FR3006708A1 - Ensemble de post-traitement des gaz d'echappement d'un moteur thermique - Google Patents

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Abstract

L'invention porte sur un ensemble (1) de post-traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion (3), comportant un catalyseur d'oxydation (6), un catalyseur de réduction (7), et un filtre à particules (8). Le catalyseur d'oxydation (6) et le catalyseur de réduction (7) sont coaxiaux, le catalyseur d'oxydation est de forme pleine, et le catalyseur de réduction présente un évidement dans lequel est disposé le catalyseur d'oxydation sur au moins une partie de la longueur dudit catalyseur d'oxydation avec un espace interstitiel, notamment de largeur constante.

Description

ENSEMBLE DE POST-TRAITEMENT DES GAZ D'ECHAPPEMENT D'UN MOTEUR THERMIQUE [0001] L'invention concerne le domaine des moyens de dépollution des gaz d'échappement d'un moteur thermique. [0002] Les émissions polluantes des moteurs à combustion équipant les véhicules automobiles sont réglementées par des normes de plus en plus sévères. Les polluants réglementés sont, selon la technologie de moteur à combustion considérée, le monoxyde de carbone (CO), les hydrocarbures imbrûlés (HC), les oxydes d'azotes (NOx), et les particules. [0003] Il est connu d'employer un certain nombre de moyens de dépollution dans la ligne d'échappement des moteurs à combustion pour en limiter les émissions de polluants réglementés. [0004] Un catalyseur d'oxydation permet le traitement du monoxyde de carbone, des hydrocarbures imbrûlés, et dans certaines conditions des oxydes d'azotes. [0005] Un filtre à particules peut être employé pour le traitement des particules de suie, par filtrage mécanique de celles-ci. [0006] Un catalyseur de réduction peut être utilisé pour réduire les NOx en azote sous l'action d'un agent réducteur du type ammoniac, injecté dans la ligne en amont du catalyseur sous forme d'un liquide de type urée aqueuse se décomposant en ammoniac ou directement sous forme d'ammoniac gazeux. On parle alors de réduction catalytique sélective ou de SCR pour l'acronyme anglais correspondant (Selective Catalytic Reduction). [0007] On désigne de manière générale ces dispositifs par le terme de moyens de « post-traitement » des gaz d'échappement qui sont, notamment pour le filtre à particules et le catalyseur de réduction, particulièrement utiles pour les véhicules équipés de moteurs à mélange pauvre, c'est-à-dire du type diesel ou à allumage commandé fonctionnant avec un mélange stratifié (mélange carburé non-homogène présentant un taux de carburant inférieur à la stoechiométrie), mais dont l'utilisation est également en plein développement pour les moteurs de type essence à mélange riche ou stoechiométrique. [0008] L'ensemble de ces dispositifs de post-traitement présente un encombrement significatif sur la ligne d'échappement, et diverses solutions ont été étudiées visant à le rendre plus compact. [0009] Il est connu, par exemple du brevet FR 2 960 593, un ensemble regroupant les différents dispositifs de post-traitement alignés les uns à la suite des autres dans une enveloppe unique, et qui peut en outre comprendre un filtre à particules lui-même muni d'une imprégnation catalytique SCR, de façon à constituer un dispositif bi-fonction compact, à la fois filtre à particules et actif vis-à-vis des NOx. [0010] Il est également connu du document US 2008/0066451 un ensemble regroupant plusieurs dispositifs de post-traitement disposés côte à côte, avec une circulation des gaz d'échappement en aller-retour. [0011] Cependant, ces solutions sont encore susceptibles d'améliorations, notamment en termes de compacité et de facilité d'assemblage. [0012] L'invention a alors pour but de proposer un ensemble de post-traitement qui puisse être très compact, tout en gardant voire en améliorant ses performances