un système plus simple que celui décrit dans ces demandes. A cet effet, la présente invention concerne un système pour le stockage et l'injection d'une solution d'additif dans des gaz d'échappement d'un moteur et comprenant deux réservoirs pour le stockage de la solution et une pompe d'alimentation de la solution de ces réservoirs vers une ligne d'injection, ces deux réservoirs étant en parallèle et reliés à la pompe chacun par une branche de ligne d'alimentation, la branche (I) issue du premier réservoir (1) créant des pertes de charges plus faibles que la branche (II) issue de l'autre réservoir (2) de sorte que la solution est normalement prélevée principalement dans le réservoir (1) et qu'elle est prélevée du réservoir (2) et uniquement de celui-ci, lorsque le réservoir (1) est inopérationnel. -2 necessary to provide a heating device to liquefy the solution so that it can be injected into the exhaust line when starting under freezing conditions. In order to avoid frost problems but to avoid overburdening the cost of the system, it would be desirable to heat only one of the two tanks. Urea systems with two tanks have already been proposed. Thus, US Pat. No. 5,884,475 describes the use of two urea tanks in series: a main (storage) and a secondary (small volume) which is heated and which serves for starting in case of freezing. No specific device for transferring the solution from the main tank to the secondary tank is described in this document, the main urea supply pump playing this role by drawing through the secondary tank. However, if the secondary tank is not located below the main tank, it is not always always filled with solution resulting in a risk that the pump runs empty (which could damage it) and that the system not be fed with additives. An obvious solution to this problem would be to provide an additional pump between the two tanks. Such a solution is however expensive. Applications FR 0610039 and 0756106 in the name of the applicant have an improved system from this point of view which uses valves of different settings. Although this solution is more economical, it may however require a delicate development, depending, for example, differences in pressure drops from one architecture to another. The present invention aims to solve this problem by providing a simpler system than that described in these applications. For this purpose, the present invention relates to a system for storing and injecting an additive solution into the exhaust gas of an engine and comprising two reservoirs for storing the solution and a feed pump. of the solution of these tanks to an injection line, these two tanks being in parallel and connected to the pump each by a supply line branch, the branch (I) from the first reservoir (1) creating losses of lower loads than the branch (II) from the other tank (2) so that the solution is normally taken mainly from the tank (1) and is withdrawn from the tank (2) and only from it when the reservoir (1) is inoperative.

