FR3079264A1 - Organe de purification de gaz d'echappement chauffant et dispositif de purification comprenant un tel organe de purification - Google Patents

Organe de purification de gaz d'echappement chauffant et dispositif de purification comprenant un tel organe de purification Download PDF

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Abstract

Cet organe de purification des gaz d'échappement comprend un substrat (30) annulaire centré sur un axe central (C1), une électrode périphérique accolée contre une face cylindrique externe (38) du substrat (30), et une électrode centrale accolée contre une face cylindrique interne (36) du substrat (30). Le substrat (30) est constitué d'un matériau électriquement conducteur et comporte une pluralité de parois entrecroisées (46, 48) définissant entre elles des cellules (50) longitudinales débouchant chacune dans une face amont et dans une face aval du substrat (30). Ces parois entrecroisées (46, 48) sont recouvertes d'une composition catalytique et chacune d'elles s'étend depuis une paroi cylindrique externe (44) du substrat (30), définissant la face cylindrique externe (38), jusqu'à la paroi cylindrique interne (42) du substrat (30), définissant la face cylindrique interne (36).

Description

La présente invention concerne un organe de purification des gaz d’échappement d’un véhicule, du type comprenant un substrat annulaire centré sur un axe central et présentant une face amont définissant une première extrémité axiale du substrat, une face aval définissant une deuxième extrémité axiale du substrat, une face cylindrique interne centrée sur l’axe central et orientée vers l’axe central, et une face cylindrique externe centrée sur l’axe central et orientée à l’opposé de l’axe central, le substrat comprenant une paroi cylindrique interne définissant la face cylindrique interne et une paroi cylindrique externe définissant la face cylindrique externe, chacune desdites parois cylindriques interne et externe étant centrée sur l’axe central, le substrat étant constitué d’un matériau électriquement conducteur et comportant une pluralité de parois entrecroisées définissant entre elles des cellules longitudinales débouchant chacune dans la face amont et dans la face aval du substrat, lesdites parois entrecroisées étant recouvertes d’une composition catalytique, l’organe de purification comprenant en outre une électrode périphérique, cylindrique, accolée contre la face cylindrique externe du substrat, et une électrode centrale, cylindrique, accolée contre la face cylindrique interne du substrat.
L’invention concerne également un dispositif de purification de gaz d’échappement comprenant un tel organe de purification.
Les lignes d’échappement de véhicules équipés de moteurs thermiques comportent typiquement des organes de purification catalytiques, permettant par exemple de convertir les NOx, le CO et les hydrocarbures en N2, CO2 et H2O. De tels organes ne sont efficaces que quand le matériau catalytique se trouve à une température minimum.
Un problème se pose au démarrage du véhicule, lorsque le moteur est encore froid et que les gaz d’échappement produits sont à une température insuffisante pour chauffer le matériau catalytique à une température suffisante pour que les organes de purification deviennent actifs.
Pour remédier à ce problème, il a été proposé de réaliser le substrat des organes de purification dans un matériau à relativement faible résistance électrique, et de faire circuler dans ce substrat un fort courant électrique lors du démarrage du moteur, voire avant le démarrage du moteur, de façon à provoquer une chauffe rapide du substrat et, par cet intermédiaire, du matériau catalytique déposé dessus. Un tel organe de purification est connu de US 8 715 579.
Les solutions connues ne donnent toutefois pas entière satisfaction. En effet, la puissance électrique est généralement mal répartie au sein du substrat, ce qui provoque d’une part une chauffe inhomogène de l’organe de purification qui, de ce fait, conserve des performances dégradées même après avoir été chauffé électriquement, et d’autre part la casse dudit substrat par dilatation différentielle.
Un objectif de l’invention est ainsi de réduire le temps nécessaire à un organe de purification de gaz d’échappement pour atteindre ses performances optimales. Un autre objectif est d’homogénéiser la température au sein d’un tel organe de purification lorsque cet organe est chauffé électriquement.
A cet effet, l’invention a pour objet un organe de purification du type précité, dans lequel chacune des parois entrecroisées s’étend depuis la paroi cylindrique externe jusqu’à la paroi cylindrique interne.
