FR2951775A1

FR2951775A1 - DEVICE FOR INJECTING AN ADDITIVE PRODUCT IN A TREATMENT LINE

Info

Publication number: FR2951775A1
Application number: FR0957455A
Authority: FR
Inventors: Rodolphe Emaille
Original assignee: MGI Coutier SA
Current assignee: Akwel SA
Priority date: 2009-10-23
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2011-04-29
Anticipated expiration: 2029-10-23
Also published as: FR2951775B1; WO2011048292A3; WO2011048292A2

Abstract

Ce dispositif d'injection d'un additif liquide comprend un réservoir d'additif (3) relié par un conduit d'additif (4) à un injecteur (5) placé sur une ligne de traitement (3) d'un organe de dépollution d'un véhicule automobile équipé d'un moteur thermique. Une pompe (6) aspirante et refoulante est placée sur le conduit d'additif (4). Un accumulateur (7) est raccordé au conduit d'additif (4) entre la pompe (6) et l'injecteur (5). La pompe (6) est actionnée cycliquement pour remplir l'accumulateur (7) avec une quantité de produit additif mis sous pression, que cet accumulateur dirige ensuite vers l'injecteur (5). Application à l'injection d'un additif réducteur constitué d'un mélange d'eau et d'urée, pour la dépollution d'un moteur diesel.This device for injecting a liquid additive comprises an additive reservoir (3) connected by an additive conduit (4) to an injector (5) placed on a treatment line (3) of a depollution device of a motor vehicle equipped with a heat engine. A suction pump and pump (6) is placed on the additive duct (4). An accumulator (7) is connected to the additive duct (4) between the pump (6) and the injector (5). The pump (6) is actuated cyclically to fill the accumulator (7) with a quantity of additive product pressurized, which this accumulator then directs to the injector (5). Application to the injection of a reducing additive consisting of a mixture of water and urea, for the depollution of a diesel engine.

Description

La présente invention concerne, de façon générale, le domaine de la dépollution en relation avec les véhicules automobiles à moteur thermique, en particulier à moteur diesel. Plus particulièrement, cette invention se rapporte à un dispositif d'injection d'un produit additif liquide, en particulier un produit à fonction réductrice, dans une ligne de traitement d'un organe de dépollution d'un véhicule automobile équipé d'un moteur thermique. La technologie utilisée pour la dépollution des oxydes d'azote NOx, sur des véhicules à moteur thermique tel que moteur diesel, nécessite d'avoir un dispositif de mise sous pression d'un produit additif liquide, notamment à une pression comprise entre 5 et 20 bars, afin d'en permettre l'injection sous forme de brouillard dans une ligne de traitement, plus particulièrement dans la ligne d'échappement du véhicule concerné. L'additif utilisé est en particulier un produit à base d'urée, mélangée à de l'eau. De manière généralement connue, pour réaliser la fonction d'injection d'un tel produit additif dans une ligne de traitement, on prévoit un dispositif qui comprend un réservoir d'additif relié, par un conduit d'additif, à au moins un injecteur d'additif placé sur la ligne de traitement, des moyens de pompage et de mise en pression de l'additif étant placés sur le conduit d'additif entre le réservoir d'additif et l'injecteur d'additif. The present invention relates, in a general manner, to the field of depollution in relation to motor vehicles with a heat engine, in particular with a diesel engine. More particularly, this invention relates to a device for injecting a liquid additive product, in particular a product with a reducing function, into a treatment line of a pollution control member of a motor vehicle equipped with a heat engine. . The technology used for the decontamination of nitrogen oxides NOx, on vehicles with a heat engine such as a diesel engine, requires having a device for pressurizing a liquid additive product, especially at a pressure of between 5 and 20 ° C. bars, to allow the injection in the form of fog in a treatment line, more particularly in the exhaust line of the vehicle concerned. The additive used is in particular a product based on urea, mixed with water. In a generally known manner, to perform the injection function of such an additive product in a treatment line, there is provided a device which comprises an additive reservoir connected by an additive conduit to at least one injector. additive placed on the treatment line, means for pumping and pressurizing the additive being placed on the additive duct between the additive reservoir and the additive injector.