-3 Avec une telle architecture, il suffit d'équiper le réservoir (2) d'un dispositif de chauffage pour disposer d'un système efficace en cas de gel. On peut bien entendu généraliser l'invention à un système comportant un réservoir actif (chauffé) et plusieurs réservoirs passifs (non chauffés) dont le rôle est d'augmenter le volume de solution embarquée. L'additif dont il est question dans le cadre de l'invention est de préférence un agent réducteur susceptible de réduire les NOx présents dans les gaz d'échappement des moteurs à combustion interne. Il s'agit avantageusement d'un précurseur d'ammoniac en solution aqueuse. L'invention donne de bons résultats avec les solutions aqueuses d'urée et en particulier, les solutions eutectiques eau/urée telles que les solutions d'AdBlué dont la teneur en urée est comprise entre 31,8 % et 33,2 % en poids et qui contiennent environ 18 % d'ammoniac. L'invention peut également s'appliquer aux mélanges urée/formate d'ammonium également en solution aqueuse, vendus sous la marque Denoxium et qui contiennent environ 13 % d'ammoniac. Ces derniers présentent comme avantage par rapport à l'urée, le fait de ne geler qu'à partir de -35°C (par rapport à -11°C), mais présentent comme inconvénients, des problèmes de corrosion liés à la libération d'acide formique. La présente invention peut être appliquée à tout moteur à combustion interne comprenant une ligne de retour carburant, c.à.d. une ligne retournant au réservoir à carburant, le surplus de carburant non consommé par le moteur. Elle est avantageusement appliquée à des moteurs diesel et en particulier, à des moteurs diesel de poids lourds. Le système selon l'invention comprend au moins deux réservoirs destinés au stockage de l'additif et au moins une ligne d'injection destinée à injecter l'additif dans les gaz d'échappement du moteur. Dans une première variante préférée, le réservoir (2) est un réservoir situé en dehors du volume de réservoir (1). De préférence, le réservoir (2) a un volume plus faible que le réservoir (1) pour des questions thermiques et/ou de précision de jaugeage. Dans cette variante, les réservoirs de stockage de l'additif peuvent être situés n'importe où sur le véhicule, en fonction de la place disponible. Toutefois, selon une variante particulièrement avantageuse, le réservoir (2) est à un niveau supérieur à celui du réservoir (1) et il comprend une ouverture ou une tubulure de remplissage ainsi qu'une ligne de trop plein débouchant dans le réservoir (1) et d'emplacement et de géométrie appropriées pour que le réservoir With such an architecture, it is sufficient to equip the tank (2) with a heating device to have an effective system in case of freezing. Of course, the invention can be generalized to a system comprising an active (heated) reservoir and several passive (unheated) reservoirs whose role is to increase the volume of onboard solution. The additive referred to in the context of the invention is preferably a reducing agent capable of reducing the NOx present in the exhaust gases of internal combustion engines. It is advantageously an ammonia precursor in aqueous solution. The invention gives good results with aqueous solutions of urea and in particular, water / urea eutectic solutions such as AdBlué solutions whose urea content is between 31.8% and 33.2% by weight. and which contain about 18% ammonia. The invention can also be applied to urea / ammonium formate mixtures also in aqueous solution, sold under the trade name Denoxium and which contain about 13% of ammonia. These have the advantage over urea of freezing only from -35 ° C (relative to -11 ° C), but have the disadvantages of corrosion problems related to the release of formic acid. The present invention can be applied to any internal combustion engine comprising a fuel return line, i.e. a line returning to the fuel tank, the excess fuel not consumed by the engine. It is advantageously applied to diesel engines and in particular to heavy-duty diesel engines. The system according to the invention comprises at least two tanks for storing the additive and at least one injection line for injecting the additive into the exhaust gas of the engine. In a first preferred variant, the reservoir (2) is a reservoir situated outside the reservoir volume (1). Preferably, the tank (2) has a smaller volume than the tank (1) for thermal issues and / or gauging accuracy. In this variant, the storage tanks of the additive can be located anywhere on the vehicle, depending on the available space. However, according to a particularly advantageous variant, the reservoir (2) is at a level higher than that of the reservoir (1) and it comprises an opening or a filler neck and a line of overflow opening into the reservoir (1) and location and geometry appropriate for the tank

-4 (1) puisse se remplir par débordement du réservoir (2). Une telle variante permet de simplifier le remplissage en le réduisant à une seule opération. Dans une deuxième variante préférée, le réservoir (2) est situé à l'intérieur du réservoir (1) et constitue une réserve pour ce dernier. -4 (1) can be filled by overflow of the tank (2). Such a variant simplifies filling by reducing it to a single operation. In a second preferred variant, the reservoir (2) is located inside the reservoir (1) and constitutes a reserve for the latter.

Dans ces 2 variantes, afin que les systèmes concernés soient susceptibles d'affronter des conditions de gel, le réservoir (2) est de préférence muni d'un dispositif de chauffage. L'architecture du système selon l'invention permet alors de se passer de dispositif de chauffage sur le réservoir (1), d'où une économie. Le dispositif de chauffage peut être un système tel que décrit dans la demande WO 2006/064001 au nom de la demanderesse (et comprenant un tronçon de retour carburant susceptible d'être by-passé); comprendre un filament chauffant intégré à un raccord (comme décrit dans la demande FR 0607531 au nom de la demanderesse); un réchauffeur flexible tel que décrit dans les demandes FR 0755118 et 0756635 également au nom de la demanderesse... In these 2 variants, so that the systems concerned are likely to face freezing conditions, the tank (2) is preferably provided with a heating device. The architecture of the system according to the invention then makes it possible to dispense with the heating device on the tank (1), hence a saving. The heating device may be a system as described in the application WO 2006/064001 in the name of the applicant (and comprising a fuel return section may be by-passed); comprise a heating filament integrated in a fitting (as described in the application FR 0607531 in the name of the applicant); a flexible heater as described in applications FR 0755118 and 0756635 also in the name of the applicant ...

