FR2954955A1 - Engine e.g. diesel engine, for motor vehicle, has collector and air supply line that comprises recirculation loop for recirculation of exhaust gas, and cooler for cooling part of gas circulating in loop - Google Patents
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Abstract
Description
MOTEUR COMPORTANT UNE LIGNE D'AIR AVEC UNE BOUCLE DE RE- CIRCULATION DE GAZ D'ECHAPPEMENT ENGINE COMPRISING AN AIR LINE WITH AN EXHAUST GAS CIRCULATION LOOP
[0001 La présente invention concerne un moteur comportant une ligne d'air avec une boucle de re-circulation de gaz d'échappement. [0002] La combustion de combustible fossile comme le pétrole ou le charbon dans un système de combustion, en particulier le carburant diesel dans un moteur diesel, peut entraîner la production en quantité non négligeable de polluants qui peuvent être déchargés par l'échappement dans l'environnement et y causer des dégâts. Parmi ces polluants, l'émission des oxydes d'azote appelés NO, pose un problème puisque ces gaz sont soupçonnés d'être un des facteurs qui contribuent à la formation des pluies acides et à la déforestation. [0003] Une boucle de re-circulation des gaz d'échappement (ou « Exhaust gas recirculation » EGR en anglais) est un système introduit dans les années 70 dans les lignes d'air qui consiste à rediriger une partie des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne vers l'admission. Une boucle de re-circulation permet de réduire la formation d'oxydes d'azote dans la chambre de combustion. Une boucle de recirculation comporte généralement une vanne qui permet de doser la quantité de gaz d'échappement re-circulés qui est réintroduite à l'admission. La boucle peut comprendre aussi un échangeur dont le rôle est de refroidir les gaz d'échappement re-circulés afin d'améliorer l'efficacité de la boucle de re-circulation. [0004] L'utilisation d'une ligne d'air comportant une boucle de re-circulation de gaz d'échappement dans un moteur peut entraîner la formation de dépôts de particules dans la ligne d'air. Un tel encrassement de la ligne peut alors concerner l'ensemble des pièces en aval de la boucle ou touchées par l'écoulement en retour (« back flow » en anglais). Le répartiteur, les conduits de culasse, les soupapes d'admissions, les éventuels capteurs dont notamment les capteurs de température et de pression servant à la régulation de la ligne d'air, les doseurs d'air ainsi que les durites ou le by-pass de la ligne d'air amont des gaz d'échappement re-circulés font partie des pièces qui peuvent être touchées par l'encrassement de la boucle. [0005] Dans le cas particulier d'un moteur alimenté par de l'air suralimenté, le turbocompresseur permettant la suralimentation peut aussi être encrassé. L'air suralimenté peut être refroidi par un refroidisseur d'air suralimenté par fluide caloporteur. Le fluide caloporteur peut notamment être de l'eau. Une telle utilisation de la boucle de re-circulation des gaz d'échappement au travers d'un refroidissement d'air en suralimentation peut entraîner que le refroidisseur d'air suralimenté perde son efficacité thermique et sa perméabilité si des dépôts viennent l'encrasser. [0006] Les dépôts au niveau du refroidisseur d'air suralimenté, de la vanne et du répartiteur sont de différentes natures, car issues de mécanismes physicochimiques différents. Ainsi, les dépôts du refroidisseur d'air suralimenté se forment principalement par thermophorèse c'est-à-dire par attraction sur une paroi froide de particules se déplaçant sous l'action d'un gradient thermique. Dans la vanne, la diffusionphorèse et la condensation sont les phénomènes prépondérants. De ce fait, les espèces qui se déposent sur la paroi au niveau de la vanne sont plutôt des hydrocarbures. Les composés majoritaires des dépôts dans le répartiteur sont des hydrocarbures comprenant généralement entre 10 et 36 atomes de carbone dans la chaîne carbonée. De tels hydrocarbures proviennent principalement du carburant et du thermocisaillement de l'huile moteur. En outre, les dépôts varient en fonction de différents paramètres. A titre d'illustration, la température des gaz, la température des parois, la vitesse des gaz, la nature du carburant, le type de combustion et la nature de l'huile utilisée sont de paramètres qui influent la nature des dépôts qui peuvent encrasser la boucle de re-circulation. [0007] Les lignes d'air suralimenté peuvent en outre comporter un dérivateur (aussi appelée sous le nom anglais « by-pass ») d'air qui permet de séparer l'air provenant du turbocompresseur. Les dépôts peuvent entraîner que la vanne de la boucle ou le dérivateur se grippe en position fermée augmentant la quantité de polluants rejetés par le véhicule dans l'atmosphère. La vanne peut aussi se bloquer en position ouverte. Le moteur peut dans un tel cas ne plus démarrer et la combustion devenir instable. L'efficacité thermique et la perméabilité de l'échangeur de la boucle peuvent être fortement réduites lors d'un encrassement de l'échangeur. De plus, les dépôts peuvent s'enflammer au contact d'une particule incandescente. Une température de gaz élevée ou un front de flamme provenant de la chambre de combustion sont d'autres mécanismes pouvant conduire à l'inflammation des dépôts. Par exemple, un dépôt dans le répartiteur peut s'enflammer si la température environnante est maintenue pendant quelques minutes à 180°C. Les inflammations de dépôts peuvent conduire à des dysfonctionnements des pièces concernées par les dépôts. Il est donc souhaitable d'éviter la formation et l'inflammation des dépôts dans la ligne comprenant la boucle de re-circulation et le répartiteur. [000s] Il est connu du document US 2008/0041051 un moteur à combustion interne comprenant une voie de gaz d'échappement et un système d'approvisionnement en air pour la combustion de l'air. Un compresseur d'un turbocompresseur de gaz d'échappement est agencé dans le système d'approvisionnement en air pour la combustion de l'air. Une turbine du turbocompresseur de gaz d'échappement, un premier filtre à particules, et un papillon de gaz d'échappement réglable sont agencés en série dans une direction en aval dans la voie de gaz d'échappement. Une ligne de gaz d'échappement re-circulés à basse pression bifurque depuis la voie de gaz d'échappement en aval d'un premier filtre à particules et se décharge dans le système d'approvisionnement en air pour la combustion en amont du compresseur. Un refroidisseur de gaz d'échappement re-circulés, une valve de gaz d'échappement re-circulés et un second filtre à particules avec un filtre à maillage d'au moins 50 lm sont agencés dans la ligne de gaz d'échappement re-circulés à basse pression. [0009] Il est également connu du document WO-A-2007/136148 un dispositif de purification de gaz d'échappement pour un moteur diesel comprenant une unité catalytique de réduction des oxydes d'azote et une unité de filtre à particules diesel agencées successivement en amont d'un flux de gaz d'échappement. Le dispositif comporte en outre un injecteur de carburant diesel disposé à une partie d'extrémité avant de l'unité catalytique de réduction des oxydes d'azote et une ligne de recirculation des gaz d'échappement pour entrer une partie des gaz d'échappement depuis une extrémité arrière de l'unité de filtre à particules diesel à une tubulure d'admission d'un moteur. La ligne de re-circulation des gaz d'échappement ne comporte pas de soupape de réglage supplémentaire ou de contrôleur. [0010] D'autres dispositifs comportant une boucle de re-circulation des gaz sont également connus des documents EP-B1-1 331 388, US-B1-6 474 319, US-A-6 003 303, US-A-2006/0137330, JP-A-2003-106220 et WO-A-2006/100072. [0011] Mais, les dispositifs précités ne proposent pas de solutions convenables pour obtenir une bonne durabilité du moteur. Il existe donc un besoin pour un dispositif permettant de garantir une bonne durabilité d'un moteur disposant d'une ligne d'air comportant une boucle de re-circulation de gaz d'échappement sans réduire les performances du moteur. [0012] Pour cela, l'invention propose un moteur, comprenant un collecteur de gaz d'échappement et une ligne d'alimentation en air, ladite ligne comportant une boucle de recirculation des gaz d'échappement comprenant une entrée, reliée au collecteur, dans laquelle est disposé d'un filtre d'arrêt de particules avec une phase catalytique, caractérisé en ce que la ligne comporte en outre un refroidisseur d'air suralimenté à fluide caloporteur adapté à refroidir au moins une partie des gaz circulant dans la boucle. Le filtre est par exemple un filtre d'arrêt de particules incandescentes. [0013] Dans une variante, la ligne comporte en outre un premier et un deuxième conduit d'air, le premier conduit comportant le refroidisseur, et un dérivateur d'air relié au premier et au deuxième conduit d'air adapté à séparer de l'air entre les deux conduits. [0014] Dans une