Selon des modes de réalisation particuliers de l’invention, l’organe de purification présente également l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) :
- les parois entrecroisées s’entrecroisent au niveau de points de croisement agencés sur une pluralité de cercles d’isopotentiel centrés sur l’axe central, chaque cercle d’isopotentiel coupant chacune des parois entrecroisées au niveau d’un point de croisement de la paroi entrecroisée avec une autre paroi entrecroisée ;
- les parois entrecroisées comprennent et en particulier sont constituées par des premières parois et des deuxièmes parois, chaque première paroi étant concave d’un premier côté circonférentiel et chaque deuxième paroi étant concave d’un deuxième côté circonférentiel, opposé au premier côté ;
- chaque première paroi ne croise aucune autre première paroi et chaque deuxième paroi ne croise aucune autre deuxième paroi, chaque première paroi croisant une pluralité de deuxièmes parois et chaque deuxième paroi croisant une pluralité de premières parois ;
- les premières parois sont sensiblement parallèles les unes aux autres, et les deuxièmes parois sont sensiblement parallèles les unes aux autres ;
- chaque paroi entrecroisée a une section radiale linéaire ;
- la section radiale est globalement dépourvue de point d’inflexion ;
- les parois entrecroisées forment un motif qui se répète circonférentiellement autour de l’axe central, ledit motif étant répété plus de dix fois, de préférence plus de vingt fois, et encore plus préférentiellement plus de cinquante fois ;
- le substrat est formé par extrusion ou par fabrication additive ;
- l’électrode périphérique porte une pluralité de saillies radiales électriquement conductrices réparties autour de l’électrode périphérique, chaque saillie radiale faisant saillie depuis l’électrode périphérique dans une direction opposée à l’axe central ;
- le substrat est formé, au moins partiellement, de carbure de silicium ;
- chacune des électrodes est constituée de métal, en particulier de cuivre, d’acier tel que l’acier inoxydable, d’alliage nickel chrome, d’alliage fer chrome aluminium ou d’Inconel® ; et
- chacune des parois entrecroisées présente une épaisseur décroissante depuis la face amont jusqu’à la face aval du substrat.
L’invention a également pour objet un dispositif de purification comprenant une alimentation électrique et un organe de purification tel que défini ci-dessus, dans lequel l’électrode centrale est raccordée électriquement à une première borne de l’alimentation électrique, et l’électrode périphérique est raccordée électriquement à une deuxième borne de l’alimentation électrique ou à la masse.
Selon des modes de réalisation particuliers de l’invention, le dispositif de purification présente également l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) :
- le dispositif de purification comprend une enveloppe en un matériau électriquement conducteur, ladite enveloppe définissant un conduit pour guider les gaz d’échappement jusqu’à la face amont du substrat et en sortie de la face aval du substrat, l’organe de purification étant monté dans ladite enveloppe de sorte que l’électrode périphérique soit électriquement en contact avec l’enveloppe ;
- l’électrode périphérique est espacée de l’enveloppe par une nappe isolante ;
- le dispositif de purification comprend un connecteur électrique reliant électriquement l’électrode centrale à la première borne de l’alimentation électrique, ledit connecteur électrique s’étendant à travers l’enveloppe en étant électriquement isolée de ladite enveloppe ; et
- l’organe de purification forme un premier organe de purification, le dispositif de purification comprenant un deuxième organe de purification disposé en aval du premier organe de purification.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
- la Figure 1 est une représentation schématique simplifiée d’une ligne d’échappement de véhicule automobile intégrant un dispositif de purification des gaz d’échappement selon l’invention,
- la Figure 2 est une vue en coupe d’une partie d’un dispositif de purification de la ligne d’échappement de la Figure 1,
- la Figure 3 est une vue en perspective, éclatée, d’un organe de purification et d’un connecteur électrique du dispositif de purification de la Figure 2,
- la Figure 4 est une vue de face d’un substrat de l’organe de purification de la Figure 3, et
- la Figure 5 est une vue d’un détail marqué V de la Figure 4.
La ligne d’échappement 1 représentée sur la Figure 1 est destinée à être implantée à bord d’un véhicule, typiquement d’un véhicule équipé d’un moteur thermique 3. Ce véhicule est typiquement un véhicule automobile, par exemple une voiture ou un camion.
Comme visible sur la Figure 1, la ligne d’échappement 1 comprend un collecteur 5 captant les gaz d’échappement sortant des chambres de combustion du moteur thermique 3, et une canule 7 permettant le relargage des gaz d’échappement dans l’atmosphère. La ligne d’échappement 1 comprend également un dispositif 9 de purification des gaz d’échappement, interposé fluidiquement entre le collecteur 5 et la canule 7, de sorte que les gaz d’échappement parvenant à la canule 7 aient été purifiés par ledit dispositif de purification 9.
Le dispositif de purification 9 comporte au moins un organe 10, 11 de purification des gaz d’échappement.
En référence à la Figure 2, ce dispositif de purification 9 comporte un premier organe 10 de purification des gaz d’échappement ayant une face amont 12 par laquelle les gaz d’échappement pénètrent dans l’organe de purification 10 et une face aval 14 par laquelle les gaz d’échappement sortent de l’organe de purification 10, 11.
Dans la présente description, l’amont et l’aval sont entendus relativement au sens de circulation normal des gaz d’échappement dans la ligne d’échappement 1.
Le premier organe de purification 10 présente un axe central C1 reliant la face amont 12 à la face aval 14.
Dans l’exemple représenté, le dispositif de purification 9 comporte en outre un deuxième organe 11 de purification des gaz d’échappement ayant une face amont 13 par laquelle les gaz d’échappement pénètrent dans le deuxième organe de purification 11 et une face aval 15 par laquelle les gaz d’échappement sortent du deuxième organe de purification 11.