Selon l'invention, la branche (II) d'alimentation en urée issue du réservoir (2) crée des pertes de charges plus élevées que la branche (I) issue du réservoir (1), de sorte que la solution est normalement prélevée principalement dans le réservoir (1) et qu'elle est prélevée du réservoir (2) et uniquement de celui-ci, lorsque le réservoir (1) est inopérationnel. (par exemple parce que vide ou rempli de solution gelée). Les pertes de charge plus élevées dans la branche (II) sont généralement obtenues en réduisant la section de passage du liquide au moins localement dans cette branche (par rapport à la section de passage dans la branche (I)). En d'autres termes: il suffit de faire en sorte que la branche (II) ait une section de passage minimale plus faible que la section de passage minimale de la branche (I). Selon une variante préférée, les branches (I) et (II) sont constituées de tronçons de lignes substantiellement cylindriques (éventuellement munies de clapets et/ou autres accessoires) de diamètres différents. Alternativement, ces tronçons peuvent avoir des diamètres identiques mais le tronçon (II) est muni d'un étranglement ou de tout autre dispositif provoquant une perte de charge contrôlable. Selon l'invention, la ligne d'alimentation comprend deux branches, chacune d'elles reliant la pompe à un des réservoirs. Ces deux branches peuvent déboucher dans un tronçon de ligne commun les reliant à la pompe. According to the invention, the urea supply branch (II) issuing from the reservoir (2) creates higher pressure drops than the branch (I) coming from the reservoir (1), so that the solution is normally taken mainly from the reservoir (1). in the tank (1) and that it is taken from the tank (2) and only from it, when the tank (1) is inoperative. (for example because empty or filled with frozen solution). The higher pressure drops in the branch (II) are generally obtained by reducing the passage section of the liquid at least locally in this branch (relative to the passage section in the branch (I)). In other words: it is sufficient to ensure that the branch (II) has a minimum passage section smaller than the minimum passage section of the branch (I). According to a preferred variant, the branches (I) and (II) consist of sections of substantially cylindrical lines (possibly provided with valves and / or other accessories) of different diameters. Alternatively, these sections may have identical diameters but the section (II) is provided with a constriction or any other device causing a controllable pressure drop. According to the invention, the supply line comprises two branches, each of them connecting the pump to one of the tanks. These two branches can lead into a common line section connecting them to the pump.

Alternativement, ces deux branches peuvent directement piquer sur la pompe. La variante selon laquelle les deux branches sont reliées à la pompe par un Alternatively, these two branches can directly stitch on the pump. The variant according to which the two branches are connected to the pump by a