de dépollution. Elle cherche également une solution technique permettant un assemblage des différents dispositifs qui la composent, et un montage sur la ligne d'échappement qui ne soient pas complexifiés, et qui, de préférence, s'en trouvent simplifiés. [0013] L'invention a pour objet un ensemble de post-traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion, comportant un catalyseur d'oxydation, un catalyseur de réduction, et un filtre à particules. L'ensemble est tel que le catalyseur d'oxydation et le catalyseur de réduction sont coaxiaux, le catalyseur d'oxydation est de forme pleine, et le catalyseur de réduction présente un évidement dans lequel est disposé le catalyseur d'oxydation sur au moins une partie de la longueur dudit catalyseur d'oxydation avec un espace interstitiel, notamment de largeur constante. [0014] L'invention permet donc de compacter l'ensemble longitudinalement, avec une circulation des gaz d'échappement, détaillée plus loin, en exploitant l'espace laissé libre entre deux au moins des dispositifs qui la constituent par la forme géométrique particulière de ceux-ci. La compacité des systèmes de dépollution est d'un enjeu très important, au vu de l'encombrement au voisinage de la ligne d'échappement dans le véhicule, et regrouper toutes ou l'essentiel des fonctions de dépollution sur la ligne d'échappement permet d'effectuer les opérations de dépollution dans une seule zone de la ligne, et notamment dans la zone chaude, au plus près du collecteur des gaz d'échappement du moteur thermique, là où généralement les catalyseurs sont les plus efficaces. En outre, cette disposition relative des dispositifs de dépollution est très avantageuse sur le plan thermique, et donc sur le plan de l'efficacité des catalyseurs. En effet, les réactions au sein du catalyseur d'oxydation sont généralement exothermiques, et la chaleur ainsi dégagée peut, avec le minimum de déperditions thermiques, servir à augmenter la température des gaz circulant dans l'espace interstitiel entre le catalyseur d'oxydation et le catalyseur de réduction, les gaz étant, toutes choses égales par ailleurs, ainsi plus chauds quand ils rentrent dans le catalyseur de réduction, ce qui est très bénéfique pour son efficacité. De même, le filtre à particules étant intégré au catalyseur de réduction ou à tout le moins très proche de celui-ci, les gaz qui entrent dans le filtre seront plus chauds en régime normal, ce qui permettra un effort énergétique moins important lors des régénérations du filtre pour atteindre les températures de régénération requises quand le filtre est saturé en suies. [0015] Selon un premier mode de réalisation, le filtre à particules est intégré au catalyseur de réduction. Le filtre à particules est ainsi imprégné d'un revêtement catalytique de type SCR afin de remplir la double fonction de filtre mécanique vis-à-vis des suites, et de dépollution vis-à-vis des NOx. Ce mode de réalisation est particulièrement compact, puisqu'il n'a plus, physiquement, que deux dispositifs pour trois fonctions, avec un gain en compacité longitudinal très important au prix d'un encombrement latéral légèrement augmenté mais très raisonnable, l'ensemble ayant une forme géométrique plus facilement intégrable dans le véhicule. [0016] Selon un deuxième mode de réalisation, le filtre à particules présente un évidement en étant disposé de façon coaxiale mais décalée longitudinalement par rapport au catalyseur de réduction. De préférence, il est disposé de façon contiguë audit catalyseur, sa face d'entrée étant voisine de ou en en contact avec la face de sortie du catalyseur de réduction. [0017] On comprendra dans l'ensemble du texte par « face d'entrée » et « face de sortie » pour chaque dispositif de post-traitement, les faces par lesquelles les gaz d'échappement vont respectivement entrer dans ledit dispositif, et sortir de