variante, la ligne comporte en outre un échangeur de refroidissement des gaz de la boucle de re-circulation de gaz d'échappement, l'échangeur et le refroidisseur d'air suralimenté étant placés en série. [0015] Dans une variante, la ligne comporte en outre un échangeur de refroidissement des gaz de la boucle de re-circulation de gaz d'échappement, une première et une deuxième branche, la première branche acheminant les gaz d'échappement vers le refroidisseur et la deuxième branche comportant l'échangeur, une vanne de dosage de la quantité de gaz d'échappement re-circulés, la vanne étant adaptée à séparer les gaz de la boucle de re-circulation de gaz d'échappement entre les deux branches. [0016] Dans une variante, la phase catalytique comprend un catalyseur d'oxydation des hydrocarbures. [0017] Dans une variante, le filtre est une structure métallique avec une section de maillage comprise entre 0,5 mm2 et 4 mm2, de préférence entre 0,5 mm2 et 2 mm2. [0018] Dans une variante, la phase catalytique comprend une phase active d'oxydation, dont la charge dans la phase catalytique est de préférence comprise entre 100 et 150g/L et qui comporte un ou plusieurs éléments choisis parmi un groupe comprenant les oxydes de métaux de transition, les oxydes de terres rares et les combinaisons d'oxydes de métaux de transition et d'oxydes de terres rares. [0019] Dans une variante, la phase catalytique comprend au moins un métal précieux, choisi dans un groupe comprenant le platine, le palladium ou une combinaison des deux, la charge en métal précieux étant comprise entre 0,03 et 0,7 g/L. [0020] Dans une variante, la phase catalytique comprend une combinaison de platine et de palladium, le rapport entre le platine et le palladium étant inférieur à 2. [0021] Dans une variante, la phase catalytique comprend en outre un matériau de type zéolithe, la charge en matériau de type zéolithe dans la phase catalytique étant inférieure à 50 g/L. [0022] Dans une variante, la phase catalytique comprend une partie avec une phase active d'oxydation, une combinaison de platine et de palladium, des matériaux de type zéolithe telle que : • la charge en phase active d'oxydation dans la phase catalytique est comprise entre 100 et 150 g/L, • la charge en métaux précieux dans la phase catalytique est comprise entre 0,03 et 0,35 g/L, • le rapport entre le platine et le palladium est inférieur à 1 et • la charge en matériaux de type zéolithe est de 50 g/L. The present invention relates to a motor comprising an air line with an exhaust gas recirculation loop. [0002] The combustion of fossil fuel such as oil or coal in a combustion system, in particular diesel fuel in a diesel engine, can lead to the production of a significant quantity of pollutants that can be discharged by the exhaust into the combustion chamber. environment and cause damage. Among these pollutants, the emission of nitrogen oxides called NO, poses a problem since these gases are suspected to be one of the factors contributing to the formation of acid rain and deforestation. An exhaust gas recirculation loop (or "Exhaust gas recirculation" EGR in English) is a system introduced in the 70s in the air lines which consists in redirecting a portion of the exhaust gas internal combustion engines to the intake. A re-circulation loop makes it possible to reduce the formation of nitrogen oxides in the combustion chamber. A recirculation loop generally comprises a valve which makes it possible to determine the amount of re-circulated exhaust gas which is reintroduced at the intake. The loop may also include an exchanger whose role is to cool the re-circulated exhaust gas to improve the efficiency of the recirculation loop. The use of an air line having an exhaust gas recirculation loop in an engine can cause the formation of particle deposits in the air line. Such fouling of the line may then affect all parts downstream of the loop or affected by the flow back ("back flow" in English). The distributor, the cylinder head ducts, the intake valves, the possible sensors including the temperature and pressure sensors used for the regulation of the air line, the air metering units as well as the hoses or the bypass. Pass of the upstream air line of the re-circulated exhaust gases are part of the parts that can be affected by clogging of the loop. In the particular case of a motor powered by supercharged air, the turbocharger for supercharging can also be fouled. The supercharged air can be cooled by a heat exchanger coolant supercharged. The heat transfer fluid may in particular be water. Such use of the exhaust gas recirculation loop through supercharged air cooling can cause the supercharged air cooler to lose its thermal efficiency and permeability if deposits foul it. The deposits at the supercharged air cooler, the valve and the distributor are of different natures because of different physicochemical mechanisms. Thus, the deposits of the supercharged air cooler are formed mainly by thermophoresis that is to say by attraction on a cold wall of particles moving under the action of a thermal gradient. In the valve, diffusionphorsis and condensation are the predominant phenomena. As a result, the species that settle on the wall at the valve are rather hydrocarbons. The major compounds of the deposits in the distributor are hydrocarbons generally comprising between 10 and 36 carbon atoms in the carbon chain. Such hydrocarbons come mainly from the fuel and the thermocaisaillement of the engine oil. In addition, the deposits vary according to different parameters. By way of illustration, the temperature of the gases, the temperature of the walls, the speed of the gases, the nature of the fuel, the type of combustion and the nature of the oil used are parameters which influence the nature of the deposits which can foul the re-circulation loop. The supercharged air lines may further include a bypass (also known by the English name "by-pass") of air that separates the air from the turbocharger. Deposits can cause the loop valve or manifold to squeeze into the closed position increasing the amount of pollutants released by the vehicle into the atmosphere. The valve can also lock in the open position. The engine can in such a case not start and combustion become unstable. The thermal efficiency and the permeability of the exchanger of the loop can be greatly reduced during a clogging of the exchanger. In addition, the deposits can ignite on contact with an incandescent particle. A high gas temperature or a flame front from the combustion chamber are other mechanisms that can lead to ignition of the deposits. For example, a deposit in the distributor may ignite if the surrounding temperature is maintained for a few minutes at 180 ° C. Inflammation of deposits can lead to malfunctions of parts affected by deposits. It is therefore desirable to avoid the formation and ignition of deposits in the line comprising the recirculation loop and the distributor. [000s] It is known from US 2008/0041051 an internal combustion engine comprising an exhaust gas path and an air supply system for the combustion of air. A compressor of an exhaust gas turbocharger is arranged in the air supply system for the combustion of air. An exhaust turbocharger turbine, a first particulate filter, and an adjustable exhaust throttle are arranged in series in a downstream direction in the exhaust path. A low pressure re-circulated exhaust line branches off the exhaust path downstream of a first particulate filter and discharges into the air supply system for combustion upstream of the compressor. A re-circulated exhaust gas cooler, a re-circulated exhaust gas valve and a second particulate filter with a mesh filter of at least 50 μm are arranged in the exhaust gas line. circulated at low pressure. It is also known from WO-A-2007/136148 an exhaust gas purification device for a diesel engine comprising a catalytic unit for reducing nitrogen oxides and a diesel particulate filter unit arranged successively. upstream of an exhaust gas flow. The device further comprises a diesel fuel injector disposed at a front end portion of the catalytic unit for reducing nitrogen oxides and an exhaust gas recirculation line for entering a portion of the exhaust gas from a rear end of the diesel particulate filter unit to an intake manifold of an engine. The exhaust gas recirculation line has no additional control valve or controller. Other devices comprising a loop for recirculating gases are also known from EP-B1-1 331 388, US-B1-6 474 319, US-A-6,003,303, US-A-2006. / 0137330, JP-A-2003-106220 and WO-A-2006/100072. However, the aforementioned devices do not provide suitable solutions to obtain good durability of the engine. There is therefore a need for a device to ensure a good durability of an engine with an air line having an exhaust gas recirculation loop without reducing the performance of the