Le deuxième organe de purification 11 présente un axe central C2 reliant la face amont 13 à la face aval 15.
Ici, le premier organe de purification 10 et le deuxième organe de purification 11 sont disposés coaxialement l’un à l’autre, le deuxième organe de purification 11 étant disposé immédiatement en aval du premier organe de purification 10. Par «disposé immédiatement en aval », on comprend que le deuxième organe de purification 11 a sa face amont 13 disposée face à la face aval 14 du premier organe de purification 10, à une distance de ladite face aval 14 inférieure à 50 mm.
En alternative, le deuxième organe de purification 11 n’est pas disposé coaxialement avec le premier organe de purification 10, et est disposé plus éloigné en aval par rapport au premier organe de purification 10, tel que par exemple sous le véhicule, à une distance supérieure à 20 cm du premier organe de purification 10.
Les premier et deuxième organes de purification 10, 11 sont par exemple constitués de deux éléments distincts pris parmi : un catalyseur SCR, un catalyseur trois voies, un catalyseur d’oxydation, un filtre à particules SCRF, et un piège à NOx.
De préférence, les premier et deuxième organes de purification 10, 11 sont deux catalyseurs trois voies. Ces deux catalyseurs peuvent avoir une imprégnation en métaux précieux différente.
Le dispositif de purification 9 comprend également une enveloppe 16 à l’intérieur de laquelle sont placés les organes de purification 10, 11, et une nappe de maintien 18 interposée entre chaque organe de purification 10, 11 et l’enveloppe 16.
L’enveloppe 16 est réalisée dans un matériau électriquement conducteur.
L’enveloppe 16 présente une entrée de gaz d’échappement 20 (Figure 1), raccordée fluidiquement au collecteur 5, et une sortie de gaz d’échappement 22, raccordée fluidiquement à la canule 7. Elle est adaptée pour guider les gaz d’échappement depuis l’entrée de gaz d’échappement 20 jusqu’à la sortie de gaz d’échappement 22 de sorte que lesdits gaz d’échappement traversent en chemin les organes de purification 10, 11. A cet effet, elle définit un conduit pour guider les gaz d’échappement depuis l’entrée de gaz d’échappement 20 jusqu’à la face amont 12 du premier organe de purification 10, en sortie de la face aval 14 du premier organe de purification 10 jusqu’à la face amont 13 du deuxième organe de purification 11, et en sortie de la face aval 15 du deuxième organe de purification 11 jusqu’à la sortie de gaz d’échappement 22.
La nappe de maintien 18 est réalisée dans un matériau électriquement isolant.
En référence à la Figure 3, le premier organe de purification 10 comprend un substrat 30 annulaire centré sur l’axe central C1 de l’organe de purification 10.
Ce substrat 30 est en particulier monobloc. Il est de préférence formé par extrusion ou fabrication additive.
Le substrat 30 présente une première face radiale 32, sensiblement plane, définissant une première extrémité axiale du substrat 30. Cette première face radiale 32 constitue la face amont 12 de l’organe de purification 10. Ainsi, cette première face radiale 32 correspond à la face amont du substrat 30.
Le substrat 30 présente également une deuxième face radiale 34, sensiblement plane, définissant une deuxième extrémité axiale du substrat 30. Cette deuxième face radiale 34 constitue la face aval 14 de l’organe de purification 10. Ainsi, cette deuxième face radiale 34 correspond à la face aval du substrat 30.
Le substrat 30 présente encore une face cylindrique interne 36 centrée sur l’axe central C1 et orientée vers l’axe central C1, et une face cylindrique externe 38 centrée sur l’axe central C1 et orientée à l’opposé de l’axe central C1. Chacune de ces faces cylindriques 36, 38 est ici cylindrique de révolution.
La face cylindrique interne 36 présente un diamètre inférieur à 33% du diamètre de la face cylindrique externe 38.
Le substrat 30 comprend une paroi cylindrique interne 42 et une paroi cylindrique externe 44, chacune centrée sur l’axe central C1. La paroi cylindrique interne 42 définit la face cylindrique interne 36. La paroi cylindrique externe 44 définit la face cylindrique externe 38.
Chacune des parois cylindriques 40, 42 est pleine.
En référence aux Figures 4 et 5, le substrat 30 comprend également une pluralité de parois entrecroisées 46, 48 définissant entre elles des cellules longitudinales 50 débouchant chacune dans la face aval 32 et dans la face amont 34 du substrat 30. De sorte que l’organe 10 puisse remplir sa fonction de purification des gaz d’échappement, chaque paroi entrecroisée 46, 48 est recouverte d’une composition catalytique (non représentée).
Chaque paroi entrecroisée 46, 48 présente une section radiale linéaire. En d’autres termes, la section de chaque paroi entrecroisée 46, 48, prise dans un plan orthogonal à l’axe central C1, a la forme d’une ligne.
