FR3087834A1 - INJECTOR FOR INJECTING A GAS REDUCING AGENT INTO AN EXHAUST GAS STREAM OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
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Abstract
L'injecteur (32) comprend une buse d'injection (34), un système de dosage (36) pour fournir un flux dosé de l'agent réducteur à la buse d'injection, et une conduite d'injection (38) reliant le système de dosage (36) à la buse d'injection (34). L'injecteur (32) comprend des moyens de chauffage agencés pour chauffer au moins une partie de l'injecteur (32). The injector (32) includes an injection nozzle (34), a metering system (36) for supplying a metered flow of the reducing agent to the injection nozzle, and an injection line (38) connecting the metering system (36) to the injection nozzle (34). The injector (32) comprises heating means arranged to heat at least part of the injector (32).
Description
Injecteur pour injecter un agent réducteur gazeux dans un flux de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne La présente invention concerne un injecteur pour injecter un agent réducteur gazeux dans le flux de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne.The present invention relates to an injector for injecting a gaseous reducing agent into the exhaust gas stream of an internal combustion engine.
L'invention concerne co outre une conduite d'échappement pour un moteur à combuslion interne comprenant un Fel injecteur, et un véhicule automobile comprenant une telle conduite d'échappement.The invention further relates to an exhaust pipe for an internal combustion engine comprising an injector, and a motor vehicle comprising such an exhaust pipe.
L'agent réducteur comprend par exemplei de l'ammoniac, un mélange d'air et d'ammoniac, ou un mélange d'ammoniac et de gaz neutre tel que de l'hélium.The reducing agent comprises, for example, ammonia, a mixture of air and ammonia, or a mixture of ammonia and neutral gas such as helium.
10 Les moteurs à combustion interne de véhicules automobiles sont connus pour produire des oxydes d'azote éoalement désignés par « NOx ».Automotive internal combustion engines are known to produce oxides of nitrogen also referred to as "NOx".
Ceux-ci peuvent constituer une source significative de pollution de l'air puisqu'ils contribuent à la Formation de brouillard et de pub acide, et affectent l'ozone troposphérique, Il est donc souhaftable d'éliminer les NOx contenus dans le gaz d'échappement de ces moteurs.These can be a significant source of air pollution since they contribute to the formation of fog and acid ads, and affect ground-level ozone. It is therefore desirable to remove NOx from the gas. exhaust from these engines.
15 A cette fin, on a développé un procédé connu sous le nom de «réduction catalytique sélective » (RCS), dans lequel de l'ammoniac est utilisé pour réduire le NOx en azote inoffensif.To this end, a process known as "selective catalytic reduction" (SCR) has been developed, in which ammonia is used to reduce NOx to harmless nitrogen.
La manière la plus courante de mettre en oeuvre ce procédé consiste à injecter' dans la conduite d'échappement un agent à base d'urée liquide qui sera mélangé avec le gaz d'échappement et soumis à une hydrolyse thermique pour se 20 transformer en ammoniac, avant que le mélange de gaz d'échappement et d'ammoniac passe à travers un catalyseur RCS dans lequel l'ammoniac réduit le NOx en azote.The most common way to carry out this process is to inject 'into the exhaust line a liquid urea agent which will be mixed with the exhaust gas and subjected to thermal hydrolysis to turn into ammonia. , before the mixture of exhaust gas and ammonia passes through an SCR catalyst in which the ammonia reduces NOx to nitrogen.
Or, on a découvert qu'il est bien plus efficace d'injecter directement de l'ammoniac dans la conduite d'échappement, en amont du catalyseur RGS, plutôt que l'agent à base d'urée liquide susmentionné.However, it has been discovered that it is much more efficient to inject ammonia directly into the exhaust pipe, upstream of the RGS catalyst, rather than the aforementioned liquid urea-based agent.
De cette manière, la première étape susmentionnée est 25 éliminée.In this way, the aforementioned first step is eliminated.
Cette observation a conduit au développement d'injecteurs du type susmentionné, qui sont connus par exemple d'après le document FR 2 994 455.This observation has led to the development of injectors of the aforementioned type, which are known for example from document FR 2 994 455.
Ces injecteurs sont communément utilisés en remplacement des injecteurs d'agent à base d'urée liquide.These injectors are commonly used as a replacement for liquid urea agent injectors.