celui-ci, une fois l'ensemble de post-traitement monté sur la ligne d'échappement du moteur thermique. De même, dans l'ensemble du texte, on comprendra par « amont » et « aval » l'indication du sens général d'écoulement des gaz d'échappement dans la ligne d'échappement du moteur vers l'extérieur, y compris dans l'ensemble de post-traitement monté sur ladite ligne d'échappement. [0018] Selon un troisième mode de réalisation, le filtre à particule est de forme pleine, coaxial au catalyseur d'oxydation et décalé longitudinalement par rapport à lui. De préférence, il est situé en aval du catalyseur d'oxydation. [0019] Avantageusement, le catalyseur d'oxydation est de forme cylindrique, et le catalyseur de réduction et/ou le filtre à particules sont de forme annulaire. Le dimensionnement relatif, notamment le diamètre extérieur du catalyseur d'oxydation par rapport au diamètre intérieur du composant annulaire, est choisi de façon à définir une largeur d'espace interstitiel qui est constante et suffisamment importante pour permettre une circulation des gaz d'échappement satisfaisante. [0020] Avantageusement, des moyens de guidage sont prévus afin de guider les gaz d'échappement du catalyseur d'oxydation vers le catalyseur de réduction, puis, le cas échéant, du catalyseur de réduction vers le filtre à particules. [0021] De préférence, l'ensemble de post-traitement décrit plus haut contenu dans une enveloppe. [0022] De préférence encore, ces moyens de guidage comprennent une première cloison interne à l'enveloppe et venant enserrer le catalyseur d'oxydation au moins depuis sa face d'entrée jusqu'à sa face de sortie sur son pourtour extérieur. [0023] De préférence encore, ces moyens de guidage comprennent une deuxième cloison dite coquille de circulation, également interne à l'enveloppe, et venant enserrer le catalyseur de réduction sur son pourtour intérieur au moins depuis sa face d'entrée jusqu'à sa face de sortie et se prolongeant sous forme d'un dôme en regard de la face de sortie du catalyseur d'oxydation. [0024] Naturellement, la première et/ou la deuxième cloison peuvent être chacune constituée d'un bloc, par exemple sous forme d'une paroi métallique à la forme appropriée, ou être constitués de l'assemblage de plusieurs éléments de cloisons. [0025] Avantageusement, l'ensemble de post-traitement est contenu dans une enveloppe comportant au moins deux portions d'enveloppe solidarisées mécaniquement par alignement longitudinal desdites portions d'enveloppe. [0026] L'ensemble de post-traitement peut ainsi comporter deux sous-ensembles solidarisés, l'un comprenant une première portion d'enveloppe dite amont contenant le catalyseur d'oxydation monté dans la première cloison et le catalyseur de réduction associé à sa coquille de circulation, l'autre comprenant une deuxième portion d'enveloppe contenant éventuellement le filtre à particules (quand il n'est pas intégré ou contigu du catalyseur de réduction). L'avantage de cette enveloppe en deux parties est de pouvoir préparer les deux portions d'enveloppe et de monter les composants prévus dans chacune d'elles de façon aisée, l'intérieur des deux portions d'enveloppe étant très accessible, puis d'achever la fabrication en assemblant les deux portions d'enveloppe, par exemple par des moyens classiques, par exemple de type mécanique. Ces moyens peuvent être prévus pour être amovibles, ce qui facilite le démontage ultérieur, et le remplacement sélectif d'un composant ou d'une portion d'enveloppe seulement, en cas de détérioration. Ils peuvent aussi ne pas être amovibles, et consister par exemple à souder entre elles les deux portions d'enveloppe, généralement métalliques. [0027] Avantageusement, l'enveloppe commune contient successivement, selon le sens d'écoulement des gaz d'échappement du moteur prévu, - le catalyseur d'oxydation puis le catalyseur de réduction puis le filtre