engine. For this, the invention provides a motor, comprising an exhaust gas manifold and an air supply line, said line comprising an exhaust gas recirculation loop comprising an inlet, connected to the collector, in which is disposed a particulate stop filter with a catalytic phase, characterized in that the line further comprises a coolant air cooler coolant adapted to cool at least a portion of the gas flowing in the loop. The filter is, for example, a filter for stopping incandescent particles. In a variant, the line further comprises a first and a second air duct, the first duct comprising the cooler, and an air divider connected to the first and second air ducts adapted to separate from the duct. air between the two ducts. In a variant, the line further comprises a gas cooling exchanger of the exhaust gas recirculation loop, the exchanger and the supercharged air cooler being placed in series. In a variant, the line further comprises a gas cooling exchanger of the exhaust gas recirculation loop, a first and a second branch, the first branch conveying the exhaust gas to the cooler and the second branch comprising the exchanger, a metering valve for the amount of exhaust gas re-circulated, the valve being adapted to separate the gases from the recirculation loop of exhaust gas between the two branches. In a variant, the catalytic phase comprises a catalyst for oxidizing hydrocarbons. In a variant, the filter is a metal structure with a mesh size of between 0.5 mm 2 and 4 mm 2, preferably between 0.5 mm 2 and 2 mm 2. In a variant, the catalytic phase comprises an active oxidation phase, whose charge in the catalytic phase is preferably between 100 and 150 g / l and which comprises one or more elements chosen from a group comprising the oxides of transition metals, rare earth oxides and combinations of transition metal oxides and rare earth oxides. In a variant, the catalytic phase comprises at least one precious metal, selected from a group comprising platinum, palladium or a combination of both, the precious metal charge being between 0.03 and 0.7 g / L. In a variant, the catalytic phase comprises a combination of platinum and palladium, the ratio between platinum and palladium being less than 2. [0021] In a variant, the catalytic phase further comprises a zeolite type material. , the zeolite material filler in the catalytic phase being less than 50 g / l. In a variant, the catalytic phase comprises a part with an active oxidation phase, a combination of platinum and palladium, zeolite type materials such as: • the active phase oxidation charge in the catalytic phase is between 100 and 150 g / L, • the precious metal charge in the catalytic phase is between 0.03 and 0.35 g / L, • the ratio of platinum to palladium is less than 1 and • the load in zeolite type materials is 50 g / l.
[0023] Dans une variante, la phase catalytique comprend une partie avec une phase active d'oxydation, une combinaison de platine et de palladium, des matériaux de type zéolithe telle que : • la phase catalytique comprend une partie avec une phase active d'oxydation, une combinaison de platine et de palladium, des matériaux de type zéolithe telle que • la charge en phase active d'oxydation dans la phase catalytique est comprise entre 100 et 150 g/L, • la charge en métaux précieux dans la phase catalytique est comprise entre 0,35 et 0,7 g/L, • le rapport entre le platine et le palladium est compris entre 1 et 2 et • la charge en matériaux de type zéolithe est inférieure à 30 g/L. In a variant, the catalytic phase comprises a part with an active oxidation phase, a combination of platinum and palladium, zeolite type materials such that: the catalytic phase comprises a part with an active phase of oxidation, a combination of platinum and palladium, zeolite type materials such as • the active phase oxidation charge in the catalytic phase is between 100 and 150 g / L, • the precious metal charge in the catalytic phase is between 0.35 and 0.7 g / L, • the ratio between platinum and palladium is between 1 and 2 and • the load of zeolite type materials is less than 30 g / L.
[0024] Dans une variante, le filtre comprend quatre cylindres à ouverture ovale. [0025] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent : • figure 1, une vue schématique d'un moteur de véhicule; • figure 2, une vue schématique d'un exemple de moteur de véhicule équipé d'un turbocompresseur ; • figure 3, une vue schématique d'un autre exemple de moteur de véhicule équipé d'un turbocompresseur ; • figure 4, une vue schématique d'un autre exemple de moteur de véhicule équipé d'un turbocompresseur ; et • figure 5, une vue schématique d'un autre exemple de moteur de véhicule équipé d'un turbocompresseur ; figure 6, une ligne d'air pour l'alimentation en air du moteur ; • figure 7, une analyse thermogravimétrique. [0026] II est proposé une ligne d'air destinée à l'alimentation en air d'un moteur, notamment un moteur d'un véhicule automobile, comportant une boucle de re- circulation de gaz d'échappement comprenant une entrée adaptée à être reliée à un collecteur de moteur. La boucle comprend en outre un filtre d'arrêt des grosses particules (supérieures à 1 mm2) avec une phase catalytique, le filtre étant à l'entrée de la boucle. La ligne comporte en outre un refroidisseur d'air suralimenté à fluide caloporteur adapté à refroidir au moins une partie des gaz de la boucle.La boucle de la ligne permet d'arrêter les particules susceptibles d'enflammer les particules déposées, de limiter les fronts de flammes et d'oxyder les hydrocarbures passant à travers le filtre. L'utilisation d'un filtre d'arrêt de particules évite l'inflammation des dépôts présents dans la ligne d'air (conduits, doseurs, répartiteurs, by-pass ...) et notamment au niveau du refroidisseur d'air suralimenté. Le phénomène d'encrassement est limité en assurant une conversion des hydrocarbures par la présence de la phase catalytique. Cela permet en outre l'emploi d'une configuration non usuelle dans laquelle le refroidisseur d'air suralimenté est plus exposé aux dépôts de particules parce que des gaz de la boucle de re-circulation des gaz d'échappement sont refroidis par le refroidisseur. Le bon fonctionnement du refroidisseur est ainsi conservé tout en améliorant le refroidissement des gaz d'échappement re-circulés. La ligne comportant la boucle proposée et l'utilisation du refroidisseur pour refroidir les gaz d'échappement re-circulés permettent donc d'améliorer la durabilité du moteur sans impacter les prestations du moteur. [0027] Une telle ligne 14 comportant une boucle 10 de re-circulation peut être mise en oeuvre dans un moteur 12 de véhicule tel qu'illustré par la figure 1. La ligne d'air 14 est partiellement représentée sur la figure 1. Des représentations plus complètes peuvent être trouvées sur les figures 2 à 5. Le moteur 12 peut être tout type de moteur. Le moteur 12 peut en particulier utiliser tout carburant comme l'essence, le Diesel, les biocarburants ou le GPL. Le moteur 12 comprend une ou plusieurs chambres 16 de combustion situées entre un répartiteur 18 d'admission et un collecteur 20 d'échappement. Le répartiteur 18 d'admission reçoit de l'air à introduire dans la chambre 16 de combustion via la ligne d'air 14. Du carburant est également injecté dans la chambre 16 de combustion généralement par une buse d'injection qui n'est pas représentée sur la figure 1. Le collecteur 20 d'échappement reçoit les émissions de gaz produites par la combustion et les dirige vers une ligne d'échappement 21 qui comprend un catalyseur d'échappement non représenté. Le catalyseur traite les émissions produites par la combustion avant expulsion vers l'atmosphère extérieure. Dans le cas particulier du véhicule Diesel, la ligne d'échappement 21 peut être en outre équipée d'un filtre à particules (FAP) placé après le catalyseur. Un tel filtre à particules permet d'éliminer les fines particules contenues dans les gaz d'échappement des moteurs diesel. [0028] La moteur 12 comporte une boucle 10 de re-circulation des gaz d'échappement (ou « Exhaust gas recirculation » EGR en anglais). La boucle 10 permet de rediriger une partie des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne vers l'admission. Les émissions de polluants sont réduites en présence de la boucle 10. [0029] La boucle 10 comprend une entrée 22 adaptée à être reliée au collecteur 20. In a variant, the filter comprises four oval opening cylinders. Other features and advantages of the invention will appear on reading the following detailed description of the embodiments of the invention, given by way of example only and with reference to the drawings which show: FIG. 1 a schematic view of a vehicle engine; • Figure 2, a schematic view of an example of a vehicle engine equipped with a turbocharger; • Figure 3, a schematic view of another example of a vehicle engine equipped with a