Or, ces injecteurs connus ne sont pas entièrement satisfaisants.However, these known injectors are not entirely satisfactory.
En effet, on a 30 découvert qu'au démarrage de l'injection d'ammoniac, des sels ammoniacaux peuvent perturber le fonctionnement correct de l'injecteur.Indeed, it has been discovered that at the start of the injection of ammonia, ammoniacal salts can interfere with the correct operation of the injector.
Par exemple, les buses d'injection de ces injecteurs sont généralement obstruées par des sels ammoniacaux, de sorte que de l'ammoniac ne peut pas être injecté dans le mélangeuie Il faut plusieurs heures avant que la buse d'injection soit désobstruée et que l'injecteur puisse fonctionner.For example, the injection nozzles of these injectors are usually clogged with ammonia salts, so ammonia cannot be injected into the mixture. It takes several hours before the injection nozzle is unclogged and the 'injector can work.
Pendant ce 35 temps, le Gaz d'échappement ne peut pas être dépollué.During this time, the exhaust gas cannot be decontaminated.
2 Un objectif de l'invention est donc d'empêcher la formation de sels formés par la réaction entre l'agent réducteur et l'eau et/ou le dioxyde de carbone, ou de désobstruer l'injecteur rapidement lorsque cela est nécessaire et donc de réduire ie temps avant qu'un injecteur du type susmentionné soit efficace après démarrage du moteur.2 An objective of the invention is therefore to prevent the formation of salts formed by the reaction between the reducing agent and water and / or carbon dioxide, or to unclog the injector quickly when necessary and therefore to reduce the time before an injector of the aforementioned type is effective after starting the engine.
A cette fin, l'invention concerne un injecteur pour injecter un agent réducteur dans un flux de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, l'injecteur comprenant une buse d'injection, un système de dosage pour fournir un flux dosé de l'agent réducteur à la buse d'injection, et une conduite d'injection reliant le système de dosage à la buse d'injection, caractérisé en ce que l'injecteur comprend des moyens de chauffage pour chauffer au moins une partie de l'injecteur.To this end, the invention relates to an injector for injecting a reducing agent into an exhaust gas flow of an internal combustion engine, the injector comprising an injection nozzle, a metering system for providing a metered flow reducing agent to the injection nozzle, and an injection line connecting the metering system to the injection nozzle, characterized in that the injector comprises heating means for heating at least part of the 'injector.
Dans la présente spécification, le terme « moyens de chauffage » désigne n'importe quels moyens favorisant le chauffage.In this specification, the term "heating means" refers to any means promoting heating.
De tels moyens de chauffage peuvent être actifs ou passifs.Such heating means can be active or passive.
Plus particulièrement, les moyens de chauffage actifs émettent de la chaleur et les moyens de chauffage passifs sont destinés à empêcher une perte de chaleur.More particularly, the active heating means emit heat and the passive heating means are intended to prevent heat loss.
Les sels formés par la réaction entre l'agent réducteur, l'eau et le dioxyde de carbone sont créés dans des conditions froides et ils disparaissent dans des conditions chaudes.The salts formed by the reaction between the reducing agent, water and carbon dioxide are created under cold conditions and they disappear under hot conditions.
Ainsi, les moyens de chauffage sont destinés à accélérer la décomposition des sels ammoniacaux, Sou empêcher ou réduire la création de sels ammoniacaux.Thus, the heating means are intended to accelerate the decomposition of ammoniacal salts, Sou prevent or reduce the creation of ammoniacal salts.