à particules ou - le catalyseur d'oxydation, puis le filtre à particules intégré au catalyseur de réduction. [0028] De préférence, l'ensemble de post-traitement est contenu dans une enveloppe dans laquelle débouche un moyen d'introduction d'agent réducteur se prolongeant à l'intérieur de l'enveloppe sous forme d'une conduite débouchant dans une cavité séparant le catalyseur d'oxydation du catalyseur de réduction. [0029] Avantageusement, la conduite longe au moins en partie la première cloison enserrant le catalyseur d'oxydation. [0030] De préférence, la conduite débouche en regard du dôme de la deuxième cloison. [0031] De préférence, la conduite se termine par une forme annulaire munie d'ouvertures. Ces ouvertures permettent la diffusion de l'agent réducteur, notamment sous forme liquide (du type urée en phase aqueuse). Avantageusement, la forme annulaire s'adapte à la section du catalyseur d'oxydation, de façon à ce qu'elle vienne entourer le catalyseur d'oxydation (via la cloison qui l'enserre) au voisinage de sa face de sortie ou plus en aval de celle-ci. La cloison peut ainsi servir de support mécanique pour maintenir en position la conduite et/ou son extrémité annulaire. [0032] L'invention est décrite plus en détail ci-après au vu de deux exemples de réalisation non limitatifs, et en référence aux figures les représentant : - La figure 1 présente schématiquement un ensemble de post-traitement de l'invention selon un premier exemple de réalisation, en coupe longitudinale ; - La figure 2 présente schématiquement un ensemble de post-traitement de l'invention selon un deuxième exemple de réalisation, en coupe longitudinale ; - La figure 3 représente schématiquement le montage de l'ensemble de post-traitement du deuxième exemple de réalisation de la figure 2. [0033] Toutes ces figures sont volontairement très schématiques, et ne sont pas nécessairement à l'échelle pour en simplifier la lecture. Seuls les composants intéressant plus particulièrement l'invention sont en outre représentés. Les mêmes références désignent les mêmes composants d'une figure à l'autre. [0034] La figure 1 représente donc un premier exemple de réalisation d'un ensemble de post-traitement 1 selon l'invention monté sur une ligne d'échappement 2 d'un moteur thermique 3, en aval du collecteur d'échappement 4 dudit moteur 3. Cet ensemble est contenu dans une enveloppe métallique 5 dont l'assemblage sera détaillé ultérieurement à l'aide de la figure 3. Cette enveloppe 5 contient trois dispositifs de dépollution : d'une part un catalyseur d'oxydation 6 (« DOC » sur la figure), d'autre part un catalyseur de réduction 7 (« SCR « sur la figure) ; enfin un filtre à particules 8 (« FAP » sur la figure). [0035] Le catalyseur d'oxydation 6 se présente sous forme d'un cylindre plein, présentant un diamètre D1, et est, de façon connue, composée d'un média poreux à base de céramique imprégnée d'un revêtement catalytique d'oxydation. Le cylindre est disposé selon un axe longitudinal X qui sera l'axe de référence et également celui de l'enveloppe 5. [0036] Le catalyseur d'oxydation 6 est contenu dans une première cloison interne, notamment métallique, 9 de forme cylindrique avec un diamètre sensiblement identique à celui du catalyseur pour qu'il soit maintenu dans ladite cloison. Cette cloison se prolonge en aval, au-delà de la face de sortie du catalyseur, et en amont de sa face d'entrée. Alternativement, elle pourrait ne se prolonger qu'en partie amont ou qu'en partie aval, ou être de même longueur que le catalyseur 6. [0037] Le catalyseur de réduction 7 est également, de façon connue, un média poreux à base de céramique imprégné d'un revêtement catalytique de réduction. Il se présente sous forme annulaire, centré sur l'axe longitudinal X, avec un diamètre de l'anneau D3 et un diamètre intérieur D2 supérieur à D1 de façon à délimiter un espace