turbocharger; • Figure 4, a schematic view of another example of a vehicle engine equipped with a turbocharger; and FIG. 5, a schematic view of another example of a vehicle engine equipped with a turbocharger; Figure 6, an air line for the air supply of the engine; • Figure 7, a thermogravimetric analysis. There is provided an air line for supplying air to an engine, in particular an engine of a motor vehicle, comprising an exhaust gas recirculation loop comprising an inlet adapted to be connected to an engine collector. The loop further comprises a filter for stopping large particles (greater than 1 mm 2) with a catalytic phase, the filter being at the entrance of the loop. The line further comprises a supercooled coolant cooler adapted to cool at least a portion of the loop gases. The loop of the line makes it possible to stop particles capable of igniting the deposited particles, to limit the fronts flames and oxidize the hydrocarbons passing through the filter. The use of a particulate filter prevents ignition of deposits present in the air line (ducts, metering devices, distributors, bypass ...) and especially at the supercharged air cooler. The phenomenon of fouling is limited by ensuring a conversion of hydrocarbons by the presence of the catalytic phase. This further allows the use of an unconventional configuration in which the supercharged air cooler is more exposed to particle deposition because gases in the exhaust gas recirculation loop are cooled by the cooler. The proper functioning of the cooler is thus preserved while improving the cooling of the re-circulated exhaust gas. The line comprising the proposed loop and the use of the cooler to cool the re-circulated exhaust gas thus make it possible to improve the durability of the engine without affecting the performance of the engine. Such a line 14 comprising a re-circulation loop 10 can be implemented in a vehicle engine 12 as shown in FIG. 1. The air line 14 is partially shown in FIG. More complete representations can be found in Figures 2 to 5. The engine 12 can be any type of engine. The engine 12 can in particular use any fuel such as gasoline, diesel, biofuels or LPG. The engine 12 includes one or more combustion chambers 16 located between an intake manifold 18 and an exhaust manifold. The inlet distributor 18 receives air to be introduced into the combustion chamber 16 via the air line 14. Fuel is also injected into the combustion chamber 16 generally via an injection nozzle which is not The exhaust manifold receives the emissions of gases produced by the combustion and directs them to an exhaust line 21 which comprises an unillustrated exhaust catalyst. The catalyst processes the emissions produced by the combustion prior to expulsion to the outside atmosphere. In the particular case of the diesel vehicle, the exhaust line 21 may be further equipped with a particulate filter (FAP) placed after the catalyst. Such a particle filter makes it possible to eliminate the fine particles contained in the exhaust gases of diesel engines. The motor 12 comprises a loop 10 of recirculation of the exhaust gas (or "Exhaust gas recirculation" EGR in English). The loop 10 redirects a portion of the exhaust gas of the internal combustion engines to the intake. The emissions of pollutants are reduced in the presence of the loop 10. The loop 10 comprises an inlet 22 adapted to be connected to the collector 20.
Selon l'exemple de la figure 1, le collecteur 20 comprend quatre branches 32 parallèles menant aux chambres 16, l'entrée 22 étant une cinquième branche parallèle aux quatre branches 32. La boucle 10 comporte en outre un filtre 26 d'arrêt de particules avec une phase catalytique. Le filtre 26 permet d'intercepter des particules d'origine métallique ou organique. Le filtre 26 sert aussi de pare-flammes. According to the example of Figure 1, the manifold 20 comprises four parallel branches 32 leading to the chambers 16, the inlet 22 being a fifth branch parallel to the four branches 32. The loop 10 further comprises a filter 26 for stopping particles with a catalytic phase. The filter 26 makes it possible to intercept particles of metallic or organic origin. Filter 26 also serves as flame arrestor.
Le filtre 26 est à l'entrée 22. [0030] La boucle 10 permet de limiter l'encrassement des pièces placées en aval du filtre 26. Ainsi, selon l'exemple de la figure 1, la boucle 10 limite l'encrassement d'une vanne 28 qui permet de doser la quantité de gaz d'échappement re-circulés introduits à l'admission. On évite de ce fait de positionner la vanne 28 dans un environnement chaud défavorable à la formation de dépôts. L'emploi de la boucle 10 permet ainsi le repositionnement de la vanne 28 dans une position dans laquelle l'environnement est plus froid. La durée de vie de la vanne 28 est ainsi accrue. La boucle 10 limite aussi l'encrassement d'un échangeur 30 servant à refroidir les gaz d'échappement recirculés. L'encrassement du répartiteur 18 placé aussi en aval du filtre 26 est aussi diminué. La boucle 10 réduit aussi les risques d'auto-inflammation des dépôts qui peuvent se former sur les pièces en aval de la boucle 10. Les risques d'endommagement et de fusion de pièces en aval tel le répartiteur 18 par exemple sont aussi diminués. La présence de la phase catalytique permet également de limiter la création de dépôts. La performance de la boucle 10 n'est en outre pas dégradée ce qui permet de mieux respecter la réglementation sur l'émission de pollution, notamment en ce qui concerne les oxydes d'azote (NOX). La boucle 10 permet ainsi d'accroître la durabilité du moteur 12 sans réduire les performances du moteur 12. [0031] La boucle 10 permet en outre d'utiliser une configuration non usuelle dans laquelle un refroidisseur d'air suralimenté à fluide caloporteur non représenté sur la figure 1 refroidit une partie des gaz re-circulés. Des exemples de configuration de la ligne 14 d'air permettant un tel refroidissement sont décrits ci-dessous en référence aux figures 2 à 5. En effet, l'exposition plus importante du refroidisseur d'air suralimenté aux dépôts de particules dans une telle configuration entraîne une augmentation du risque d'encrassement. Mais, la diminution d'encrassement due à la boucle 10 permet de compenser une telle exposition plus importante. Le refroidisseur d'air suralimenté peut donc fonctionner correctement tout en refroidissant mieux les gaz d'échappement. Du fait de cette diminution de température, le moteur 12 produit moins de particules ce qui permet encore d'améliorer la diminution de l'encrassement des pièces placées en aval du filtre 26. [0032] La ligne 14 comportant la boucle 10 couplée à l'utilisation d'un refroidisseur d'air suralimenté pour refroidir les gaz d'échappement re-circulés permet ainsi d'accroître la durabilité du moteur 12 sans réduire les performances du moteur 12. [0033] Les figures 2 à 5 représentent chacune une vue schématique d'un exemple de moteur 12 de véhicule équipé d'un turbocompresseur. [0034] Dans chacune des figures 2 à 5, est représenté un moteur 12 alimenté en air suralimenté provenant d'un turbocompresseur 42 d'air. Le turbocompresseur 42 permet d'augmenter la densité de l'air prélevé à l'extérieur. L'air prélevé à l'extérieur est filtré par un filtre à air et passe par un débitmètre permettant de contrôler le débit d'air injecté dans le turbocompresseur 42. Pour fonctionner, le turbocompresseur 42 récupère l'énergie des gaz d'échappement avant leur passage dans le catalyseur 58 et le filtre à particules 60 de la ligne d'échappement 21. Selon l'exemple des figures 2 à 5, la ligne d'échappement 21 passe donc à travers le turbocompresseur 42. [0035] En outre, la température de l'air comprimé est généralement réduite pour augmenter le rendement de la suralimentation qui permet la combustion de plus de carburant dans le moteur 12. C'est pourquoi l'air issu du turbocompresseur 42 est au moins partiellement refroidi par un refroidisseur 44 d'air suralimenté à fluide caloporteur. Le fluide caloporteur peut notamment être de l'eau ou de l'eau additionnée de glycol. La quantité d'air effectivement injectée dans le répartiteur 18 du moteur 12 est contrôlée au moyen d'une vanne 46 de dosage. [0036] Selon l'exemple de la figure 2, les gaz d'échappement re-circulés sont mélangés à l'air issu du turbocompresseur 42 avant d'être refroidis par le refroidisseur d'air suralimenté. Le refroidisseur d'air suralimenté refroidit donc à la fois les gaz d'échappement re-circulés et l'air issu du turbocompresseur 42. Une telle configuration permet de supprimer à la fois un éventuel échangeur thermique dédié au refroidissement des gaz d'échappement re-circulés et un éventuel dérivateur. Les risques liés à l'encrassement d'un tel échangeur ou d'un tel dérivateur sont donc supprimés. En outre, l'encombrement est diminué. L'implantation du moteur 12 dans l'environnement sous-capot du