Un injecteur selon l'invention peut comprendre n'importe laquelle des caractéristiques suivantes, seule ou dans n'importe quelle combinaison possible. - Les moyens de chauffage comprennent un échangeur de chaleur agencé autour de la conduite d'injection, l'échangeur de chaleur comprenant un fluide thermique circulant dans un circuit thermique agencé pour prélever des calories d'une source de chauffage, la source de chauffage étant par exemple un second échangeur thermique prélevant de la chaleur du moteur ou d'un gaz d'échappement. - Les moyens de chauffage comprennent un élément chauffant, par exemple, un élément chauffant électrique, plus particulièrement une résistance chauffante, agencé près de la conduite d'injection, de préférence près de la buse d'injection. - Les moyens de chauffage comprennent un élément chauffant agencé à l'intérieur de la conduite d'injection, par exemple d'un fil chauffant, et/ou un élément chauffant agencé à l'intérieur de la buse d'injection. - Les moyens de chauffage comprennent un élément chauffant agencé autour de la conduite d'injection, par exemple un fil chauffant enroulé autour d'au moins une partie de la conduite d'injection. 3 - Les moyens de chauffage comprennent un manchon isolant entourant au moins une partie de la conduite d'injection. - Les moyens de chauffage comprennent un écran thermique agencé près de la conduite d'injection, de préférence avec un intervalle d'air entre la conduite 5 d'échappement et ta conduite d'injection. - Les moyens de chauffage comprennent une buse épaissie, ladite buse épaissie comprenant une partie interne s'étendant à l'intérieur du flux de gaz d'échappement et une partie externe s'étendant à l'extérieur du flux de gaz d'échappement, le partie interne et/ou la partie externe ayant une épaisseur supérieure à 2 mm. 10 - La conduite d'injection est constituée d'un premier matériau et la buse épaissie est constituée d'un second matériau, la conductivité thermique du second matériau étant supérieure à la conductivité thermique du premier matériau. - Les moyens de chauffage comprennent un élément chauffant chimique, agencé dans la conduite d'injection ou autour de la conduite d'injection. 15 - La conduite d'injection comprend une portion longue, conformée pour s'étendre dans une zone chaude à l'intérieur de la conduite d'échappement ou à l'extérieur de la conduite d'échappement. - La conduite d'injection comprend un Capet anti-retour empêchant le reflux de la conduite d'échappement vers la conduite d'injection, les moyens de chauffage 20 comprenant un élément chauffant agencé dans le clapet anti-retour.An injector according to the invention can include any of the following features, alone or in any possible combination. - The heating means comprise a heat exchanger arranged around the injection pipe, the heat exchanger comprising a thermal fluid circulating in a thermal circuit arranged to take calories from a heating source, the heating source being for example a second heat exchanger taking heat from the engine or from an exhaust gas. - The heating means comprise a heating element, for example an electric heating element, more particularly a heating resistor, arranged near the injection pipe, preferably near the injection nozzle. - The heating means comprise a heating element arranged inside the injection pipe, for example of a heating wire, and / or a heating element arranged inside the injection nozzle. - The heating means comprise a heating element arranged around the injection pipe, for example a heating wire wound around at least part of the injection pipe. 3 - The heating means comprise an insulating sleeve surrounding at least part of the injection pipe. - The heating means comprise a heat shield arranged near the injection pipe, preferably with an air gap between the exhaust pipe 5 and your injection pipe. - The heating means comprise a thickened nozzle, said thickened nozzle comprising an internal part extending inside the flow of exhaust gas and an external part extending outside the flow of exhaust gas, the internal part and / or the external part having a thickness greater than 2 mm. 10 - The injection pipe is made of a first material and the thickened nozzle is made of a second material, the thermal conductivity of the second material being greater than the thermal conductivity of the first material. - The heating means comprise a chemical heating element, arranged in the injection pipe or around the injection pipe. 15 - The injection pipe comprises a long portion, shaped to extend into a hot zone inside the exhaust pipe or outside the exhaust pipe. - The injection pipe comprises a non-return capet preventing backflow from the exhaust pipe to the injection pipe, the heating means 20 comprising a heating element arranged in the non-return valve.
L'invention concerne également une conduite d'échappement pour un moteur à combustion interne comprenant un mélangeur configure pour être traversé par un flux de gaz d'échappement produit par le moteur à combustion interne et l'injecteur décrit plus haut pour injecter l'agent réducteur dans ledit flux de gaz. d'échappement.The invention also relates to an exhaust pipe for an internal combustion engine comprising a mixer configured to be traversed by a flow of exhaust gas produced by the internal combustion engine and the injector described above for injecting the agent. reducing agent in said gas flow. exhaust.