annulaire entre le catalyseur d'oxydation et le catalyseur de réduction suffisant pour permettre l'écoulement des gaz d'échappement. [0038] La longueur du catalyseur d'oxydation 6, selon l'exemple de la figure 1, est supérieure à celle du catalyseur de réduction 7, et le catalyseur d'oxydation 6 n'est pas, de fait, entièrement contenu dans l'évidement du catalyseur de réduction 7, avec notamment une portion amont à l'extérieur dudit catalyseur de réduction. D'autres configurations sont également possibles : ainsi, le catalyseur d'oxydation 6 peut être entièrement contenu dans l'évidement central du catalyseur de réduction 7. Il peut aussi être de même longueur mais décalé vers l'aval par rapport au catalyseur de réduction 7. Il est également possible que la longueur du catalyseur de réduction 7 soit supérieure à celle du catalyseur d'oxydation 8. [0039] Le catalyseur de réduction 7 est maintenu en position dans l'enveloppe 5, d'une part par la paroi de l'enveloppe 5 sur son pourtour extérieur, d'autre part par une deuxième cloison interne 10 qui comprend une portion cylindrique 10a qui vient enserrer le diamètre interne du catalyseur 7, qui se prolonge en aval en une forme arrondie fermée en forme de dôme 10b. [0040] Il est prévu dans l'enveloppe une embouchure 11 permettant d'introduire un agent réducteur de façon à ce qu'il soit mêlé aux gaz d'échappement en amont du catalyseur de réduction. A titre d'exemple, ici on introduit dans l'enveloppe un précurseur d'ammoniac sous forme liquide, sous forme d'urée aqueuse. Cette embouchure permet l'introduction d'une conduite 12 alimentée en urée, qui vient longer longitudinalement la paroi externe de la première cloison interne 9 jusqu'à son extrémité aval, et qui se termine en une forme annulaire 13 de dimensions voisines du diamètre extérieur de la cloison 9 et qui est percée régulièrement d'orifices. Cette conduite et son extrémité annulaire peuvent être fixées mécaniquement sur la cloison 9, notamment en introduisant à force l'extrémité annulaire de la conduite autour de la cloison 9. [0041] Le filtre à particules 8 est disposé en aval des deux catalyseurs 6,7, avec une forme conventionnelle de cylindre plein, dans une zone de rétrécissement aval de l'enveloppe 5. On a également une zone de rétrécissement amont dans l'enveloppe, et, si l'on schématise, l'enveloppe 5 délimite donc une zone centrale cylindrique dont le diamètre correspond sensiblement au diamètre extérieur du catalyseur de réduction 7, une zone de rétrécissement amont de type sensiblement conique et une zone de rétrécissement aval dont l'extrémité loge le filtre à particules et de type sensiblement conique aussi, sauf dans la zone de logement du filtre qui est cylindrique. [0042] On décrit maintenant la façon dont les gaz d'échappement débouchant du collecteur 4 dans la ligne d'échappement 2 vont traverser les différents dispositifs de dépollution 6,7,8 décrits plus haut : les gaz entrent dans l'enveloppe 5 raccordée à la ligne selon une direction générale symbolisée par les flèches f1. Ils sont guidés vers le catalyseur d'oxydation 6 par la portion amont de la cloison 9 de forme cylindrique, puis traversent le catalyseur d'oxydation 6 pour ressortir par sa face de sortie et continuer d'être guidés par la portion aval de la cloison 9. Ensuite, les gaz vont, comme cela est symbolisé par les flèches f2, aller en direction du dôme 10b de la deuxième cloison interne 10, et repartir en sens inverse dans l'espace annulaire séparant le catalyseur d'oxydation 6 du catalyseur de réduction 7 sur la majeure partie de leurs longueurs respectives. Cet espace les guide vers le cône amont de l'enveloppe 5, qui les guide, comme symbolisé par les flèches f3, vers la face d'entrée du catalyseur de réduction 6. Les gaz traversent alors le catalyseur de réduction, à nouveau selon leur sens d'écoulement général initial.