-5 tronçon commun est préférée car elle permet d'économiser des longueurs de tuyauterie. Dès lors, le système selon l'invention utilise généralement au moins un dispositif anti-retour (clapet par exemple) sur la branche (I) pour éviter que le réservoir (2) ne se vide dans le réservoir (1) via la branche (II) et le tronçon commun. Ce clapet est avantageusement associé à un flotteur qui ouvre la branche (I) tant qu'il y a de l'additif dans le réservoir (1), et la ferme lorsque le réservoir (1) est vide. Le système selon l'invention utilise également de préférence un dispositif (clapet ou autre) anti-retour sur la branche (II) afin d'éviter que du liquide ne retourne dans le système une fois que celui-ci a été purgé (le cas échéant). Lorsque le réservoir (2) est une réserve à l'intérieur du réservoir (1), ce dispositif est avantageusement une cloche telle que décrite dans la demande FR 0756388 au nom de la demanderesse. Comme décrit dans cette demande, la cloche fait avantageusement partie d'un module compact intégrant la pompe, un filtre et un dispositif permettant de purger la ligne. En particulier, cette cloche est de préférence intégrée à un boîtier commun entourant le filtre et au moins une partie de la pompe. De même, lorsque le système comprend une ligne de retour (c.à.d. lorsque la pompe dose une quantité excédentaire de solution, qui est de préférence dirigée vers le réservoir (2) pour éviter qu'en cas de gel prolongé, celui-ci ne se vide : voir la demande FR 0756106 susmentionnée), il est avantageux de munir celle-ci d'un dispositif anti-retour également. La pompe du système selon l'invention est de préférence une pompe rotative entraînée par un moteur et dont le contrôleur est géré par une unité de contrôle électronique (ECU). De préférence la pompe est du type pompe à engrenages, par exemple comme celle décrite dans la demande FR 0756387 au nom de la demanderesse. Elle comprend en général un stator et un rotor et peut de préférence fonctionner selon deux sens de rotation opposés, l'un correspondant en général à l'alimentation en liquide de la ligne d'alimentation et l'autre correspondant à une purge de la ligne d'alimentation. Tout type de moteur électrique rotatif peut convenir. De préférence, le moteur est du type moteur à courant continu sans balais ( brushless direct current ou BLDC). Dans ce cas, l'entraînement de la pompe est réalisé par un couplage magnétique entre le rotor de la pompe et un axe d'entraînement du moteur. -5 common section is preferred because it saves lengths of piping. Therefore, the system according to the invention generally uses at least one non-return device (valve for example) on the limb (I) to prevent the reservoir (2) from emptying into the reservoir (1) via the branch ( II) and the common section. This valve is advantageously associated with a float which opens the branch (I) as long as there is additive in the tank (1), and closes when the tank (1) is empty. The system according to the invention also preferably uses a device (valve or other) anti-return on the branch (II) to prevent liquid from returning to the system once it has been purged (the case applicable). When the reservoir (2) is a reserve inside the reservoir (1), this device is advantageously a bell as described in the application FR 0756388 in the name of the applicant. As described in this application, the bell is advantageously part of a compact module incorporating the pump, a filter and a device for purging the line. In particular, this bell is preferably integrated with a common housing surrounding the filter and at least a portion of the pump. Similarly, when the system includes a return line (ie when the pump is dispensing an excess amount of solution, which is preferably directed to the reservoir (2) to avoid that in case of prolonged freezing, that it does not empty: see the application FR 0756106 above), it is advantageous to provide it with a non-return device also. The pump of the system according to the invention is preferably a rotary pump driven by a motor and whose controller is managed by an electronic control unit (ECU). Preferably, the pump is of the gear pump type, for example as described in application FR 0756387 in the name of the applicant. It generally comprises a stator and a rotor and can preferably operate in two opposite directions of rotation, one corresponding in general to the supply of liquid from the supply line and the other corresponding to a purge of the line. power. Any type of rotary electric motor may be suitable. Preferably, the motor is of the brushless direct current (BLDC) type. In this case, the drive of the pump is made by a magnetic coupling between the rotor of the pump and a drive shaft of the motor.

-6 Ce moteur est de préférence contrôlé par un contrôleur c.à.d. une unité de commande (comprenant généralement un régulateur PID et un contrôleur de la vitesse de rotation du moteur) et d'alimentation électrique qui fournit au moteur, la puissance nécessaire pour le faire tourner à la vitesse souhaitée et qui permet d'inverser son sens de rotation, le cas échéant. Lorsque la branche (I) devient inopérationnelle et que l'alimentation se fait par la branche (II) uniquement, le contrôleur selon cette variante de l'invention adapte la vitesse de rotation du moteur pour que la quantité de solution alimentée dans les gaz soit suffisante malgré les pertes de charge plus élevées. This engine is preferably controlled by a controller ie. a control unit (generally comprising a PID regulator and a controller for the rotation speed of the motor) and a power supply which supplies the motor with the power necessary to rotate it at the desired speed and which makes it possible to reverse its direction rotation, if any. When the branch (I) becomes inoperative and the supply is made by the branch (II) only, the controller according to this variant of the invention adapts the speed of rotation of the motor so that the amount of solution fed into the gases is sufficient despite the higher pressure drops.