25 L'invention concerne en outre un véhicule automobile comprenant la conduite d'échappement.The invention further relates to a motor vehicle comprising the exhaust pipe.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en lumière à partir d'une description détaillée qui est fournie ci-après à titre d'indication et en aucun cas de limitation, en référence aux figures annexées, sur lesquelles : 30 - la figure I est un schéma générai d'une conduite d'échappement selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe d'une section de la conduite d'échappement de la figure I, selon un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 3 est une vue en coupe d'une section de la conduite d'échappement 35 de la figure 1, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, 4 la figure 4 est une vue en coupe d'une section de la conduite d'échappement ia figure 1, selon un troisième mode de réalisation de l'invention, la figure 5 est une vue en coupe d'une section de la conduite d'échappement de la figure 1, selon un quatrième mode de réalisation de ['invention, 5 - la figure 6 est une vue en coupe d'une section of la conduite d'échappement de la figure 1, selon un cinquième mode de réalisation de l'invention, - la figure 7 est une vue en coupe d'une section of la conduite d'échappement de la figure 1, selon un sixième mode de réalisation de l'invention, ta figure 8 est une vue en coupe d'une section de la conduite d'échappement 10 de la figure. 1, selon un septième mode de réalisation de l'invention, - les figures 9 et 10 sont des vues en coupe d'une section de la conduite d'échappement de la figure '1, selon deux variantes d'un neuvième mode de réalisation de l'invention, [a figure 11 est une vue en coupe d'une section de la conduite d'échappement 15 de la figure 1, selon un dixième mode de réalisation de l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will become apparent from a detailed description which is provided below by way of indication and in no case of limitation, with reference to the appended figures, in which: Figure I is a general diagram of an exhaust pipe according to the invention, - Figure 2 is a sectional view of a section of the exhaust pipe of Figure I, according to a first embodiment of the invention, Figure 3 is a sectional view of a section of the exhaust duct 35 of Figure 1, according to a second embodiment of the invention, Figure 4 is a sectional view of a section of the exhaust pipe ia Figure 1, according to a third embodiment of the invention, Figure 5 is a sectional view of a section of the exhaust pipe of Figure 1, according to a fourth embodiment embodiment of the invention, FIG. 6 is a sectional view of a section of the exhaust duct of the invention. Figure 1, according to a fifth embodiment of the invention, - Figure 7 is a sectional view of a section of the exhaust pipe of Figure 1, according to a sixth embodiment of the invention, Figure 8 is a sectional view of a section of the exhaust pipe 10 of the figure. 1, according to a seventh embodiment of the invention, - Figures 9 and 10 are sectional views of a section of the exhaust pipe of Figure '1, according to two variants of a ninth embodiment of the invention, [a FIG. 11 is a sectional view of a section of the exhaust pipe 15 of FIG. 1, according to a tenth embodiment of the invention.
La conduite d'échappement 10 représentée sur la figure 1 fait partie du moteur à combustion interne 12, par exemple, d'un véhicule automobile.The exhaust pipe 10 shown in Figure 1 forms part of the internal combustion engine 12, for example, of a motor vehicle.
Cette conduite d'échappement 10 achemine un flux de gaz d'échappement généré par le moteur 12 à travers divers composants d'échappement en amont 14 pour réduire 20 rémission et contrôler le bruit d'une rnanière. connue.This exhaust line 10 carries a flow of exhaust gas generated by the engine 12 through various upstream exhaust components 14 to reduce remission and control noise from a gasket. known.
Las divers composants d'échappement en amont 14 peuvent inclure un ou plusieurs des éléments SuiYaAts: tuyaux, filtres, vannes, catalyseurs, silencieux etc.The various upstream exhaust components 14 may include one or more of the SuiYaAts elements: pipes, filters, valves, catalysts, mufflers etc.
Dans l'exemple de configuration, la conduite d'échappement 10 comprend un catalyseur d'oxydation diesel (COD) 16 ayant une entée 18 et une sortie 20 positionnée 25 en aval des cornixDsants d'échappement en amont 14, de sorte que ces composants d'échappement en amont 14 dirigent les gaz d'échappement du moteur dans le COD 16.In the exemplary configuration, the exhaust line 10 comprises a diesel oxidation catalyst (COD) 16 having an inlet 18 and an outlet 20 positioned downstream of the upstream exhaust pipes 14, so that these components upstream exhaust 14 direct the engine exhaust gases into COD 16.
Dans l'exemple représenté, la conduite d'échappement 10 comprend en outre un filtre à particules diesel (FPD) 21 positionné en aval du COD 16.In the example shown, the exhaust pipe 10 further comprises a diesel particulate filter (FPD) 21 positioned downstream of the COD 16.