En sortie du catalyseur de réduction, ils sont guidés, comme symbolisé par les flèches f4, par le cône aval de l'enveloppe 5 et par la paroi extérieure du dôme 10b vers le filtre à particules 8, qu'ils traversent pour sortir de l'enveloppe à nouveau selon leur sens d'écoulement initial en entrée de l'enveloppe 5, vers la ligne d'échappement 2 à laquelle elle est raccordée en aval (flèches f5). [0043] La figure 2 représente un autre exemple de réalisation selon l'invention, qui est une variante de l'exemple de la figure 1. Ne seront donc décrites que les caractéristiques qui diffèrent de ce premier exemple. Ici, le filtre à particules 8 et le catalyseur de réduction 6 sont intégrés en un seul composant 78: on utilise le média filtrant du filtre à particules comme support d'imprégnation de la composition catalytique de réduction, et on en modifie la géométrie pour le rendre annulaire. Le système de post-traitement ne contient plus que deux dispositifs, le catalyseur d'oxydation et le filtre à particules imprégné de catalyseur de réduction 78. L'ensemble s'en trouve simplifié et compacté. Le cône de sortie de l'enveloppe 5 ne contient plus de logement cylindrique pour loger le filtre à particules. [0044] Une autre variante consiste à remplacer à la figure 2 l'ensemble du filtre à particules imprégné par un premier catalyseur de réduction annulaire 78, par un catalyseur de réduction similaire à l'exemple 1, et qui est prolongé par un filtre à particules qui lui est accolé (ou disposé au voisinage et en aval de celui-ci) et qui est, lui aussi, annulaire. Le dimensionnement, et notamment la longueur cumulée du catalyseur de réduction et du filtre à particules est à ajuster en conséquence. [0045] La figure 3 représente la façon dont on peut assembler les différents composants contenus dans l'enveloppe 5 : l'enveloppe est ici faite de deux demi-enveloppes amont et aval 5a et 5b. D'une part, on assemble la demi-enveloppe amont 5a en y montant les deux cloisons internes 9,10 et les deux catalyseurs 6,7 (dans le cas de l'exemple 1) ou le catalyseur d'oxydation 6 et le filtre à particules imprégné 78 (dans le cas de l'exemple 2. D'autre part, on prépare la demi-enveloppe aval 5b en y montant le filtre à particules 8 (exemple 1) ou pas (exemple 2). Si on y monte le filtre à particules cylindrique (exemple 1) , on adapte en conséquence la forme de la demi-enveloppe aval 5b en lui adjoignant une partie cylindrique de diamètre complémentaire à celui du filtre (comme représenté en traits pleins). Si on n'y monte pas le filtre à particules (exemple 2), la demi-enveloppe aval 5bne présente plus cette section cylindrique supplémentaire, comme représenté en traits pointillés à la figure. [0046] Enfin, on assemble les deux demi-enveloppes, par exemple par soudure, ou par fixation mécanique dans leur zone de jonction 5c, par exemple par clipsage, rivetage ... Il est avantageux de prévoir une fixation mécanique permettant une désolidarisation des deux demi-enveloppes sans entraîner leur dégradation, si on veut démonter le système de dépollution plus aisément de la ligne, ou si l'on veut ne changer qu'un composant de l'ensemble.10

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS1. Ensemble (1) de post-traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion (3), comportant un catalyseur d'oxydation (6), un catalyseur de réduction (7), et un filtre à particules (8), caractérisé en ce que le catalyseur d'oxydation (6) et le catalyseur de réduction (7) sont coaxiaux, le catalyseur d'oxydation est de forme pleine, et le catalyseur de réduction présente un évidement dans lequel est disposé le catalyseur d'oxydation sur au moins une partie de la longueur dudit catalyseur d'oxydation avec un espace interstitiel, notamment de largeur constante.
  2. 2. Ensemble (1) de post-traitement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le filtre à particules est intégré au catalyseur de réduction (78), ou présente un évidement en étant disposé de façon coaxiale mais décalée longitudinalement par rapport au catalyseur de réduction, ou est de forme pleine (8), coaxial au catalyseur d'oxydation et décalé longitudinalement par rapport à lui.
  3. 3. Ensemble (1) de post-traitement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le catalyseur d'oxydation (6) est de forme cylindrique, et en ce que le catalyseur de réduction (7) et/ou le filtre à particules (8) sont de forme annulaire.
  4. 4. Ensemble (1) de post-traitement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens de guidage sont prévus afin de guider les gaz d'échappement du catalyseur d'oxydation (6) vers le catalyseur de réduction (7), puis, le cas échéant, du catalyseur de réduction (7) vers le filtre à particules (8).