véhicule est donc facilitée. [0037] Selon l'exemple de la figure 3, la ligne 14 d'air comporte en outre un premier conduit 50 d'air et un deuxième conduit 52 d'air. Les deux conduits 50 et 52 relient un dérivateur 48 d'air à la vanne 46 de dosage. Le premier conduit 50 comporte le refroidisseur 44. Le dérivateur 48 d'air ou vanne de « by-pass » est adapté à séparer de l'air entre les deux conduits 50, 52. De ce fait, dans le cas de la figure 3, l'air suralimenté peut être séparé entre une partie refroidie par le refroidisseur 44 d'air suralimenté et une partie non refroidie par le refroidisseur 44 d'air suralimenté. Cela permet notamment de contrôler la température des gaz au niveau de la vanne 46 de dosage. En outre, une telle configuration permet de supprimer un éventuel échangeur thermique dédié au refroidissement des gaz d'échappement re-circulés. Les risques liés à l'encrassement d'un tel échangeur sont donc supprimés. En outre, l'encombrement est diminué. L'implantation du moteur 12 dans l'environnement sous-capot du véhicule est donc facilitée. [0038] Selon l'exemple des figures 4 et 5, la ligne 14 d'air comporte le premier conduit 50 d'air et le deuxième conduit 52 d'air. Les deux conduits 50 et 52 relient le dérivateur 48 d'air à la vanne 46 de dosage. Le premier conduit 50 comporte le refroidisseur 44. Le dérivateur 48 d'air ou vanne de « by-pass » est adapté à séparer de l'air entre les deux conduits 50, 52. De ce fait, dans les cas des figures 4 et 5, l'air suralimenté issu du turbocompresseur 42 peut être séparé entre une partie refroidie par le refroidisseur 44 d'air suralimenté et une partie non refroidie par le refroidisseur 44 d'air suralimenté. Cela permet notamment de contrôler la température des gaz au niveau de la vanne 46 de dosage. [0039] En outre, pour le cas de la figure 4, il est proposé une ligne 14 comportant un échangeur 30 de refroidissement des gaz de la boucle de re-circulation de gaz d'échappement. L'échangeur 30 et le refroidisseur 44 d'air suralimenté sont placés en série. On entend par l'expression « série » le fait que les gaz d'échappement recirculés sont refroidis successivement par l'échangeur 30 puis par le refroidisseur 44. Ainsi, l'échangeur 30 est placé dans une branche 54 entre le dérivateur 48 et la vanne 28, la branche 54 acheminant les gaz d'échappement vers le refroidisseur 44. The filter 26 is at the inlet 22. The loop 10 makes it possible to limit the fouling of the parts placed downstream of the filter 26. Thus, according to the example of FIG. 1, the loop 10 limits the fouling of the filter. a valve 28 which allows to dose the amount of re-circulated exhaust gas introduced to the intake. This avoids positioning the valve 28 in a hot environment unfavorable to the formation of deposits. The use of the loop 10 thus allows the repositioning of the valve 28 in a position in which the environment is colder. The life of the valve 28 is thus increased. The loop 10 also limits the fouling of an exchanger 30 for cooling the recirculated exhaust gas. The fouling of the distributor 18 also placed downstream of the filter 26 is also reduced. The loop 10 also reduces the risk of self-ignition deposits that can form on the parts downstream of the loop 10. The risk of damage and melting downstream parts such as the distributor 18 for example are also reduced. The presence of the catalytic phase also makes it possible to limit the creation of deposits. The performance of the loop 10 is furthermore not degraded, which makes it possible to better comply with the regulations on the emission of pollution, particularly with regard to nitrogen oxides (NOx). The loop 10 thus makes it possible to increase the durability of the engine 12 without reducing the performance of the engine 12. The loop 10 also makes it possible to use an unusual configuration in which a supercharged air cooler with heat transfer fluid, not shown. Figure 1 cools a portion of the re-circulated gases. Examples of configuration of the air line 14 for such cooling are described below with reference to FIGS. 2 to 5. This is because the greater exposure of the supercharged air cooler to the deposition of particles in such a configuration. leads to an increased risk of fouling. But, the decrease in fouling due to the loop 10 compensates for such a larger exposure. The supercharged air cooler can therefore function properly while cooling the exhaust gases better. Due to this decrease in temperature, the motor 12 produces fewer particles, which further improves the reduction in the fouling of the parts placed downstream of the filter 26. The line 14 comprising the loop 10 coupled to the use of a supercharged air cooler to cool the re-circulated exhaust gas thus makes it possible to increase the durability of the engine 12 without reducing the performance of the engine 12. [0033] FIGS. 2 to 5 each represent a view schematic of an example of a vehicle engine 12 equipped with a turbocharger. In each of Figures 2 to 5, there is shown a motor 12 supplied with supercharged air from a turbocharger 42 air. The turbocharger 42 makes it possible to increase the density of the air taken outside. The air taken outside is filtered by an air filter and passes through a flow meter to control the flow of air injected into the turbocharger 42. To operate, the turbocharger 42 recovers energy from the exhaust gas before their passage through the catalyst 58 and the particulate filter 60 of the exhaust line 21. According to the example of FIGS. 2 to 5, the exhaust line 21 thus passes through the turbocharger 42. [0035] In addition, the temperature of the compressed air is generally reduced to increase the efficiency of the supercharging which allows the combustion of more fuel in the engine 12. This is why the air from the turbocharger 42 is at least partially cooled by a cooler 44 supercharged air coolant. The heat transfer fluid may in particular be water or water containing glycol. The quantity of air actually injected into the distributor 18 of the motor 12 is controlled by means of a metering valve 46. According to the example of Figure 2, the re-circulated exhaust gas is mixed with the air from the turbocharger 42 before being cooled by the supercharged air cooler. The supercharged air cooler therefore cools both the re-circulated exhaust gas and the air from the turbocharger 42. Such a configuration makes it possible to eliminate both a possible heat exchanger dedicated to the cooling of the exhaust gases. -circulated and a possible differentiator. The risks associated with the fouling of such an exchanger or such a diverter are therefore eliminated. In addition, the size is reduced. The implantation of the engine 12 in the under-hood environment of the vehicle is thus facilitated. According to the example of Figure 3, the air line 14 further comprises a first duct 50 of air and a second duct 52 of air. The two ducts 50 and 52 connect an air divider 48 to the metering valve 46. The first duct 50 comprises the cooler 44. The air diverter 48 or "by-pass" valve is adapted to separate air between the two ducts 50, 52. Therefore, in the case of FIG. , the supercharged air can be separated between a cooled part by the supercharged air cooler 44 and a non-cooled part by the supercharged air cooler 44. This allows in particular to control the temperature of the gas at the level of the metering valve 46. In addition, such a configuration eliminates a possible heat exchanger dedicated to cooling the re-circulated exhaust gas. The risks associated with the fouling of such an exchanger are therefore eliminated. In addition, the size is reduced. The implantation of the engine 12 in the under-hood environment of the vehicle is thus facilitated. According to the example of Figures 4 and 5, the air line 14 comprises the first duct 50 of air and the second duct 52 of air. The two ducts 50 and 52 connect the air divider 48 to the metering valve 46. The first duct 50 comprises the cooler 44. The air diverter 48 or "by-pass" valve is adapted to separate air between the two ducts 50, 52. Therefore, in the case of FIGS. 5, the supercharged air from the turbocharger 42 can be separated between a cooled portion by the supercharged air cooler 44 and a non-cooled portion by the supercharged air cooler 44. This allows in particular to control the temperature of the gas at the level of the metering valve 46. In addition, for the case of Figure 4, there is provided a line 14 comprising a gas cooling exchanger 30 of the exhaust gas recirculation loop. The exchanger 30 and the cooler 44 of supercharged air are placed in series. The term "series" means that the recirculated exhaust gas is successively cooled by the exchanger 30 and then by the cooler 44. Thus, the exchanger 30 is placed in a branch 54 between the diverter 48 and the valve 28, the branch 54 conveying the exhaust gas to the cooler 44.