En d'autres termes, selon une variante avantageuse de l'invention, la pompe est une pompe rotative entraînée par un moteur géré contrôlé par un contrôleur comprenant un régulateur PID et un contrôleur de la vitesse de rotation du moteur, de sorte que lorsque la branche (I) devient inopérationnelle et que l'alimentation en solution se fait par la branche (II) uniquement, le contrôleur est susceptible d'adapter la vitesse de rotation du moteur pour que la quantité de solution alimentée dans les gaz soit suffisante malgré les pertes de charge plus élevées. De préférence, comme décrit dans la demande FR 0700358 au nom de la demanderesse, le contrôleur de la pompe est piloté par une ECU qui lui envoie un signal de commande de type PWM ( Pulse Width Modulation ) incluant des informations relatives aux conditions de fonctionnement de la pompe. Par ces conditions, on entend désigner une information relative à la pression de fonctionnement de la pompe ainsi qu'au moins une autre information telle que son arrêt/blocage, son sens de rotation.... Il s'agit de préférence de toutes les conditions de fonctionnement de la pompe à savoir: arrêt, marche avant, marche arrière, pression de fonctionnement (en sortie de pompe)... de sorte que le fonctionnement de la pompe est entièrement conditionné par un seul signal. L'ECU dont il est question dans le cadre de cette variante de l'invention est soit une ECU spécifique à cette fonction, soit une ECU susceptible d'également assurer d'autres fonctions et étant pour cela capable de communiquer également avec des composants autres que la pompe, par exemple avec des capteurs de température et/ou de pression, ainsi que de commander et/ou de contrôler le fonctionnement de ces composants. Cet ECU peut par exemple être spécifique à une fonction SCR d'un véhicule, soit être intégré à l'ECU du moteur. In other words, according to an advantageous variant of the invention, the pump is a rotary pump driven by a controlled motor controlled by a controller comprising a PID regulator and a controller of the rotational speed of the motor, so that when the branch (I) becomes inoperative and that the supply solution is made by the branch (II) only, the controller is likely to adapt the speed of rotation of the engine so that the amount of solution fed into the gas is sufficient despite the higher pressure drops. Preferably, as described in application FR 0700358 in the name of the applicant, the pump controller is controlled by an ECU which sends a PWM (Pulse Width Modulation) type control signal including information relating to the operating conditions of the pump. the pump. By these conditions is meant to designate information relating to the operating pressure of the pump and at least one other information such as its stop / lock, its direction of rotation .... It is preferably all the operating conditions of the pump ie shutdown, forward, reverse, operating pressure (pump output) ... so that the pump operation is fully conditioned by a single signal. The ECU referred to in this variant of the invention is either an ECU specific to this function, or an ECU capable of also performing other functions and being able to communicate with other components as well. as the pump, for example with temperature and / or pressure sensors, as well as to control and / or control the operation of these components. This ECU can for example be specific to a SCR function of a vehicle, or be integrated into the engine ECU.

Le système selon l'invention est généralement également équipé d'un injecteur permettant l'injection de l'additif dans les gaz d'échappement. Cet The system according to the invention is generally also equipped with an injector for injecting the additive into the exhaust gas. This

-7 injecteur peut être de tout type connu. Il peut soit être un injecteur dit actif c.à.d. incluant la fonction de dosage, soit un injecteur dit passif alors couplé à un dispositif additionnel de dosage tel qu'une vanne doseuse par exemple. Il s'agit avantageusement d'un injecteur passif et en particulier, d'un gicleur ou pulvérisateur permettant d'obtenir des gouttes de solution d'un diamètre compris entre 5 et 100 m. Un tel gicleur est avantageusement muni d'un orifice de diamètre de l'ordre de 150 m û 250 m. Cet orifice est de préférence alimenté par un système de fins canaux (3 û 4) produisant un phénomène de swirl (vortex) de la solution en amont du gicleur. Le colmatage pourrait être évité par la purge qui élimine les dernières gouttelettes d'urée; il n'y a donc pas de cristallisation par évaporation. Dans cette variante de l'invention, le dosage de la quantité de solution est de préférence réalisé par régulation de la durée et de la fréquence d'ouverture de la vanne doseuse. Cette vanne peut être une vanne piézoélectrique ou solénoïde dont la régulation peut être électronique. La présente invention est illustrée de manière non limitative par les figures 1 et 2. La figure 1 représente un système SCR à 2 réservoirs séparés (1, 2) et la figure 2, un système SCR ayant un réservoir secondaire (2) (bac de réserve) intégré à un réservoir principal de stockage (1). -7 injector can be of any known type. It can either be a so-called active injector ie including the dosing function, a so-called passive injector then coupled to an additional metering device such as a metering valve for example. It is advantageously a passive injector and in particular a nozzle or sprayer to obtain drops of solution with a diameter of between 5 and 100 m. Such a nozzle is advantageously provided with a diameter orifice of the order of 150 m to 250 m. This orifice is preferably fed by a system of fine channels (3-4) producing a phenomenon of swirl (vortex) of the solution upstream of the nozzle. Clogging could be avoided by purging which eliminates the last droplets of urea; there is therefore no crystallization by evaporation. In this variant of the invention, the dosage of the amount of solution is preferably achieved by regulating the duration and the opening frequency of the metering valve. This valve can be a piezoelectric or solenoid valve whose regulation can be electronic. The present invention is illustrated in a nonlimiting manner by FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows an SCR system with 2 separate tanks (1, 2) and FIG. 2 shows an SCR system having a secondary tank (2) (tank of reserve) integrated with a main storage tank (1).