  5. 5. Ensemble (1) de post-traitement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est contenu dans une enveloppe (5) et en ce que les moyens de guidage comprennent une première cloison interne (9) à l'enveloppe et venant enserrer le catalyseur d'oxydation (6) au moins depuis sa face d'entrée jusqu'à sa face de sortie sur son pourtour extérieur, et une deuxième cloison (10) dite coquille de circulation également interne à l'enveloppe et venant enserrer le catalyseur de réduction sur son pourtour intérieur au moins depuis sa face d'entrée jusqu'à sa face de sortie et se prolongeant sous forme d'un dôme (10b) en regard de la face de sortie du catalyseur d'oxydation (6).
  6. 6. Ensemble (1) de post-traitement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est contenu dans une enveloppe (5) comportant au moins deux portions d'enveloppe (5a,5b) solidarisées mécaniquement par alignement longitudinal desdites portions d'enveloppe.
  7. 7. Ensemble (1) de post-traitement selon la revendication 4 et la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte deux sous-ensembles solidarisés, l'un comprenant une première portion d'enveloppe (5a) dite amont contenant le catalyseur d'oxydation (6) monté dans la première cloison (9) et le catalyseur de réduction (7) associé à sa coquille de circulation 10), l'autre comprenant une deuxième portion d'enveloppe (5b) contenant éventuellement le filtre à particules.
  8. 8. Ensemble (1) de post-traitement selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'enveloppe commune (5) contient successivement, selon le sens d'écoulement des gaz d'échappement du moteur prévu, - le catalyseur d'oxydation (6) puis le catalyseur de réduction (7) puis le filtre à particules (8), ou - le catalyseur d'oxydation (6), puis le filtre à particules intégré au catalyseur de réduction (78).
  9. 9. Ensemble (1) de post-traitement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ce qu'il est contenu dans une enveloppe (5) dans laquelle débouche un moyen d'introduction d'agent réducteur se prolongeant à l'intérieur de l'enveloppe sous forme d'une conduite (12) débouchant dans une cavité séparant le catalyseur d'oxydation (6) du catalyseur de réduction (7).
  10. 10. Ensemble (1) de post-traitement selon les revendications 4, 5 et 9, caractérisé en ce que la conduite (12) longe au moins en partie la première cloison (9) enserrant le catalyseur d'oxydation (6).
  11. 11. Ensemble (1) de post-traitement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la conduite (12) débouche en regard du dôme (10b) de la deuxième cloison (10).
  12. 12. Ensemble (1) de post-traitement selon l'une des revendications 9, 10 ou 11, caractérisé en ce que la conduite (12) se termine par une forme annulaire (13) munie d'ouvertures.25
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105019984A (zh) * 2015-08-17 2015-11-04 天津市神驰汽车零部件有限公司 一种汽车消声器
CN107269364A (zh) * 2016-03-31 2017-10-20 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 废气后处理系统和内燃机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6312650B1 (en) * 1996-05-15 2001-11-06 Silentor Holding A/S Silencer
US6680037B1 (en) * 1999-07-08 2004-01-20 Johnson Matthey Public Limited Company Device and method for removing sooty particulate from exhaust gases from combustion processes
US20080264048A1 (en) * 2004-11-25 2008-10-30 Komatsu Ltd. Exhaust Gas Purification Device for Internal Combustion Engine
GB2454276A (en) * 2007-11-02 2009-05-06 T Baden Hardstaff Ltd Exhaust system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6312650B1 (en) * 1996-05-15 2001-11-06 Silentor Holding A/S Silencer
US6680037B1 (en) * 1999-07-08 2004-01-20 Johnson Matthey Public Limited Company Device and method for removing sooty particulate from exhaust gases from combustion processes
US20080264048A1 (en) * 2004-11-25 2008-10-30 Komatsu Ltd. Exhaust Gas Purification Device for Internal Combustion Engine
GB2454276A (en) * 2007-11-02 2009-05-06 T Baden Hardstaff Ltd Exhaust system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105019984A (zh) * 2015-08-17 2015-11-04 天津市神驰汽车零部件有限公司 一种汽车消声器
CN107269364A (zh) * 2016-03-31 2017-10-20 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 废气后处理系统和内燃机
CN107269364B (zh) * 2016-03-31 2020-12-08 曼恩能源方案有限公司 废气后处理系统和内燃机

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