Le refroidisseur 44 est placé entre le dérivateur 48 et la vanne 46 de dosage, dans le conduit 50. Cela permet d'assurer un refroidissement des gaz d'échappement recirculés qui soit encore meilleur. Du fait de cette diminution de température, le moteur produit moins de particules ce qui permet encore d'améliorer la diminution de l'encrassement des pièces placées en aval du filtre 26. [0040] Selon l'exemple de la figure 5, la ligne 14 comporte en outre un échangeur 30 de refroidissement des gaz de la boucle de re-circulation de gaz d'échappement. La ligne 14 comprend également une première branche 54 et une deuxième branche 56. Selon la figure 5, la première branche 54 est reliée de la vanne 28 au premier conduit 50. Le conduit 50 comporte le refroidisseur 44. La première branche achemine donc les gaz d'échappement vers le refroidisseur 44. La deuxième branche 56 achemine les gaz d'échappement depuis la vanne 28 vers le répartiteur 18. La deuxième branche 56 comporte l'échangeur 30. La ligne comprend aussi une vanne 28 de dosage de la quantité de gaz d'échappement re-circulés. La vanne 28 est adaptée à séparer les gaz de la boucle 10 de re-circulation de gaz d'échappement entre les deux branches 54, 56. Cela permet de contrôler la température des gaz d'échappement re-circulés admis dans le moteur 12, notamment parce que les gaz sont mieux refroidis par le refroidisseur 44. Plus précisément, lorsqu'il est souhaité que la température des gaz d'échappement re-circulés soit diminuée, la proportion de gaz d'échappement re-circulés circulant dans la première branche 54 est augmentée ce qui permet d'augmenter la proportion de gaz d'échappement re-circulés refroidis par le refroidisseur 44. Réciproquement, lorsqu'il est souhaité que la température des gaz d'échappement re-circulés soit augmentée, la proportion de gaz d'échappement re-circulés circulant dans la deuxième branche 56 est augmentée ce qui permet d'augmenter la proportion de gaz d'échappement re-circulés refroidis par l'échangeur 30. [0041] Les différentes implantations données précédemment le sont à titre d'exemple et d'autres configurations sont envisageables. [0042] Dans toutes les implantations décrites, le filtre 26 peut notamment être un filtre 26 d'arrêt de particules incandescentes. Une particule incandescente est une particule qui émet de la lumière sous l'effet d'une haute température. Par extension, une particule qui est adaptée à provoquer l'inflammation d'un dépôt d'une paroi est considérée comme une particule incandescente. La présence d'un filtre 26 d'arrêt de particules incandescentes permet de limiter encore mieux les risques d'inflammation des dépôts sur les parois de la boucle 10 de gaz d'échappement re-circulés. [0043] Le filtre 26 peut être une structure métallique. La structure métallique peut en particulier être un treillis métallique ou une mousse métallique. L'utilisation d'une structure métallique permet d'éviter la pollution des pièces placées en aval sur la boucle 10. Les risques de grippage de la vanne 28 sont notamment particulièrement réduits. La perméabilité de la boucle 10 est ainsi optimisée. En outre, une structure métallique résiste bien aux contraintes thermiques imposées. [0044] La structure métallique peut comporter entre 100 et 600 cellules par pouce carré, soit entre 15 cellules par centimètre carré et 100 cellules par centimètre carré. The cooler 44 is placed between the diverter 48 and the metering valve 46, in the conduit 50. This ensures a cooling of the recirculated exhaust gas which is still better. Due to this reduction in temperature, the motor produces fewer particles, which further improves the reduction in the fouling of the parts placed downstream of the filter 26. According to the example of FIG. 5, the line 14 further comprises a gas cooling exchanger 30 of the exhaust gas recirculation loop. The line 14 also comprises a first branch 54 and a second branch 56. According to FIG. 5, the first branch 54 is connected from the valve 28 to the first duct 50. The duct 50 comprises the cooler 44. The first branch thus carries the gases The second branch 56 conveys the exhaust gases from the valve 28 to the distributor 18. The second branch 56 comprises the exchanger 30. The line also comprises a valve 28 for dosing the amount of gas. exhaust gas re-circulated. The valve 28 is adapted to separate the gases from the loop 10 for recirculating exhaust gas between the two branches 54, 56. This makes it possible to control the temperature of the re-circulated exhaust gases admitted into the engine 12. in particular because the gases are better cooled by the cooler 44. More specifically, when it is desired that the temperature of the re-circulated exhaust gas be decreased, the proportion of re-circulated exhaust gas circulating in the first branch 54 is increased which increases the proportion of re-circulated exhaust gas cooled by the cooler 44. Conversely, when it is desired that the temperature of the re-circulated exhaust gas be increased, the proportion of gas re-circulated exhaust circulating in the second branch 56 is increased which increases the proportion of re-circulated exhaust gas cooled by the exchanger 30. The different implantations data are given by way of example and other configurations are possible. In all the implantations described, the filter 26 may in particular be a filter 26 for stopping incandescent particles. An incandescent particle is a particle that emits light under the effect of a high temperature. By extension, a particle which is adapted to cause the ignition of a deposit of a wall is considered as an incandescent particle. The presence of a filter 26 for stopping incandescent particles makes it possible to further limit the risks of ignition of the deposits on the walls of the re-circulated exhaust gas loop. The filter 26 may be a metal structure. The metal structure may in particular be a wire mesh or a metal foam. The use of a metal structure avoids the pollution of parts placed downstream of the loop 10. The risk of galling of the valve 28 are particularly particularly reduced. The permeability of the loop 10 is thus optimized. In addition, a metal structure is resistant to thermal constraints imposed. The metal structure may have between 100 and 600 cells per square inch, or between 15 cells per square centimeter and 100 cells per square centimeter.