Cette ligne est globalement dépourvue de point d’inflexion, c’est-à-dire qu’elle est globalement droite, ou courbe avec une courbure qui, globalement, ne s’inverse jamais. En d’autres termes, pour toute paire de points de ladite ligne espacés l’un de l’autre d’une distance supérieure à 1% du diamètre de la face cylindrique externe 38, les portions de la ligne situées à l’extérieur de l’espace situé entre les points de cette paire sont situées d’un même côté de la droite reliant lesdits points ou sont sensiblement alignées avec ladite droite.
Chaque paroi entrecroisée 46, 48 est par ailleurs pleine.
Chaque paroi entrecroisée 46, 48 présente une épaisseur constante depuis la face avale 32 jusqu’à la face amont 34 du substrat 30.
En alternative, chaque paroi entrecroisée 46, 48 présente une épaisseur décroissante depuis la face avale 32 jusqu’à la face amont 34 du substrat 30.
Selon l’invention, chaque paroi entrecroisée 46, 48 s’étend depuis une première extrémité 52 accolée à la paroi cylindrique interne 42 jusqu’à une deuxième extrémité 54 accolée à la paroi cylindrique externe 44. Ainsi, chaque paroi entrecroisée 46, 48 s’étend depuis la paroi cylindrique externe 44 jusqu’à la paroi cylindrique interne 42.
Les parois entrecroisées 46, 48 s’entrecroisent au niveau de points de croisement 56 agencés sur une pluralité de cercles L concentriques centrés sur l’axe central C1, chaque cercle concentrique L coupant chaque paroi entrecroisée 46, 48 au niveau d’un point de croisement 56 de ladite paroi entrecroisée 46, 48 avec une autre paroi entrecroisée 46, 48.
Les parois entrecroisées 46, 48 sont constituées par des premières parois 46 et des deuxièmes parois 48. L’une de ces premières parois 46 et l’une de ces deuxièmes parois 48 sont présentées en traits épaissis sur la Figure 4 afin d’en améliorer la visibilité.
Comme visible sur la Figure 4, chaque première paroi 46 forme globalement une première arche concave d’un premier côté circonférentiel. Cette première arche est définie par une génératrice parallèle à l’axe central C1. Dans l’exemple représenté, chaque première arche est concave suivant la direction antihoraire.
Le rayon de courbure de chaque première arche va décroissant depuis la face cylindrique externe 38 jusqu’à la face cylindrique interne 36.
Les premières parois 46 sont sensiblement parallèles les unes aux autres. Ainsi, chaque première paroi 46 ne croise aucune autre première paroi 46. Chaque première paroi 46 croise en revanche une pluralité de deuxièmes parois 48.
Chaque deuxième paroi 48 forme globalement une deuxième arche concave d’un deuxième côté circonférentiel. Cette deuxième arche est définie par une génératrice parallèle à l’axe central C1. Dans l’exemple représenté, chaque deuxième arche est concave suivant la direction horaire.
Le rayon de courbure de chaque deuxième arche va décroissant depuis la face cylindrique externe 38 jusqu’à la face cylindrique interne 36.
Les deuxièmes parois 48 sont sensiblement parallèles les unes aux autres. Ainsi, chaque deuxième paroi 48 ne croise aucune autre deuxième paroi 48. Chaque deuxième paroi 48 croise en revanche une pluralité de premières parois 46.
Chaque point de croisement 56 est donc constitué par un point de croisement entre une première paroi 46 et une deuxième paroi 48. Ce couple de première et deuxième parois 46, 48 est propre à chaque point de croisement 56 ; en d’autres termes, pour chaque paire de première et deuxième parois 46, 48, lesdites première et deuxième parois 46, 48, lorsqu’elles s’entrecroisent, ne se coupent qu’une seule et unique fois.
Les première et deuxième parois 46, 48 forment un motif qui se répète circonférentiellement autour de l’axe central C1, ledit motif étant répété plus de dix fois et de préférence plus de vingt fois. Dans l’exemple représenté, ce motif est répété plus de cinquante fois.
L’épaisseur des première et deuxième parois 46, 48, le nombre de cellules longitudinales 50, le diamètre et la hauteur du substrat 30, ainsi que la nature du matériau catalytique, sont déterminés en fonction du type d’organe de purification que constitue le premier organe de purification 10, du type du moteur 3 et du contrôle de ce moteur 3.
De retour à la Figure 3, l’organe de purification 10 comprend également une électrode périphérique 60, cylindrique, accolée contre la face cylindrique externe 38 du substrat 30, et une électrode centrale 62, cylindrique, accolée contre la face cylindrique interne 36 du substrat 30.
L’électrode périphérique 60 épouse étroitement la face cylindrique externe 38 du substrat 30 ; en d’autres termes, l’électrode périphérique 60 est en contact électrique avec la face cylindrique externe 38 du substrat 30 sur sensiblement l’intégralité de sa surface. A cet effet, le substrat 30 est typiquement emmanché en force dans l’électrode périphérique 60 ou lié par procédé de fonderie ou par l’intermédiaire d’une colle électriquement conductrice.