Ainsi le document de brevet FR 2 879 239 décrit un dispositif dans lequel la mise sous pression de l'additif, constitué par une solution aqueuse d'urée, est réalisée par une pompe qui prélève l'additif dans un réservoir de stockage de cet additif, et qui envoie directement l'additif dans une ligne d'injection menant à l'injecteur, une ligne de retour ramenant vers le réservoir le surplus d'additif, non consommé par l'injecteur. Dans une telle réalisation, la pompe fonctionne dès la mise en route du moteur thermique et de façon permanente. Cette pompe doit donc être conçue pour fonctionner durant toute la durée de vie du véhicule, soit un fonctionnement durant 8000 heures sur 15 ans pour une distance totale parcourue de 240000 kilomètres. Ainsi la pompe doit être réalisée avec des composants particulièrement robustes et coûteux pour résister aux contraintes thermiques et mécaniques d'un fonctionnement permanent, ainsi qu'à la corrosion par le produit additif utilisé. Selon une autre solution connue, décrite dans le document de brevet F R 2 870 172 ou son équivalent le document du brevet WO2005/113279, l'additif est stocké dans un réservoir sous forme de poche souple contenue dans une cartouche rigide et pouvant être mise sous pression par un ressort de compression. Dans ce cas, on comprend que la pompe peut être supprimée, mais la pression de l'additif en amont de l'injecteur est proportionnelle à l'effort du ressort et inversement proportionnelle à la surface de la poche en contact avec une plaque sur laquelle s'appuie le ressort. En pratique, le volume d'additif à stocker dans la poche étant relativement important, typiquement compris entre 15 et 20 litres, cela nécessite une surface de poche relativement importante, de l'ordre de plusieurs dizaines de cm2, et des efforts de ressort très importants, pouvant atteindre plusieurs centaines de daN si on souhaite obtenir une pression d'injection élevée, typiquement comprise entre 5 et 10 bars. Compte tenu des contraintes d'encombrement disponible sur les véhicules, un ressort pouvant satisfaire toutes ces exigences n'existe certainement pas, et une telle solution «sans pompe» n'est pas réaliste. Dans une variante prévue par le document de brevet précité FR 2 870 172, la poche souple est mise sous pression par une pompe intégrée au véhicule et possédant une autre fonction principale, telle que la fonction d'alimentation du moteur en carburant. Dans ce cas, la poche doit déjà être compatible vis-à-vis des deux fluides avec lesquels elle est en contact par ses faces interne et externe, et des températures respectives de ces fluides. De plus, cette solution a un impact sur la pompe qui voit son point de fonctionnement modifié du fait de l'argumentation du volume de fluide compris entre la poche contenant l'additif et la cartouche rigide. Ainsi, un régulateur de pression doit être ajouté à la pompe pour obtenir un fonctionnement convenable. Thus, patent document FR 2 879 239 describes a device in which the pressurization of the additive, consisting of an aqueous solution of urea, is carried out by a pump which takes the additive from a storage tank of this additive. , and which directly sends the additive in an injection line leading to the injector, a return line bringing back to the reservoir the surplus of additive, not consumed by the injector. In such an embodiment, the pump operates from the start of the engine and permanently. This pump must therefore be designed to operate throughout the life of the vehicle, which means operating for 8000 hours over 15 years for a total distance of 240000 kilometers. Thus the pump must be made with particularly robust and expensive components to withstand the thermal and mechanical stresses of permanent operation, as well as corrosion by the additive product used. According to another known solution, described in patent document FR 2,870,172 or its equivalent the document of patent WO2005 / 113279, the additive is stored in a reservoir in the form of a flexible bag contained in a rigid cartridge and which can be put under pressure by a compression spring. In this case, it is understood that the pump can be suppressed, but the pressure of the additive upstream of the injector is proportional to the force of the spring and inversely proportional to the surface of the pocket in contact with a plate on which leans the spring. In practice, the volume of additive to be stored in the bag being relatively large, typically between 15 and 20 liters, this requires a relatively large pocket area, of the order of several tens of cm 2, and very high spring forces. important, up to several hundreds of daN if it is desired to obtain a high injection pressure, typically between 5 and 10 bar. Given the constraints of space available on vehicles, a spring that can meet all these requirements certainly does not exist, and such a solution "without pump" is not realistic. In a variant provided by the aforementioned patent document FR 2 870 172, the flexible pouch is pressurized by a pump integrated in the vehicle and having another main function, such as the function of supplying the engine with fuel. In this case, the bag must already be compatible vis-à-vis the two fluids with which it is in contact by its inner and outer faces, and respective temperatures of these fluids. In addition, this solution has an impact on the pump which sees its operating point changed due to the argumentation of the fluid volume between the bag containing the additive and the rigid cartridge. Thus, a pressure regulator must be added to the pump for proper operation.