Elles représentent toutes deux des variantes de systèmes selon l'invention destinées à injecter une solution d'urée dans les gaz d'échappement d'un véhicule à diesel. La figure 1 illustre l'exemple d'un système à 2 réservoirs, (1) et (2). Dans cette configuration le réservoir (2) est équipé d'un système de réchauffage permettant d'assurer une réserve de précurseur d'ammoniaque liquide aux basses températures (< - 11 °C). Le système est rempli de solution de précurseur par un orifice unique (15), le réservoir (1) étant rempli par débordement du réservoir (2) via le conduit (16). Dans le cas où le remplissage du réservoir (1) et l'état physique du précurseur d'ammoniaque (forme liquide) le permettent, la pompe (5) aspire dans ce réservoir par la ligne (3) au travers de l'orifice (4) et également dans le réservoir (2) par la ligne (17). Ces deux lignes sont dimensionnées de manière à ce que le débit d'aspiration soit plus élevé dans le réservoir (1) que dans le réservoir (2). Le fluide passe au travers du filtre (4), sa pression est limitée par le clapet taré (10), avec une ligne de retour (9) vers le réservoir (2). They both represent variants of systems according to the invention for injecting a solution of urea into the exhaust gas of a diesel vehicle. Figure 1 illustrates the example of a system with 2 tanks, (1) and (2). In this configuration the tank (2) is equipped with a heating system to ensure a reserve of liquid ammonia precursor at low temperatures (<-11 ° C). The system is filled with precursor solution by a single orifice (15), the reservoir (1) being filled by overflow of the reservoir (2) via the conduit (16). In the case where the filling of the reservoir (1) and the physical state of the ammonia precursor (liquid form) allow it, the pump (5) sucks into this reservoir through the line (3) through the orifice ( 4) and also in the tank (2) by the line (17). These two lines are dimensioned so that the suction flow rate is higher in the tank (1) than in the tank (2). The fluid passes through the filter (4), its pressure is limited by the calibrated valve (10), with a return line (9) to the reservoir (2).

L'injecteur (6) délivre la solution sous forme de jet à fines gouttelettes dans la ligne d'échappement (7), en amont du catalyseur SCR (8). Le clapet anti-retour The injector (6) delivers the solution in the form of a fine-droplet jet in the exhaust line (7), upstream of the SCR catalyst (8). The check valve