L’électrode périphérique 60 est constituée de métal, typiquement de cuivre, d’acier tel que l’acier inoxydable, d’alliage nickel chrome, d’alliage fer chrome aluminium ou d’Inconel®. Elle est en particulier formée par une tôle enroulée sur elle-même.
L’électrode périphérique 60 est espacée de l’enveloppe 16 par la nappe de maintien 18, tout en étant électriquement en contact avec ladite enveloppe 16. A cet effet, l’électrode périphérique 60 porte une pluralité de saillies radiales 64 électriquement conductrices réparties autour de l’électrode périphérique 60.
Ces saillies radiales 64 sont, dans l’exemple représenté, au nombre de trois.
Chaque saillie radiale 64 fait saillie depuis l’électrode périphérique 60 dans une direction opposée à l’axe central C1. Elle présente avantageusement, comme représenté, une forme de languette recourbée, en particulier vers l’amont, avec, à son extrémité distale la plus éloignée de l’électrode 60, une portion radiale 66 adaptée pour être insérée dans un évidement complémentaire (non représenté) de l’enveloppe 16.
Les saillies radiales 64 sont ainsi adaptées pour retenir l’organe de purification 10 dans l’enveloppe 16, tout en réalisant un contact électrique entre l’électrode périphérique 60 et l’enveloppe 16.
Chaque saillie radiale 64 est de préférence venue de matière avec l’électrode périphérique 60. A cet effet, chaque saillie radiale 64 est typiquement formée, comme représenté, par un bout de tôle embouti pris dans la même tôle que celle formant l’électrode périphérique 60.
L’électrode centrale 62 épouse étroitement la face cylindrique interne 36 du substrat 30 ; en d’autres termes, l’électrode centrale 62 est en contact électrique avec la face cylindrique interne 36 du substrat 30 sur sensiblement l’intégralité de sa surface. A cet effet, l’électrode centrale 62 est typiquement emmanchée en force dans le substrat 30 ou lié par procédé de fonderie ou par l’intermédiaire d’une colle électriquement conductrice.
L’électrode centrale 62 est constituée de métal, typiquement de cuivre, en d’acier tel que l’acier inoxydable, d’alliage nickel chrome, d’alliage fer chrome aluminium ou d’Inconel®. Elle est en particulier formée par une tôle enroulée sur elle-même.
De retour à la Figure 1, le dispositif de purification 9 comprend également une alimentation électrique 70 avec une première borne 72A et une deuxième borne 72B pour l’alimentation de l’organe de purification 10 en électricité.
La première borne 72A est raccordée électriquement à l’électrode centrale 62 de l’organe de purification 10 par l’intermédiaire d’un connecteur électrique 74 (Figure 3) s’étendant à travers l’enveloppe 16 en étant électriquement isolée de ladite enveloppe 16.
En référence à la Figure 3, le connecteur électrique 74 comprend un cône connecteur 76, une tige conductrice 78, une bague isolante 80 et une bague de support 81.
Le cône connecteur 76 est constitué d’un matériau électriquement conducteur. Il comprend une base 82 large, emmanchée dans l’électrode centrale 62, et un sommet 83 étroit, raccordé à la tige 78.
La tige 78 présente une première extrémité 84 de raccordement au cône 76 et une deuxième extrémité 85 opposée de raccordement à la première borne 72A. La première extrémité 84 est engagée dans le sommet 83 du cône connecteur 76. La deuxième extrémité 85 s’étend hors de l’enveloppe 16.
La tige 78 est avantageusement flexible. Ainsi, l’assemblage du dispositif de purification 9 est facilité et les efforts dans le matériau du substrat 30 sont maîtrisés.
La bague isolante 80 est constituée d’un matériau électriquement isolant, par exemple une céramique. Elle définit un passage 87 traversé par la tige 78. Elle est ellemême logée dans la bague de support 81.
La bague de support 81 est disposée autour de la bague isolante 80, concentriquement à la bague isolante 80. Elle s’étend à travers un orifice traversant 88 (Figure 2) ménagé dans l’enveloppe 16.
De retour à la Figure 1, la deuxième borne 72B est raccordée électriquement à l’enveloppe 16, typiquement au moyen d’une connexion électrique formée par une tige filetée soudée sur l’enveloppe 16. En variante (non représentée), l’enveloppe 16 est raccordée électriquement à la masse au moyen du même type de connexion électrique.
L’électrode périphérique 60 de l’organe de purification 10 est donc raccordée électriquement à la deuxième borne 72B de l’alimentation électrique 72, ou à la masse.