La présente invention vise à éviter les inconvénients précédemment exposés, et elle a donc pour objectif de fournir un dispositif d'injection d'un produit additif liquide capable de mettre le produit additif sous une pression convenable en vue de son injection dans une ligne de traitement, en procédant à un pompage de l'additif mais avec simplification et allègement de la construction et du fonctionnement des moyens de mise en pression de cet additif, permettant de dimensionner les composants au juste nécessaire tout en garantissant leur fonctionnement sur toute la durée de vie du véhicule. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'injection d'un produit additif liquide, en particulier un produit à fonction réductrice dans une ligne de traitement d'un organe de dépollution d'un véhicule automobile équipé d'un moteur thermique, le dispositif comprenant un réservoir d'additif relié par un conduit d'additif à au moins un injecteur d'additif placé sur la ligne de traitement, et des moyens de pompage et de mise en pression de l'additif placés sur le conduit d'additif entre le réservoir d'additif et l'injecteur d'additif, ce dispositif étant essentiellement caractérisé par le fait que lesdits moyens de pompage et de mise en pression de l'additif comprennent, d'une part, une pompe aspirante et refoulante, placée sur le conduit d'additif et, d'autre part, un accumulateur raccordé au conduit d'additif entre la pompe et l'injecteur d'additif, de telle sorte que la pompe puisse être actionnée cycliquement pour remplir l'accumulateur avec une quantité de produit additif, que cet accumulateur dirige ensuite vers l'injecteur d'additif. Ainsi, l'additif est temporairement stocké sous pression dans un accumulateur, qui permet d'alimenter l'injecteur sans source d'énergie pendant un temps qui est fonction du volume de l'accumulateur et du débit d'injection de l'additif dans la ligne de traitement. Le remplissage en additif de l'accumulateur n'est réalisé que cycliquement, lorsque cet accumulateur est vide à la fin du temps précité, à l'aide d'une pompe réalisant la mise en pression de l'additif. Le temps de fonctionnement de la pompe de mise en pression de l'additif réalisant la mise en pression d'une quantité élémentaire d'additif dans un accumulateur, est fortement réduit en comparaison avec les réalisations antérieures, ce qui permet d'envisager une pompe plus simple et plus économique, à base de composants en matière plastique injectée et d'un moteur électrique de type courant pour l'entraînement des organes rotatifs de la pompe. Avantageusement, cette pompe est une pompe rotative, telle qu'une pompe à engrenages, à deux sens de rotation. The present invention aims to avoid the aforementioned disadvantages, and therefore aims to provide a device for injecting a liquid additive product capable of putting the additive product under a suitable pressure for injection into a line of treatment , by carrying out a pumping of the additive but with simplification and lightening of the construction and operation of the pressurizing means of this additive, making it possible to size the components at the necessary level while guaranteeing their operation over the entire service life of the vehicle. For this purpose, the subject of the invention is a device for injecting a liquid additive product, in particular a product with a reducing function into a treatment line of a pollution control device of a motor vehicle equipped with an engine. thermal device comprising an additive tank connected by an additive duct to at least one additive injector placed on the treatment line, and means for pumping and pressurizing the additive placed on the duct additive between the additive reservoir and the additive injector, this device being essentially characterized by the fact that said means for pumping and pressurizing the additive comprise, on the one hand, a suction pump and pump, placed on the additive duct and, on the other hand, an accumulator connected to the additive duct between the pump and the additive injector, so that the pump can be actuated cyclically to fill the accumulator with a quantity additive product, that this accumulator then directs to the additive injector. Thus, the additive is temporarily stored under pressure in an accumulator, which makes it possible to supply the injector without a source of energy for a time which is a function of the volume of the accumulator and the injection rate of the additive in the treatment line. The additive filling of the accumulator is performed only cyclically, when the accumulator is empty at the end of the aforementioned time, with the aid of a pump carrying out the pressurization of the additive. The operating time of the pressurizing pump of the additive producing the pressurization of an elementary quantity of additive in an accumulator, is greatly reduced in comparison with the previous embodiments, which makes it possible to envisage a pump simpler and more economical, based on injected plastic components and a current type electric motor for driving the rotating members of the pump. Advantageously, this pump is a rotary pump, such as a gear pump, with two directions of rotation.