-8 (11) évite la vidange du réservoir (2) dans le réservoir (1). Lorsque la solution n'est pas disponible à partir du réservoir (1) (suite à la congélation), le liquide est prélevé dans le réservoir (2), après dégel sous l'action du système de réchauffage. Lorsque le réservoir (1) est vide, le flotteur (12) vient obturer la canalisation (3), et le liquide est prélevé dans le réservoir (2) uniquement. Au remplissage, le flotteur (12) remonte dans le logement (13) en libérant la ligne. Ce système est généralisable à plusieurs réservoirs. La figure 2 montre le cas du transfert entre le volume principal d'un réservoir (1) et une réserve (2) positionnée dans ce cas sur une embase (platine) immergée. Ce cas s'applique particulièrement bien à un design de réservoir mince. La platine est munie de différents accessoires, dont un réchauffeur (12), permettant le dégel du précurseur lors de basses températures. L'ensemble est connecté au système d'injection par les pipettes d'alimentation (6) et de retour (7). La solution est prélevée dans le volume principal du réservoir (1) au travers de l'orifice (11) et dans le volume de réserve (2) par la canalisation (14). L'excès de solution retourne dans la réserve (2) par la ligne (15) ; la réserve peut déborder dans le réservoir. Le débit d'aspiration au travers de la ligne (14) est plus faible que celui au travers de l'orifice (11). Le clapet anti-retour (3) évite la vidange de la réserve (2) dans le réservoir (1). En cas de gel, le système de réchauffage (12) permet le fonctionnement du système d'injection par prélèvement dans la réserve (2). Lorsque le réservoir (1) est vide, le flotteur (5) vient obturer la canalisation (16) (évitant l'aspiration éventuelle de gaz), et le système fonctionne avec le volume de réserve. La version représentée illustre également la possibilité de purge du système d'injection, par inversion du sens de pompage, et prélèvement d'air dans le ciel du réservoir au travers de la canalisation (10), et retour dans la réserve via la canalisation (14). La cloche (8) évite le retour de liquide dans le système d'injection après l'étape de purge. -8 (11) prevents the tank (2) from being emptied into the tank (1). When the solution is not available from the tank (1) (following freezing), the liquid is taken from the tank (2), after thawing under the action of the heating system. When the tank (1) is empty, the float (12) closes the pipe (3), and the liquid is taken from the tank (2) only. At filling, the float (12) rises in the housing (13) by releasing the line. This system can be generalized to several tanks. Figure 2 shows the case of the transfer between the main volume of a tank (1) and a reserve (2) positioned in this case on a base (plate) immersed. This case applies particularly well to a thin tank design. The plate is provided with various accessories, including a heater (12), allowing the precursor to thaw at low temperatures. The assembly is connected to the injection system by the supply (6) and return (7) pipettes. The solution is taken from the main volume of the tank (1) through the orifice (11) and into the reserve volume (2) through the pipe (14). The excess solution returns to the reserve (2) via the line (15); the reserve may overflow into the tank. The suction flow through the line (14) is lower than that through the orifice (11). The non-return valve (3) avoids the emptying of the reserve (2) in the tank (1). In case of frost, the heating system (12) allows the operation of the injection system by sampling in the reserve (2). When the reservoir (1) is empty, the float (5) closes the pipe (16) (avoiding the possible aspiration of gas), and the system operates with the reserve volume. The version shown also illustrates the possibility of purging the injection system, by inversion of the pumping direction, and withdrawal of air in the sky of the tank through the pipe (10), and return to the reserve via the pipe ( 14). The bell (8) prevents the return of liquid in the injection system after the purge step.

Claims

1 - System for storing and injecting an additive solution into engine exhaust and comprising two reservoirs for storing the solution and a pump supplying the solution of these reservoirs to an injection line, these two reservoirs being in parallel and connected to the pump each by a supply line branch, characterized in that the branch (I) issuing from the first reservoir (1) creates lower pressure losses the branch (II) issuing from the other reservoir (2) so that the solution normally taken mainly from the reservoir (1) and taken from the reservoir (2) and only from the latter, when the reservoir (1) is inoperative.

2 - System according to the preceding claim, characterized in that the reservoir (2) is a reservoir situated outside the reservoir volume (1), in that it has a smaller volume than the reservoir (1), in that it is located at a level higher than that of the tank (1) and in that it comprises an opening or a filler neck and a line of overflow opening into the tank (1) and location and of suitable geometry so that the tank (1) can fill by overflow of the tank (2).

3 - System according to claim 1, characterized in that the reservoir (2) is located inside the reservoir (1) and constitutes a reserve for the latter.

4 - System according to claim 2 or 3, characterized in that the reservoir (2) is provided with a heating device.

5. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the branches (I) and (II) consist of sections of substantially cylindrical lines of different diameters.

6. System according to the preceding claim, characterized in that the two branches (I, II) are connected to the pump by a common section and in that it comprises at least one non-return device on the branch (I).

7- System according to the preceding claim, characterized in that the non-return device is a valve associated with a float which opens the branch (I) -10 - as long as there is additive in the tank (1) , and closes when the tank (1) is empty.

8 - System according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a purge device and a nonreturn device on the branch (II) to prevent liquid from returning to the system once this one was purged.

9 - System according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a return line provided with a non-return device.

System according to any one of the preceding claims, characterized in that the pump is a rotary pump driven by a managed motor controlled by a controller comprising a PID regulator and a controller of the rotational speed of the engine, and in that when the branch (I) becomes inoperative and the solution supply is made by the branch (II) only, the controller is able to adapt the speed of rotation of the engine so that the amount of solution fed into the gas is sufficient despite the higher pressure drops.