La première extrémité 52 de chacune des parois entrecroisées 46, 48 est ainsi raccordée électriquement à la première borne 72A de l’alimentation électrique 70, et la seconde extrémité 54 de chacune des parois entrecroisées 46, 48 est raccordée électriquement à la deuxième borne 72B de l’alimentation électrique 70, ou à la masse. Il existe par conséquent, lorsque l’alimentation électrique 70 est active, une différence de potentiel électrique entre la première extrémité 52 et la deuxième extrémité 54 de chaque paroi entrecroisée 46, 48. Cette différence de potentiel électrique est fonction de la différence de potentiel entre les bornes 72A, 72B de l’alimentation électrique 70.
Le substrat 30 est adapté pour que chaque paroi entrecroisée 46, 48 puisse être chauffée à une température comprise entre 150 et 1300°C, de préférence entre 200 et 1000°C, et encore plus préférentiellement entre 300 et 600 °C, sous l’effet de la différence de potentiel appliquée entre ses première et deuxième extrémités 52, 54. Le substrat 30 est également adapté pour résister à l’oxydation en présence de gaz d’échappement.
A cet effet, le substrat 30 est constitué d’un matériau chimiquement résistant et électriquement conducteur. En particulier, le substrat 30 est formé au moins partiellement de carbure de silicium et est en particulier constitué de carbure de silicium. En variante, le substrat 30 est constitué de carbure de silicium imprégné de silicium, ou de cordiérite dopée de graphène.
La résistivité du matériau constituant le substrat 30 est déterminée en fonction des caractéristiques de l’alimentation électrique 70, du volume du substrat 30, de l’épaisseur des parois entrecroisées 46, 48, de la température d’activation du matériau catalytique et de la vitesse de démarrage souhaitée.
Les cercles concentriques L, au niveau desquels les parois entrecroisées 46, 48 s’entrecroisent, forment ainsi des lignes ou cercles d’isopotentieL La disposition particulière des parois entrecroisées 46, 48 décrite plus haut permet une répartition relativement homogène du courant à l’intérieur du substrat 30.
L’alimentation électrique 70 comprend par ailleurs une source 90 d’énergie électrique, constituée par exemple par la batterie électrique du véhicule, ou par un dispositif supercondensateur.
La source d’énergie électrique 90 est de préférence positionnée à proximité de l’organe de purification 10. Ainsi, il est possible de réduire la longueur des câbles d’alimentation tout en augmentant leur section et, de cette façon, de diminuer les pertes de puissance dans ces câbles.
La source d’énergie électrique 90 est typiquement adaptée pour fournir un courant continu ou haché, sous une tension dépendant du véhicule (12 ou 48 volts par exemple). Lorsque ce courant est continu, la source d’énergie électrique 90 est de préférence adaptée pour fournir un potentiel supérieur à la première borne 72A qu’à la deuxième borne 72B.
L’alimentation électrique 70 comprend également un contrôleur 93 agencé pour piloter l’alimentation du substrat 30 en énergie électrique.
Le contrôleur 93 comprend par exemple une unité de traitement de l’information formée d’un processeur et d’une mémoire associée au processeur. En variante, le contrôleur 93 est réalisé sous forme de composants logiques programmables, tels que des FPGA (Field-Programmable Gâte Array), ou sous la forme de circuits intégrés dédiés, tels que des ASIC (Application-Specific Integrated Circuit).
Le contrôleur 93 est configuré notamment pour choisir la tension et le courant électrique fournis par l’alimentation électrique 70 au substrat 30, de manière à maintenir la puissance de chauffage et/ou la puissance électrique consommée et/ou la température du substrat 30 dans une fourchette déterminée.
Le contrôleur 93 contrôle le chauffage par modulation de largeur d’impulsion (PWM, Puise Width Modulation en anglais) ou courant continu de forte intensité.
L’alimentation électrique 70 comporte encore un organe 94 d’acquisition de l’intensité du courant électrique alimentant le substrat 30 et de la tension électrique aux bornes du substrat 30.
Cet organe d’acquisition 94 est de tout type adapté.
Par exemple, l’organe d’acquisition 94 comporte un capteur 95 de mesure de courant électrique et un capteur 97 de mesure de la tension électrique. En variante, l’intensité du courant électrique et la tension électrique sont obtenues par calcul, à partir d’informations récupérées dans le contrôleur 93.
Le contrôleur 93 est avantageusement configuré pour contrôler la température du substrat 30 et surveiller le bon état de fonctionnement du substrat 30, déterminer la température des gaz d’échappement lorsque le substrat n’est plus alimenté en électricité, et déterminer le débit de gaz d’échappement à travers l’organe de purification 10, une fois que le substrat 30 n’est plus alimenté en électricité. A cet effet, le contrôleur 93 est typiquement configuré pour mettre en oeuvre les programmes de contrôle décrits dans la demande FR 17 53059.
Grâce à l’invention décrite ci-dessus, il est possible d’obtenir une montée en température rapide et homogène de l’organe de purification 10, sans risquer sa détérioration. De ce fait, le temps nécessaire à l’organe de purification 10 pour atteindre ses performances optimales est réduit. Dans le cas d’un préchauffage, le temps d’attente avant le démarrage du moteur est réduit.