En prévoyant aussi une électrovanne intercalée sur le conduit d'additif, entre la pompe et l'accumulateur, il devient aisé de réaliser à l'aide de cette pompe, entraînée en sens inverse de celui du remplissage, une purge de l'accumulateur et plus généralement des circuits hydrauliques, en vue de vidanger ces circuits hydrauliques, notamment pour une mise hors gel, ou de les mettre à la pression atmosphérique lorsque le véhicule est à l'arrêt pour éviter un fonctionnement inutile du dispositif. S'il est renoncé à ces avantages, l'électrovanne peut être remplacée par un simple clapet anti-retour. Dans une forme de réalisation du dispositif d'injection de l'invention, l'accumulateur comprend un corps cylindrique et un piston, associé à une membrane étanche, qui est monté coulissant dans le corps cylindrique et soumis à l'effet d'un ressort, le piston avec sa membrane délimitant dans le corps cylindrique une chambre de volume variable, en communication avec le conduit d'additif et recevant ladite quantité de produit additif. Avantageusement, deux capteurs sont disposés au niveau de la paroi du corps cylindrique de l'accumulateur pour détecter les positions de fin de course du piston et commander la mise en marche et l'arrêt de la pompe, à chaque cycle de remplissage de l'accumulateur. Ainsi, le remplissage de l'accumulateur au moyen de la pompe n'est réalisé que lorsque cet accumulateur est vide ou presque vide, l'information sur l'état « vide » de l'accumulateur étant délivrée par un capteur de fin de course du piston. Dès que le piston atteint son autre position de fin de course, le deuxième capteur provoque la remise à l'arrêt de la pompe. Un tel dispositif permet donc de ne faire tourner la pompe que lorsqu'existe le besoin de remplir d'additif la chambre de l'accumulateur, par exemple tous les vingt à trente kilomètres parcourus par le véhicule, en amenant par exemple un volume de 20 cm3 d'additif à chaque cycle de remplissage. Le nombre total de cycles de fonctionnement du dispositif s'avère ainsi relativement faible au cours de la durée de vie du véhicule, par exemple 12000 cycles pour une distance parcourue de 240000 kilomètres. Par ailleurs, le temps de remplissage de l'accumulateur n'étant que de quelques secondes, par exemple 5 secondes à chaque cycle, la durée totale de fonctionnement de la pompe se trouve en conséquence également réduite et limitée à quelques heures ou dizaines d'heures, par exemple la pompe et son moteur ne fonctionneront qu'environ 20 heures au total, au lieu de 8000 heures dans un dispositif traditionnel. Cet aspect est déterminant pour le choix d'une pompe à composants simples et économiques. Selon un autre aspect avantageux du dispositif de l'invention, la pompe est prévue pour être entraînée dans le sens inverse de celui du remplissage de l'accumulateur, en vue du remplissage du réservoir d'additif à partir d'un récipient d'additif constituant une recharge, ce récipient d'additif étant connecté au conduit d'additif par un raccord hydraulique avec clapet antiretour. Ainsi, par une séquence spécifique de pilotage de la pompe, et en prévoyant simplement un raccord hydraulique équipé d'un clapet anti-retour, il est possible de remplir à nouveau le réservoir d'additif vide, en s'affranchissant d'un ensemble goulotte et bouchon et d'un système de remplissage spécifique. By also providing a solenoid valve interposed on the additive duct, between the pump and the accumulator, it becomes easy to achieve with this pump, driven in the opposite direction to that of the filling, a purge of the accumulator and more generally hydraulic circuits, for draining these hydraulic circuits, in particular for frost protection, or to put them at atmospheric pressure when the vehicle is stopped to avoid unnecessary operation of the device. If these advantages are dispensed with, the solenoid valve can be replaced by a simple non-return valve. In one embodiment of the injection device of the invention, the accumulator comprises a cylindrical body and a piston, associated with a sealed membrane, which is slidably mounted in the cylindrical body and subjected to the effect of a spring , the piston with its diaphragm delimiting in the cylindrical body a variable volume chamber, in communication with the additive conduit and receiving said amount of additive product. Advantageously, two sensors are arranged at the wall of the cylindrical body of the accumulator to detect the end positions of the piston and control the start and stop of the pump, each filling cycle of the accumulator. Thus, the filling of the accumulator by means of the pump is carried out only when this accumulator is empty or almost empty, the information on the "empty" state of the accumulator being delivered by a limit sensor of the piston. As soon as the piston reaches its other end position, the second sensor causes the pump to come back to a standstill. Such a device therefore makes it possible to rotate the pump only when there is a need to fill the accumulator chamber with additive, for example every twenty to thirty kilometers traveled by the vehicle, for example by bringing a volume of 20 cm3 of additive at each filling cycle. The total number of operating cycles of the device is thus relatively low during the life of the vehicle, for example 12000 cycles for a distance of 240000 kilometers. Moreover, since the charging time of the accumulator is only a few seconds, for example 5 seconds at each cycle, the total running time of the pump is consequently also reduced and limited to a few hours or tens of seconds. hours, for example the pump and its engine will run only about 20 hours in total, instead of 8000 hours in a traditional device. This aspect is decisive for the choice of a pump with simple and economical components. According to another advantageous aspect of the device of the invention, the pump is designed to be driven in the opposite direction to that of the filling of the accumulator, for filling the additive reservoir from an additive container. constituting a refill, this additive container being connected to the additive duct by a hydraulic connection with non-return valve. Thus, by a specific control sequence of the pump, and by simply providing a hydraulic connector equipped with a non-return valve, it is possible to refill the empty additive tank, by dispensing with a set chute and plug and a specific filling system.