Un tel choix permet d'éviter la formation d'une contrepression et tient compte des températures au niveau du filtre 26. De préférence, la structure comprend entre 300 et 600 cellules par pouce carré, soit entre 40 cellules par centimètre carré et 100 cellules par centimètre carré, ce qui entraîne une augmentation de l'efficacité catalytique du filtre 26. [0045] Le filtre 26 comporte une section de maillage comprise entre 0,5 mm2 et 4 mm2. De telles valeurs permettent de ne pas laisser passer les particules incandescentes. Le filtre 26 permet ainsi une efficacité de filtration des particules incandescentes qui peut être supérieure à 85%. De plus, la différence de pression générée est faible du fait que le filtre 26 permet une diffusion radiale du flux de gaz d'échappement re-circulés passant au travers. De préférence, afin de limiter le risque de colmatage créé par les températures de l'environnement et le débit des gaz passant au niveau du collecteur 20, la section de maillage est comprise entre 0,5 mm2 et 2 mm2. [0046] La phase catalytique peut comprendre un catalyseur d'oxydation d'hydrocarbures. L'emploi d'un tel catalyseur permet d'empêcher la formation des dépôts, notamment dans le répartiteur 18 ou la vanne 28. [0047] La phase catalytique du filtre 26 peut également comprendre une phase active d'oxydation aussi appelée « coating » ou « wash-coat » en anglais. La phase active d'oxydation permet de favoriser l'oxydation des hydrocarbures. Cela évite l'encrassement de la boucle 10. Les éléments de la phase active d'oxydation peuvent être des oxydes de métaux de transition ou des oxydes de terres rares. A titre d'exemple, l'alumine (Al2O3), la silice (SiO2), l'oxyde de titane (TiO2), la cérine (CeO2), la zircone (ZrO2) ou l'oxyde de lanthane (La2O3) peuvent être utilisés. Tout autre oxyde qui présente des propriétés en catalyse d'oxydation est aussi susceptible d'être employé dans la composition de la phase active d'oxydation. De plus, les oxydes peuvent être mis en oeuvre en combinaison comme par exemple une combinaison de silice avec de l'alumine SiO2/Al2O3 ou un mélange de cérine (CeO2) et de zircone (ZrO2). [0048] La charge en phase active d'oxydation dans la phase catalytique peut être comprise entre 50 et 200 g/L. Cela correspond à un compromis entre l'efficacité d'oxydation des hydrocarbures désirée et la contre-pression générée par la phase catalytique qui empêche le passage d'une partie des gaz d'échappement. [0049] De préférence, la charge en phase active d'oxydation dans la phase catalytique est comprise entre 100 et 150 g/L. Cela permet d'obtenir un compromis entre l'oxydation des hydrocarbures et la contre-pression engendrée encore meilleur. [ooso] La phase catalytique peut comporter au moins un métal précieux. La présence de métaux précieux permet d'augmenter l'efficacité en oxydation de la phase catalytique. L'encrassement de la boucle 10 de re-circulation de gaz d'échappement est ainsi diminué. [0051] La charge en métal précieux dans la phase catalytique peut varier de 1 à 200 g/ft3 soit de 0,03 g/L à 7 g/L. Cela permet d'obtenir une bonne efficacité d'oxydation des hydrocarbures compte tenu de la température du collecteur 20. [0052] De préférence, la charge en métal précieux dans la phase catalytique est comprise entre 1 et 20 g/ft3 soit entre 0,03 g/L et 0,7 g/L. Cela permet d'améliorer encore plus l'efficacité d'oxydation des hydrocarbures. [0053] A titre d'illustration, le métal précieux peut être un élément choisi dans un groupe comprenant le platine, le palladium ou une combinaison des deux. L'adjonction de tels métaux précieux permet d'augmenter l'efficacité d'oxydation du filtre 26. La combinaison du platine et du palladium est particulièrement avantageuse parce qu'un tel mélange assure qu'un métal précieux est actif pour toutes les gammes de température. Le platine est en effet actif à basse température mais peu résistant à haute température. Le palladium est moins actif à basse température mais plus résistant à la haute température. [0054] Dans le cas où la phase catalytique comprend une combinaison de platine et de palladium, un rapport entre le platine et le palladium inférieur à 2 améliore encore l'efficacité en oxydation des hydrocarbures. Un tel compromis résulte du fait que le filtre 26 est implanté dans un espace relativement chaud. [0055] La phase catalytique peut comprendre en outre un matériau de type zéolithe. Such a choice makes it possible to avoid the formation of a backpressure and takes into account the temperatures at the filter 26. Preferably, the structure comprises between 300 and 600 cells per square inch, or between 40 cells per square centimeter and 100 cells per square centimeter. square centimeter, which results in an increase in the catalytic efficiency of the filter 26. The filter 26 has a mesh size of between 0.5 mm 2 and 4 mm 2. Such values make it possible not to let the incandescent particles pass. The filter 26 thus allows a filtration efficiency of the incandescent particles which may be greater than 85%. In addition, the pressure difference generated is low because the filter 26 allows radial diffusion of the flow of re-circulated exhaust gas passing therethrough. Preferably, in order to limit the risk of clogging created by the environmental temperatures and the flow rate of the gases passing through the collector 20, the mesh size is between 0.5 mm 2 and 2 mm 2. The catalytic phase may comprise a hydrocarbon oxidation catalyst. The use of such a catalyst makes it possible to prevent the formation of deposits, in particular in the distributor 18 or the valve 28. The catalytic phase of the filter 26 may also comprise an active oxidation phase also called "coating". or "wash-coat" in English. The active oxidation phase promotes the oxidation of hydrocarbons. This prevents clogging of the loop 10. The elements of the active oxidation phase may be transition metal oxides or rare earth oxides. By way of example, alumina (Al2O3), silica (SiO2), titanium oxide (TiO2), ceria (CeO2), zirconia (ZrO2) or lanthanum oxide (La2O3) may be used. Any other oxide which exhibits properties in oxidation catalysis is also likely to be employed in the composition of the active oxidation phase. In addition, the oxides can be used in combination, for example a combination of silica with alumina SiO 2 / Al 2 O 3 or a mixture of cerine (CeO 2) and zirconia (ZrO 2). The active phase oxidation charge in the catalytic phase may be between 50 and 200 g / l. This corresponds to a compromise between the desired hydrocarbon oxidation efficiency and the counter-pressure generated by the catalytic phase which prevents the passage of part of the exhaust gas. Preferably, the active phase oxidation charge in the catalytic phase is between 100 and 150 g / l. This makes it possible to obtain a compromise between the oxidation of the hydrocarbons and the back pressure generated even better. [ooso] The catalytic phase may comprise at least one precious metal. The presence of precious metals makes it possible to increase the oxidation efficiency of the catalytic phase. The fouling of the loop 10 of recirculation of exhaust gas is thus reduced. The precious metal charge in the catalytic phase can vary from 1 to 200 g / ft3, ie from 0.03 g / l to 7 g / l. This makes it possible to obtain a good oxidation efficiency of the hydrocarbons taking into account the temperature of the collector 20. Preferably, the charge of precious metal in the catalytic phase is between 1 and 20 g / ft 3, ie between 0.degree. 03 g / L and 0.7 g / L. This makes it possible to further improve the oxidation efficiency of the hydrocarbons. By way of illustration, the precious metal may be a member selected from a group comprising platinum, palladium or a combination of both. The addition of such precious metals increases the oxidation efficiency of the filter 26. The combination of platinum and palladium is particularly advantageous because such a mixture ensures that a precious metal is active for all ranges of temperature. Platinum is indeed active at low temperature but not very resistant to high temperature. Palladium is less active at low temperatures but more resistant to high temperature. In the case where the catalytic phase comprises a combination of platinum and palladium, a ratio of platinum to palladium less than 2 further improves the oxidation efficiency of the hydrocarbons. Such a compromise results from the fact that the filter 26 is implanted in a relatively hot space. The catalytic phase may further comprise a zeolite type material.