De plus, l’organe de purification 10 chauffe les gaz d’échappement qui le traversent et libère l’énergie exothermique des premiers polluants qui le traversent, ce qui permet, par convection, de chauffer également le deuxième organe de purification 11 disposé immédiatement en aval. De ce fait, le temps nécessaire au deuxième organe de purification 11 pour atteindre ses performances optimales est lui aussi réduit.
En outre, l’invention décrite ci-dessus est très polyvalente car facilement adaptable sur les lignes d’échappement existantes, cette adaptation nécessitant simplement le remplacement d’un dispositif de purification par le dispositif de purification 9, sans modification du reste de la ligne d’échappement.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. - Organe (10) de purification des gaz d’échappement d’un véhicule, comprenant un substrat (30) annulaire centré sur un axe central (C1) et présentant une face amont (32) définissant une première extrémité axiale du substrat (30), une face aval (34) définissant une deuxième extrémité axiale du substrat (30), une face cylindrique interne (36) centrée sur l’axe central (C1) et orientée vers l’axe central (C1), et une face cylindrique externe (38) centrée sur l’axe central (C1) et orientée à l’opposé de l’axe central (C1 ), le substrat (30) comprenant une paroi cylindrique interne (42) définissant la face cylindrique interne (36) et une paroi cylindrique externe (44) définissant la face cylindrique externe (38), chacune desdites parois cylindriques interne (42) et externe (44) étant centrée sur l’axe central (C1), le substrat (30) étant constitué d’un matériau électriquement conducteur et comportant une pluralité de parois entrecroisées (46, 48) définissant entre elles des cellules (50) longitudinales débouchant chacune dans la face amont (32) et dans la face aval (34) du substrat (30), lesdites parois entrecroisées (46, 48) étant recouvertes d’une composition catalytique, l’organe de purification (10) comprenant en outre une électrode périphérique (60), cylindrique, accolée contre la face cylindrique externe (38) du substrat (30), et une électrode centrale (62), cylindrique, accolée contre la face cylindrique interne (36) du substrat (30), caractérisé en ce que chacune des parois entrecroisées (46, 48) s’étend depuis la paroi cylindrique externe (44) jusqu’à la paroi cylindrique interne (42).
  2. 2. - Organe de purification (10) selon la revendication 1, dans lequel les parois entrecroisées (46, 48) s’entrecroisent au niveau de points de croisement (56) agencés sur une pluralité de cercles d’isopotentiel (L) centrés sur l’axe central (C1 ), chaque cercle d’isopotentiel (L) coupant chacune des parois entrecroisées (46, 48) au niveau d’un point de croisement (56) de la paroi entrecroisée (46, 48) avec une autre paroi entrecroisée (46, 48).
  3. 3. - Organe de purification (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les parois entrecroisées (46, 48) comprennent et en particulier sont constituées par des premières parois (46) et des deuxièmes parois (48), chaque première paroi (46) étant concave d’un premier côté circonférentiel et chaque deuxième paroi (48) étant concave d’un deuxième côté circonférentiel, opposé au premier côté.
  4. 4. - Organe de purification (10) selon la revendication 3, dans lequel chaque première paroi (46) ne croise aucune autre première paroi (46) et chaque deuxième paroi (48) ne croise aucune autre deuxième paroi (48), chaque première paroi (46) croisant une pluralité de deuxièmes parois (48) et chaque deuxième paroi (48) croisant une pluralité de premières parois (46).
  5. 5. - Organe de purification (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat (30) est formé, au moins partiellement, de carbure de silicium.
  6. 6. - Organe de purification (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chacune des électrodes (60, 62) est constituée de métal, en particulier de cuivre, d’acier tel que l’acier inoxydable, d’alliage nickel chrome, d’alliage fer chrome aluminium ou d’Inconel®.
  7. 7. - Organe de purification (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, chacune des parois entrecroisées (46, 48) présente une épaisseur décroissante depuis la face amont (32) jusqu’à la face aval (34) du substrat (30).
  8. 8. - Dispositif de purification (9) comprenant une alimentation électrique (70) et un organe de purification (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’électrode centrale (62) est raccordée électriquement à une première borne (72A) de l’alimentation électrique (70), et l’électrode périphérique (60) est raccordée électriquement à une deuxième borne (72B) de l’alimentation électrique (70) ou à la masse.
  9. 9. - Dispositif de purification (9) selon la revendication 8, comprenant une enveloppe (16) en un matériau électriquement conducteur, ladite enveloppe (16) définissant un conduit pour guider les gaz d’échappement jusqu’à la face amont (32) du substrat (30) et en sortie de la face aval (34) du substrat (30), l’organe de purification (9) étant monté dans ladite enveloppe (16) de sorte que l’électrode périphérique (60) soit électriquement en contact avec l’enveloppe (16).
  10. 10. - Dispositif de purification (9) selon la revendication 8 ou 9, dans lequel l’électrode périphérique (60) est espacée de l’enveloppe (16) par une nappe isolante (18).