Ce FPD est apte à éliminer les contaminants du gaz d'échappement d'une manière connue.This FPD is able to remove contaminants from the exhaust gas in a known manner.
30 La conduite d'échappement 10 comprend également un catalyseur à réduction catalytique sélective (RCS) 22 ayant une entrée 24 et une sortie 26, et des composants d'échappement en ava[ 28 positionnés en aval du catalyseur RCS 22.The exhaust line 10 also includes a selective catalytic reduction (SCR) catalyst 22 having an inlet 24 and an outlet 26, and upstream exhaust components 28 positioned downstream of the RCS catalyst 22.
Ce catalyseur RCS 22 est ici positionné en aval du COD 16 et du FPD 21 en option.This RCS 22 catalyst is here positioned downstream of the COD 16 and the optional FPD 21.
Le catalyseur RCS 22 peut éventuellement comprendre un catalyseur qui est 35 configure pour effectuer une fonction de réduction catalytique sélective et une fonction de filtre à particules.The SCR catalyst 22 may optionally include a catalyst which is configured to perform a selective catalytic reduction function and a particulate filter function.
5 Les divers composanb d'échappement en aval 28 incluent par exemples un ou plusieurs des éléments suivants tuyaux, filtres, vannes, catalyseurs, silencieux, etc.The various downstream exhaust components 28 include, for example, one or more of the following pipes, filters, valves, catalysts, mufflers, etc.
Les composants en amont 14 et en aval 28 peuvent être montés dans diverses configurations et combinaisons en fonction de riapplication du véhicule et de l'espace de conditionnement disponible.The upstream 14 and downstream 28 components can be mounted in various configurations and combinations depending on the vehicle application and the available packaging space.
La conduite d'échappement 10 comprend en outre, en amont de l'entrée 24 du catalyseur RCS 22, un mélangeur 30 configure pour être traversé par le flux de gaz d'échappement avant qu'il entre dans le catalyseur RCS 72.The exhaust pipe 10 further comprises, upstream of the inlet 24 of the RCS catalyst 22, a mixer 30 configured to be traversed by the flow of exhaust gas before it enters the RCS catalyst 72.
Ce mélangeur 30 est ici positionné en aval de la sortie 20 du COD 16 et du FEI) 21 en option.This mixer 30 is here positioned downstream of the outlet 20 of the COD 16 and of the FEI) 21 as an option.
10 Le mélangeur 30 est de préférence conficiure pour générer un mouvement tourbillonnant ou rotatif du flux de gaz d'échappement.The mixer 30 is preferably configured to generate a swirling or rotary motion of the exhaust gas stream.
En variante, le mélangeur 30 est constitué d'un simple tuyau.Alternatively, the mixer 30 consists of a single pipe.
La conduite d'échappement 10 comprend également un injecteur 32 destiné à injecter un agent réducteur dans le flux de gaz d'échappement dans le mélangeur 30 de 15 sorte que le mélangeur 30 puisse mélanger soigneusement l'agent réducteur et le gaz d'échappement.The exhaust line 10 also includes an injector 32 for injecting a reducing agent into the flow of exhaust gas in the mixer 30 so that the mixer 30 can thoroughly mix the reducing agent and the exhaust gas.
L'agent réducteur comprend par exemple, un mélange d'air et d'ammoniac, ou un mélange d'ammoniac et de gaz neutre tel que de l'hélium.The reducing agent comprises, for example, a mixture of air and ammonia, or a mixture of ammonia and neutral gas such as helium.
L'injecteur 32 inclut une buse d'injection 34 positionnée à rintérieur du mélangeur 20 30 pour diriger l'agent réducteur injecté dans le mélangeur 30 pour le mélanger avec te gaz d'échappement du moteur, un système de dosage 36 pour fournir un flux dosé d'agent réducteur à la buse d'injection 34, et une conduite d'injection 38 reliant le système de dosage 34 à la buse d'injection 32.The injector 32 includes an injection nozzle 34 positioned inside the mixer 20 30 to direct the reducing agent injected into the mixer 30 to mix it with the engine exhaust gas, a metering system 36 to provide a flow. dosed of reducing agent to the injection nozzle 34, and an injection line 38 connecting the dosing system 34 to the injection nozzle 32.