L'invention sera de toute façon mieux comprise, et d'autres avantages seront mis en évidence, à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution de ce dispositif d'injection d'un produit additif dans une ligne de traitement. Figure 1 est un schéma de principe d'un dispositif d'injection 5 d'additif, conforme à la présente invention, dans une première forme d'exécution avec électrovanne, Figure 2 est un schéma de principe d'un dispositif d'injection d'additif conforme à la présente invention, dans une seconde forme d'exécution avec clapet anti-retour, 10 Figure 3 est un schéma similaire à celui de la figure 1, illustrant la possibilité de remplissage du réservoir d'additif à l'aide du dispositif de l'invention. Sur les trois figures, il est montré de façon très schématique une ligne de traitement, et plus particulièrement la ligne d'échappement 2 d'un 15 véhicule automobile à moteur thermique, en particulier un moteur de type diesel, ligne dans laquelle doit être injecté un additif liquide à fonction dépolluante, qui est en particulier un mélange d'eau et d'urée dans des proportions prédéfinies (typiquement : urée dissoute dans l'eau à raison de 33 %), ou tout autre mélange d'eau et d'urée auquel peuvent être ajoutés des 20 composés chimiques ou organiques améliorant l'efficacité et/ou le comportement de l'additif en fonction des contraintes thermiques et climatiques, par exemple améliorant le comportement aux basses températures par abaissement de la température de gel de l'additif. L'additif liquide est stocké dans un réservoir d'additif 3 qui est relié, 25 par un conduit additif 4, à un injecteur électromagnétique d'additif 5 placé sur la ligne d'échappement 2. Au départ du conduit d'additif 4 est placée une pompe 6 aspirante et refoulante, qui est en particulier une pompe rotative à deux sens de rotation, entraînée dans un sens ou dans l'autre par un moteur électrique lui-même à 30 deux sens de rotation (non représenté). La pompe 6 est par exemple une pompe à engrenages. Sur le conduit d'additif 4, en aval de la pompe 6, est raccordé un accumulateur 7. L'accumulateur 7 comprend un corps cylindrique 8, un piston 9 associé à une membrane étanche et monté coulissant dans le corps 35 cylindrique 8 et un ressort 10 comprimé entre le fond du corps cylindrique 8 et le piston 9. The invention will in any case be better understood, and other advantages will be highlighted, with the aid of the description which follows with reference to the appended schematic drawing representing, by way of examples, some embodiments of this invention. device for injecting an additive product into a treatment line. FIG. 1 is a block diagram of an additive injection device 5 according to the present invention, in a first embodiment with solenoid valve, FIG. 2 is a block diagram of an injection device of FIG. Additive according to the present invention, in a second embodiment with non-return valve, Figure 3 is a diagram similar to that of Figure 1, illustrating the possibility of filling the additive tank with the aid of device of the invention. In the three figures, it is very schematically shown a treatment line, and more particularly the exhaust line 2 of a motor vehicle with a combustion engine, in particular a diesel type engine, in which line must be injected. a liquid additive with a depolluting function, which is in particular a mixture of water and urea in predefined proportions (typically: urea dissolved in water at a rate of 33%), or any other mixture of water and water. urea to which can be added chemical or organic compounds improving the effectiveness and / or the behavior of the additive according to thermal and climatic constraints, for example improving the behavior at low temperatures by lowering the gel temperature of the additive. The liquid additive is stored in an additive reservoir 3 which is connected by an additive conduit 4 to an electromagnetic additive injector 5 placed on the exhaust line 2. From the additive conduit 4 is A suction and discharge pump 6, which is in particular a rotary pump with two directions of rotation, driven in one direction or the other by an electric motor itself in two directions of rotation (not shown). The pump 6 is for example a gear pump. On the additive duct 4, downstream of the pump 6, is connected an accumulator 7. The accumulator 7 comprises a cylindrical body 8, a piston 9 associated with a sealed membrane and slidably mounted in the cylindrical body 8 and a spring 10 compressed between the bottom of the cylindrical body 8 and the piston 9.