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DE102019106372.8A DE102019106372A1 (de) 2018-03-20 2019-03-13 Heizorgan zur Abgasreinigung und Reinigungsvorrichtung mit einem derartigen Reinigungsorgan
US16/357,406 US10413867B1 (en) 2018-03-20 2019-03-19 Heating purification element for purification of exhaust gas and purification device comprising such a purification element
KR1020190031105A KR102164065B1 (ko) 2018-03-20 2019-03-19 배기 가스의 정화를 위한 가열 정화 요소 및 그러한 정화 요소를 포함하는 정화 장치
CN201910210200.2A CN110307065B (zh) 2018-03-20 2019-03-20 用于净化尾气的加热净化部件以及具有这种净化部件的净化装置

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3108678B1 (fr) * 2020-03-31 2022-04-22 Faurecia Systemes Dechappement Organe de chauffage pour un dispositif de purification de gaz d’échappement

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2418310A1 (de) * 1974-04-16 1975-11-06 Du Pont Katalysatortraeger und verfahren zur herstellung desselben
DE4301564A1 (de) * 1993-01-21 1994-07-28 Emitec Emissionstechnologie Elektrisch isolierende Stützstruktur mit Möglichkeit zur metallischen Anbindung, Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Anwendung
EP1512461A1 (fr) * 2002-03-28 2005-03-09 Ngk Insulators, Ltd. Corps structurel cellulaire, procede de fabrication d'un corps structurel cellulaire et corps structurel de catalyseur
EP2375020A2 (fr) * 2010-04-09 2011-10-12 Ibiden Co., Ltd. Structure en nid d'abeille

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5070694A (en) * 1990-10-31 1991-12-10 W. R. Grace & Co. -Conn. Structure for electrically heatable catalytic core
US5174968A (en) * 1990-12-12 1992-12-29 W. R. Grace & Co.-Conn. Structure for electrically heatable catalytic core
CA2083742A1 (fr) * 1992-02-19 1993-08-20 David T. Sheller Element central pour convertisseur catalytique
US5582805A (en) * 1992-12-21 1996-12-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrically heated catalytic apparatus
US5546746A (en) * 1993-02-04 1996-08-20 W. R. Grace & Co.-Conn. Core element useful in a combined electrically heatable and light-off converter
EP0653264B1 (fr) * 1993-05-12 1998-12-16 Nippon Steel Corporation Procede de soudage d'alliage thermoresistant a surface recouverte d'une couche mince d'oxyde isolant, support metallique d'epuration de gaz d'echappement de type prechauffe et son procede de production
JPH0871430A (ja) * 1994-09-07 1996-03-19 Nippon Soken Inc 通電加熱式触媒装置
JPH08218846A (ja) * 1995-02-17 1996-08-27 Nippon Soken Inc 内燃機関の排気浄化装置用電気ヒータ
DE19505727A1 (de) * 1995-02-20 1996-08-22 Emitec Emissionstechnologie Vorrichtung zur katalytischen Umsetzung von Abgasen in einem Abgassystem
US5651906A (en) * 1995-07-12 1997-07-29 W. R. Grace & Co.-Conn. Electrically heatable converter body having plural thin metal core elements attached only at outer ends
US5851495A (en) * 1995-10-02 1998-12-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrically heated catalytic converter for an engine
JP4019523B2 (ja) * 1997-11-20 2007-12-12 日産自動車株式会社 内燃機関における排気浄化用触媒装置
US7514047B2 (en) * 2003-01-15 2009-04-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying apparatus
JP5791918B2 (ja) * 2010-04-09 2015-10-07 イビデン株式会社 ハニカム構造体
JP2012041875A (ja) * 2010-08-19 2012-03-01 Toyota Motor Corp 触媒コンバータ装置
DE102014115923A1 (de) * 2014-10-31 2016-05-04 Continental Automotive Gmbh Wabenkörper mit elektrischer Heizvorrichtung
CN106555640B (zh) * 2015-09-30 2019-12-20 武汉洛特福动力技术有限公司 内燃机尾气净化后处理系统的先导加热装置与方法
CN107288712A (zh) * 2016-04-05 2017-10-24 华玉娣 调节尾气阻力的净化效果好的尾气过滤器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2418310A1 (de) * 1974-04-16 1975-11-06 Du Pont Katalysatortraeger und verfahren zur herstellung desselben
DE4301564A1 (de) * 1993-01-21 1994-07-28 Emitec Emissionstechnologie Elektrisch isolierende Stützstruktur mit Möglichkeit zur metallischen Anbindung, Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Anwendung
EP1512461A1 (fr) * 2002-03-28 2005-03-09 Ngk Insulators, Ltd. Corps structurel cellulaire, procede de fabrication d'un corps structurel cellulaire et corps structurel de catalyseur
EP2375020A2 (fr) * 2010-04-09 2011-10-12 Ibiden Co., Ltd. Structure en nid d'abeille

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