Les matériaux de type zéolithe appartiennent à la famille des aluminosilicates et sont aussi appelés « HC traps ». De tels matériaux ont effectivement des propriétés de piégeage des hydrocarbures à froid. La présence de matériau de type zéolithe dans la phase catalytique permet d'améliorer l'efficacité du filtre 26 pour des températures froides. [0056] La charge en matériau de type zéolithe dans la phase catalytique est inférieure à 50 g/L. Cela permet d'obtenir une bonne efficacité d'oxydation des hydrocarbures à basse température. [0057] La phase catalytique peut comprendre plusieurs parties. Cela permet d'améliorer encore plus l'efficacité du filtre 26. [0058] Une partie peut comprendre une phase active d'oxydation, une combinaison de platine et de palladium et des matériaux de type zéolithe. La charge en phase active d'oxydation dans la phase catalytique est comprise entre 100 et 150 g/L. La charge en métaux précieux dans la phase catalytique est comprise entre 1 et 10 g/ft3 soit comprise entre 0,03 et 0,35 g/L. Le rapport entre le platine et le palladium est inférieur à 1 et la charge en matériaux de type zéolithe est de 50 g/L. Une telle partie est particulièrement efficace pour l'oxydation des hydrocarbures qui sortent de la chambre 16. Il est ainsi avantageux de placer cette première partie en amont dans le filtre 26 dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement re-circulés, du collecteur 20 vers le répartiteur 18. [0059] Une autre partie peut comprendre une phase active d'oxydation, une combinaison de platine et de palladium et des matériaux de type zéolithe. La charge en phase active d'oxydation dans la phase catalytique est comprise entre 100 et 150 g/L. La charge en métaux précieux dans la phase catalytique est comprise entre 10 et 20 g/ft3 soit comprise entre 0,35 et 0,7 g/L. Le rapport entre le platine et le palladium étant compris entre 1 et 2 et la charge en matériaux de type zéolithe est inférieure à 30 g/L. Une telle partie est particulièrement efficace pour l'oxydation des hydrocarbures qui ont traversé la majeure partie du filtre 26. Il est ainsi avantageux de placer cette seconde partie en aval dans le filtre 26 dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement re-circulés, du collecteur 20 vers le répartiteur 18. [0060] L'implantation du filtre 26 se fait au niveau de l'entrée 22 adaptée à être reliée au collecteur 20. Le filtre 26 est ainsi placé dès le début de la boucle 10 de recirculation de gaz d'échappement. Cela permet de garantir une protection d'une grande partie de la boucle 10. [0061] Au niveau de l'entrée 22, les températures moyennes entrantes sont de 350°C et vont d'un minimum de 200°C à 800°C. La température maximale de la paroi est comprise entre 500°C et 800°C. La température maximale de gaz est de 600°C en fonctionnement de la boucle 10 de re-circulation de gaz d'échappement. La température des gaz s'élève à 850°C lorsque la vanne 28 est fermée. Le débit minimum de gaz est de 4 g/s et le débit maximum de 33 g/s, le débit moyen étant de 9 g/s. En outre, la température d'exotherme radiale maximale est de 30°C et la température d'exotherme longitudinale maximale de 20°C par 1000 ppm d'hydrocarbure passant par le filtre 26. [0062] Pour intégrer le filtre 26 au niveau de l'entrée 22, le filtre 26 peut comprendre un ou plusieurs cylindres à ouverture ovale. Une telle configuration a l'avantage d'être aisée à mettre en oeuvre. L'ouverture peut également être d'une autre forme et notamment parallélépipédique. Le volume du filtre 26 peut être de 20 à 40 cm3. Le ratio entre le diamètre sur la longueur du filtre 26 peut être compris entre 0,15 et 2. Le filtre 26 peut ainsi être intégré au niveau de l'entrée 22, l'entrée 22 étant adaptée à être reliée à tout type de collecteur 20. Le collecteur 20 peut en particulier être en fonte, en aluminium refroidi, en acier ou en tôle mécanique soudée. The zeolite type materials belong to the family of aluminosilicates and are also called "HC traps". Such materials do indeed have cold hydrocarbon trapping properties. The presence of zeolite type material in the catalytic phase makes it possible to improve the efficiency of the filter 26 for cold temperatures. The load of zeolite type material in the catalytic phase is less than 50 g / l. This makes it possible to obtain good oxidation efficiency of the hydrocarbons at low temperature. The catalytic phase can comprise several parts. This makes it possible to further improve the efficiency of the filter 26. [0058] A part may comprise an active oxidation phase, a combination of platinum and palladium and zeolite type materials. The active phase oxidation charge in the catalytic phase is between 100 and 150 g / l. The charge of precious metals in the catalytic phase is between 1 and 10 g / ft 3, ie between 0.03 and 0.35 g / l. The ratio of platinum to palladium is less than 1 and the load of zeolite materials is 50 g / L. Such a part is particularly effective for the oxidation of the hydrocarbons coming out of the chamber 16. It is thus advantageous to place this first part upstream in the filter 26 in the direction of flow of the re-circulated exhaust gases, manifold 20 to manifold 18. [0059] Another part may comprise an active oxidation phase, a combination of platinum and palladium and zeolite type materials. The active phase oxidation charge in the catalytic phase is between 100 and 150 g / l. The charge of precious metals in the catalytic phase is between 10 and 20 g / ft 3, ie between 0.35 and 0.7 g / l. The ratio of platinum to palladium is between 1 and 2 and the load of zeolite materials is less than 30 g / l. Such a part is particularly effective for the oxidation of the hydrocarbons which have passed through most of the filter 26. It is thus advantageous to place this second part downstream in the filter 26 in the direction of flow of the exhaust gases. circulated, manifold 20 to the distributor 18. The implantation of the filter 26 is at the input 22 adapted to be connected to the collector 20. The filter 26 is thus placed at the beginning of the loop 10 of exhaust gas recirculation. This makes it possible to guarantee protection for a large part of the loop 10. At the inlet 22, the mean incoming temperatures are 350 ° C. and range from a minimum of 200 ° C. to 800 ° C. . The maximum temperature of the wall is between 500 ° C and 800 ° C. The maximum gas temperature is 600 ° C during operation of the exhaust gas recirculation loop 10. The temperature of the gases is 850 ° C when the valve 28 is closed. The minimum gas flow rate is 4 g / s and the maximum flow rate is 33 g / s, the average flow rate being 9 g / s. In addition, the maximum radial exotherm temperature is 30 ° C and the maximum longitudinal exotherm temperature of 20 ° C per 1000 ppm of hydrocarbon passing through the filter 26. [0062] To integrate the filter 26 at the level of At the inlet 22, the filter 26 may comprise one or more oval-shaped cylinders. Such a configuration has the advantage of being easy to implement. The opening can also be of another form and in particular parallelepiped. The volume of the filter 26 may be 20 to 40 cm3. The ratio between the diameter over the length of the filter 26 can be between 0.15 and 2. The filter 26 can thus be integrated at the input 22, the input 22 being adapted to be connected to any type of collector 20. The manifold 20 may in particular be cast iron, cooled aluminum, steel or welded mechanical sheet.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20150930 |