Le piston 9 avec sa membrane délimite, dans le corps cylindrique 8, une chambre 11 de volume variable qui se trouve en libre communication avec le conduit d'additif 4. Deux capteurs de fin de course 12 et 13, implantés sur une même carte électronique 14, sont disposés au niveau de la paroi du corps cylindrique 8 de l'accumulateur 7, de manière à pouvoir détecter deux positions extrêmes du piston 9 dans ledit corps cylindrique 8. En considérant plus particulièrement la forme d'exécution de la figure 1, une électrovanne 15 est intercalée sur le conduit d'additif 4 entre la pompe 6 et l'accumulateur 7. L'électrovanne 15 permet de relier hydrauliquement la pompe 6 à l'accumulateur 7 pour réaliser la purge de l'accumulateur et du conduit d'additif 4, ce qui est intéressant pour se prémunir des problèmes liés au gel de l'additif, ou si l'on ne souhaite pas maintenir le conduit d'additif 4 et l'injecteur 5 sous pression lorsque le véhicule est à l'arrêt. The piston 9 with its membrane delimits, in the cylindrical body 8, a chamber 11 of variable volume which is in free communication with the additive duct 4. Two end-of-travel sensors 12 and 13, implanted on the same electronic card 14, are arranged at the level of the wall of the cylindrical body 8 of the accumulator 7, so as to be able to detect two extreme positions of the piston 9 in said cylindrical body 8. With particular regard to the embodiment of FIG. a solenoid valve 15 is interposed on the additive duct 4 between the pump 6 and the accumulator 7. The solenoid valve 15 hydraulically connects the pump 6 to the accumulator 7 to purge the accumulator and the duct. additive 4, which is interesting to guard against the problems related to the freezing of the additive, or if it is not desired to maintain the additive line 4 and the injector 5 under pressure when the vehicle is at the stop.

Dans la forme d'exécution de la figure 2, l'électrovanne précédemment considérée est remplacée par un clapet anti-retour 16, lui aussi intercalé sur le conduit d'additif 4 entre la pompe 6 et l'accumulateur 7. Cette seconde forme d'exécution est plus simple et plus économique que la précédente, mais elle ne permet pas de purger les circuits hydrauliques ou de les mettre à la pression atmosphérique. Le fonctionnement de base du dispositif, dans l'une ou l'autre des deux formes d'exécution précédemment décrites (figures 1 et 2), est le suivant : Initialement, on suppose que l'accumulateur 7 est vide, c'est-à-dire qu'il contient une quantité minimale ou nulle d'additif, le piston 9 occupant sa position de fin de course basse, déterminée par le capteur 12, et la chambre 11 possédant ainsi son volume minimal. En mettant en marche la pompe 6, et en ouvrant l'électrovanne 15 (cas de la figure 1), l'additif est aspiré depuis le réservoir d'additif 3, et refoulé dans le conduit d'additif 4. L'accumulateur 7 est ainsi rempli d'additif, admis dans la chambre 11 en repoussant le piston 9, ce qui comprime le ressort 10. Le remplissage de l'accumulateur 7 se poursuit ainsi jusqu'à détection de la position de fin de course haute du piston 9 par le capteur 13. De par la conception de l'accumulateur 7 et la présence du ressort 10, la variation de pression d'additif dans cet accumulateur 7, et aussi dans le conduit d'additif 4 en amont de l'injecteur 5, est linéaire sur toute la course du piston 9. In the embodiment of FIG. 2, the solenoid valve previously considered is replaced by a nonreturn valve 16, also inserted on the additive duct 4 between the pump 6 and the accumulator 7. This second form of Execution is simpler and more economical than the previous one, but it does not allow to purge the hydraulic circuits or put them at atmospheric pressure. The basic operation of the device, in one or other of the two embodiments described above (FIGS. 1 and 2), is as follows: Initially, it is assumed that the accumulator 7 is empty, that is, that is to say that it contains a minimum or no amount of additive, the piston 9 occupying its low end position, determined by the sensor 12, and the chamber 11 thus having its minimum volume. By starting the pump 6, and opening the solenoid valve 15 (the case of Figure 1), the additive is sucked from the additive tank 3, and discharged into the additive line 4. The accumulator 7 is thus filled with additive, admitted into the chamber 11 by pushing the piston 9, which compresses the spring 10. The filling of the accumulator 7 continues thus until detection of the upper end position of the piston 9 by the sensor 13. By the design of the accumulator 7 and the presence of the spring 10, the additive pressure variation in this accumulator 7, and also in the additive duct 4 upstream of the injector 5, is linear over the entire stroke of the piston 9.

L'arrivée détectée du piston 9 en position de fin de course haute provoque la mise à l'arrêt de la pompe 6. L'additif est alors injecté dans la ligne de traitement 2, avec un débit défini par les caractéristiques de l'accumulateur 7, du conduit d'additif 4 et de l'injecteur 5. The detected arrival of the piston 9 in the high end position causes the pump 6 to be stopped. The additive is then injected into the treatment line 2, with a flow rate defined by the characteristics of the accumulator. 7, the additive duct 4 and the injector 5.