Le système de dosage 36 comprend une source d'agent réducteur 40, une vanne 25 de dosage 42 pour doser la quantité d'agent réducteur fournie à la buse d'injection 34, et une unité de commande 44 pour commander fa vanne de dosage 32 de sorte à commander le dosage de l'agent réducteur d'une manière connue, La source d'agent réducteur 40 est ici constituée d'une source d'ammoniac.The metering system 36 includes a source of reducing agent 40, a metering valve 42 for metering the amount of reducing agent supplied to the injection nozzle 34, and a control unit 44 for controlling the metering valve 32. so as to control the dosage of the reducing agent in a known manner. The source of reducing agent 40 here consists of a source of ammonia.
Cette source comprend habituellement un résenroir (non représenté) dans lequel de l'ammoniac 30 gazeux est stocké sous pression.This source usually includes a reservoir (not shown) in which ammonia gas is stored under pressure.
En variante, la source comprend des sels d'urée ou de chlorure de strontium (SrCl2) destinés à être chauffés pour générer de l'ammoniac.Alternatively, the source comprises salts of urea or strontium chloride (SrCl2) intended to be heated to generate ammonia.
Afin d'accélérer la décomposition des sels ammoniacaux, Wou d'empêcher ou de réduire la création de sels ammoniacaux, l'injecteur 32 comprend des moyens de chauffage.In order to accelerate the decomposition of ammoniacal salts, Wou to prevent or reduce the creation of ammoniacal salts, the injector 32 comprises heating means.
En effet, les sels ammoniacaux sont créés dans des conditions froides et sont 35 décomposés dans des conditions chaudes.This is because ammoniacal salts are created under cold conditions and are broken down under hot conditions.
Ainsi, les moyens de chauffage sont destinés à chauffer la conduite d'injection 38 de sorte que les sels ammoniacaux soient décomposés dès que possible lorsque le moteur 12 est utilisé, Comme spécifié plus haut, le terme « moyens de Chauffage» désigne n'importe 5 quels moyens favorisant le chauffage.Thus, the heating means are intended to heat the injection line 38 so that the ammoniacal salts are decomposed as soon as possible when the engine 12 is used. As specified above, the term "Heating means" denotes any 5 what means favoring heating.
De tels moyens de chauffage peuvent être actifs ou passifs, Plus particulièrement, des moyens de chauffage actifs émettent de la chaleur et des moyens de chauffage passifs sont destinés à empêcher une perte de chaleur.Such heating means can be active or passive. More particularly, active heating means emit heat and passive heating means are intended to prevent heat loss.
Nous allons maintenant décrire certains exemples de moyens de chauffage en nous référant aux figures 2 à 10. 10 est à noter que ces moyens de chauffage sont uniquement des exemples et qu'il peut donc être possible de considérer d'autres moyens de chauffage.We will now describe certain examples of heating means with reference to FIGS. 2 to 10. It should be noted that these heating means are only examples and that it may therefore be possible to consider other heating means.
Par ailleurs, les moyens de chauffage décrits ci-après ne s'excluent pas mutuellement.Furthermore, the heating means described below are not mutually exclusive.
Ainsi, n'importe quelle combinaison de plusieurs moyens de chauffage peut être considérée.Thus, any combination of several heating means can be considered.
15 Un premier exemple de moyens de chauffage est représenté sur la figure 2, Dans le premier mode de réalisation, les moyens de chauffage comprennent un premier échangeur de chaleur 46 agencé autour de la conduite d'injection 38.A first example of heating means is shown in FIG. 2, In the first embodiment, the heating means comprise a first heat exchanger 46 arranged around the injection pipe 38.
Un tel premier échangeur de chaleur 46 est un moyen de chauffage actif.Such a first heat exchanger 46 is an active heating means.
Le premier échangeur de chaleur 46 comprend un fluide thermique 48 circulant dans 20 un circuit thermique 50 agencé pour prélever des calories d'une source de chauffage 52, via un second échangeur de chaleur 54, La source de chaleur 52 est un élément très chaud du véhicule, par exemple, le moteur 12 ou la conduite d'échappement dans laquelle circule un gaz d'échappement.The first heat exchanger 46 comprises a thermal fluid 48 circulating in a thermal circuit 50 arranged to take calories from a heating source 52, via a second heat exchanger 54, The heat source 52 is a very hot element of the heat exchanger. vehicle, for example, the engine 12 or the exhaust pipe in which an exhaust gas circulates.