Ce processus se poursuit jusqu'à détection de la position de fin de course basse du piston 9, signifiant que l'accumulateur 7 est vide ou presque vide. La pompe 6 peut alors être automatiquement remise en marche, pour un nouveau cycle de remplissage/vidange de l'accumulateur 7, et ainsi de suite... Il est possible d'intégrer dans la carte électronique 14 la loi de variation de la pression de l'additif en fonction du volume prélevé par l'injecteur 5, ceci afin d'avoir une meilleure précision sur le débit de l'injecteur. De plus, l'accumulateur 7 ayant une capacité définie par construction, il est possible, par un simple comptage du nombre de cycles de remplissage de cet accumulateur, de calculer automatiquement à tout moment le volume d'additif restant disponible dans le réservoir d'additif 3, initialement plein. Ainsi, est réalisé un jaugeage qui peut être très précis (précision inférieure à ± 1 %) et qui permet de donner au conducteur du véhicule une information d'alerte si la quantité d'additif restante dans le réservoir d'additif 3 devient faible et nécessite un nouveau remplissage de ce réservoir. Une telle précision est à comparer à la faible précision, de l'ordre de ± 15 % des systèmes de jaugeage classiques utilisant un flotteur. La figure 3 illustre un mode de remplissage avantageux du réservoir d'additif 3, avec utilisation du dispositif de l'invention et en particulier de sa pompe 6 à deux sens de rotation. Un bidon d'additif 17, servant de recharge, est connecté à cet effet au conduit d'additif 4 par un raccord hydraulique 18 équipé d'un clapet anti-retour 19, le raccord 18 se situant entre la pompe 6 et l'électrovanne 15. La pompe 6 est alors entraînée dans le sens inverse de son utilisation normale, de manière à aspirer l'additif contenu dans le bidon d'additif 17 et à envoyer cet additif dans le réservoir d'additif 3. This process continues until detection of the low end position of the piston 9, meaning that the accumulator 7 is empty or almost empty. The pump 6 can then be automatically restarted, for a new cycle of filling / emptying the accumulator 7, and so on ... It is possible to integrate in the electronic card 14 the law of variation of the pressure of the additive as a function of the volume taken by the injector 5, in order to have a better accuracy of the flow rate of the injector. Moreover, since the accumulator 7 has a capacity defined by construction, it is possible, by a simple counting of the number of cycles of filling of this accumulator, to calculate automatically at any moment the volume of additive remaining available in the reservoir of additive 3, initially full. Thus, a gauging is performed which can be very accurate (accuracy less than ± 1%) and which gives the driver of the vehicle warning information if the amount of additive remaining in the additive tank 3 becomes low and requires a new filling of this tank. Such precision is to be compared with the low precision, of the order of ± 15% of conventional gauging systems using a float. FIG. 3 illustrates an advantageous mode of filling of the additive tank 3, with use of the device of the invention and in particular of its pump 6 with two directions of rotation. A can of additive 17, used as a refill, is connected for this purpose to the additive duct 4 by a hydraulic connection 18 equipped with a non-return valve 19, the connection 18 being situated between the pump 6 and the solenoid valve 15. The pump 6 is then driven in the opposite direction from its normal use, so as to suck the additive contained in the additive can 17 and send this additive into the additive tank 3.

Dans la configuration de la figure 3, il est également possible de vidanger le réservoir d'additif 3, préalablement à son remplissage, afin d'en extraire un restant d'additif pouvant être dégradé par une longue durée de stockage, ceci par une commande de la pompe 6 dans le sens du puisage direct de l'additif, et en maintenant l'électrovanne 15 fermée. In the configuration of Figure 3, it is also possible to drain the additive tank 3, prior to filling, to extract a remaining additive that can be degraded by a long storage period, this by a command of the pump 6 in the direct drawing direction of the additive, and keeping the solenoid valve 15 closed.

Pour rendre possibles les deux modes de fonctionnement illustrés par la figure 3, le raccord 18 et le clapet anti-retour 19 font avantageusement partie de la même pièce et constituent un clapet auto-obturant ; lorsque le bidon 17 est connecté au raccord 18, la fonction anti-retour du clapet 19 est inhibée, permettant ainsi la circulation de l'additif dans un sens ou dans l'autre. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif d'injection d'un produit additif dans une ligne de traitement qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention : - en réalisant le dispositif avec un réservoir d'additif qui peut être de tout type, en particulier un réservoir rigide ou au contraire un réservoir sous forme de poche souple, - en réalisant l'accumulateur sous toute forme appropriée, l'accumulateur à piston et membrane tel que décrit pouvant être remplacé par un accumulateur du type à vessie, gonflée avec un gaz inerte tel que de l'azote, - en utilisant le dispositif pour l'injection d'additifs liquides de toute nature, qui peuvent être des additifs à base d'urée pour les applications de traitement des oxydes d'azote, ou des additifs à base de cérine utilisés dans les applications de dépollution des particules, - en faisant fonctionner ce dispositif dans toutes conditions de pression et de débit, la pression d'additif en amont de l'injecteur étant facilement ajustable par modification de la raideur du ressort de l'accumulateur et par une modification de la section de cet accumulateur.25 To make possible the two modes of operation illustrated in Figure 3, the connector 18 and the nonreturn valve 19 are advantageously part of the same room and constitute a self-closing valve; when the can 17 is connected to the connector 18, the non-return function of the valve 19 is inhibited, thus allowing the flow of the additive in one direction or the other. It goes without saying that the invention is not limited to the embodiments of this device for injecting an additive product into a treatment line that have been described above, by way of examples; it embraces, on the contrary, all variants of implementation and application respecting the same principle. This is so, in particular, that one would not depart from the scope of the invention: - by realizing the device with an additive tank which can be of any type, in particular a rigid tank or on the contrary a reservoir in the form of a flexible bag, - by producing the accumulator in any suitable form, the piston and diaphragm accumulator as described can be replaced by a bladder-type accumulator, inflated with an inert gas such as nitrogen by using the device for the injection of liquid additives of any kind, which may be urea-based additives for nitrogen oxide treatment applications, or ceria-based additives used in applications particle depollution, - by operating this device in all pressure and flow conditions, the additive pressure upstream of the injector being easily adjustable by changing the stiffness of the battery spring and pa r a modification of the section of this accumulator.25

Claims

REVENDICATIONS1. Device for injecting a liquid additive product, in particular a product with a reducing function, into a treatment line (2) of a pollution control device of a motor vehicle equipped with a heat engine, the device comprising a reservoir additive (3) connected by an additive duct (4) to at least one additive injector (5) placed on the treatment line (2), and means for pumping and pressurizing the additive placed on the additive duct (4) between the additive tank (3) and the additive injector (5), characterized in that said means for pumping and pressurizing the additive comprise, on the one hand, a pump (6) suction and discharge, placed on the additive duct (4) and, on the other hand, an accumulator (7) connected to the additive duct (4) between the pump (6) ) and the additive injector (5), so that the pump (6) can be actuated cyclically to fill the accumulator (7) with a quantity of additive product, this accumulator (7) then directs to the additive injector (5).

2. Device for injecting an additive product according to claim 1, characterized in that the pump (6) is a rotary pump, such as a gear pump 20, with two directions of rotation.

3. Device for injecting an additive product according to claim 1 or 2, characterized in that a solenoid valve (15) or a non-return valve (16) is interposed on the additive duct (4), between the pump (6) and the accumulator (7). 25

4. Device for injecting an additive product according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the accumulator (7) comprises a cylindrical body (8) and a piston (9) associated with a membrane 12, the piston (9) with its diaphragm delimiting in the cylindrical body (8) a chamber (11) which is slidably mounted in the cylindrical body (8) and subjected to the effect of a spring (10). variable volume, in communication with the additive conduit (4) and receiving said amount of additive product.

5. Device for injecting an additive product according to claim 4, characterized in that two sensors (12, 13) are arranged at the wall of the cylindrical body (8) of the accumulator (7), for detecting the end positions of the piston (9) and switching on and off the pump (6) each time the accumulator (7) is filled.

6. Device for injecting an additive product according to Claims 2 and 3, with a solenoid valve (15) interposed on the additive duct (4), characterized in that the pump (6) is provided for be driven in the opposite direction to that of the filling of the accumulator (7), in order to drain the hydraulic circuits in particular for frost protection, or to put them at atmospheric pressure when the vehicle is stopped.

7. Device for injecting an additive product according to claim 2 or 6, characterized in that the pump (6) is designed to be driven in the opposite direction to that of the filling of the accumulator (7), in order to filling the additive tank (3) with an additive container (17) constituting a refill, said additive container (17) being connected to the additive line (4) by a hydraulic connection (18). ) with non-return valve (19).

8. Device for injecting an additive product according to Claims 3 and 7, characterized in that it is provided for draining the additive reservoir (3) in order to extract a remainder of additive, this by a control of the pump (6) in the direction of direct drawing of the additive, and keeping the solenoid valve (15) closed.