En effet, le gaz d'échappement peut atteindre une température très élevée (de plus de 25 350^C) en un temps bref, Ainsi, dans ce premier exemple, les moyens de chauffage chauffent la conduite d'injection 38, et les sels ammoniacaux qui sont dans cette conduite d'injection 38, en un temps bref après mise en manile du moteur 12.Indeed, the exhaust gas can reach a very high temperature (more than 25 350 ^ C) in a short time. Thus, in this first example, the heating means heat the injection pipe 38, and the salts ammonia which are in this injection line 38, in a short time after switching on the engine 12.
Il est à noter que le premier échangeur de chaleur 46 peut entourer l'ensemble de la conduite d'injection 38, de, l'unité de dosage 36 à la buse d'injection 34, ainsi, i| peut 30 décomposer les sels ammoniacaux n'importe où dans oette conduite d'injection 38.It should be noted that the first heat exchanger 46 can surround the whole of the injection line 38, from the metering unit 36 to the injection nozzle 34, thus, i | can decompose ammonia salts anywhere in this injection line 38.
Par ailleurs, ce mode de réalisation a pour avantage que la chaleur est prélevée de l'environnement voisin très chaud, ainsi, il n'est nullement besoin d'un autre dispositif consommant de l'énergie.On the other hand, this embodiment has the advantage that the heat is taken from the nearby very hot environment, thus, there is no need at all for another power consuming device.
Le fluide thermique 48 peut êtr n'importe quel fluide thermique, par exemple, un gaz ou un liquide.The thermal fluid 48 can be any thermal fluid, for example, a gas or a liquid.
7 En variante, le fluide thermique est un liquide de refroidissement du moteur également utilisé pour refroidir le moteur 12.7 As a variant, the thermal fluid is an engine coolant also used to cool the engine 12.
Ceci peut constituer un avantage étant donné que le système de refroidissement du moteur a une température régulée autour de 80 °C.This can be an advantage since the engine cooling system has a regulated temperature around 80 ° C.
5 Un deuxième exemple de moyens de chauffage est représenté sur la figure 3.A second example of heating means is shown in figure 3.
Dans ce deuxième mode de réalisation, les moyens de chauffage comprennent un élément chauffant 56, par exemple, un élément chauffant électrique, plus particulièrement une résistance chauffante, agencé près de la conduite d'injection 38, de préférence prés de la buse d'injection i4.In this second embodiment, the heating means comprise a heating element 56, for example an electric heating element, more particularly a heating resistor, arranged near the injection pipe 38, preferably near the injection nozzle. i4.
10 En variante, l'élément chauffant 56 est agencé à l'intérieur de la conduite d'injection 38, de préférence, à l'intérieur de la buse d'injection 34.Alternatively, the heating element 56 is arranged inside the injection line 38, preferably inside the injection nozzle 34.
Un tel élément chauffant 56 est un moyen de chauffage actif.Such a heating element 56 is an active heating means.
Un tel élément chauffant 56 permet un chauffage local de la conduite d'injection 38, en dehors de la conduite d'échappement où une obstruction 58 est susceptible d'être 15 présente.Such a heating element 56 allows local heating of the injection line 38, outside the exhaust line where an obstruction 58 is likely to be present.
Il est à noter que les moyens de chauffage peuvent comprendre une pluralité de ces éléments chauffants 56 disposés le long de la conduite d'injection 38.It should be noted that the heating means can comprise a plurality of these heating elements 56 arranged along the injection line 38.
Un tel élément chauffant 56 permet un chauffage localisé rapide et efficace, ce qui pourrait accélérer la décomposition du sel.Such a heating element 56 allows rapid and efficient localized heating, which could accelerate the decomposition of the salt.
20 En cas d'élément chauffant électrique 56, cet élément chauffant électrique 56 peut être activé uniquement lorsque cela est nécessaire.In the case of an electric heater 56, this electric heater 56 can be activated only when necessary.
L'élément chauffant électrique 56 est alimenté par une batterie, par exemple, une batterie du véhicule, via un câble d'alimentation 60.The electric heating element 56 is powered by a battery, for example, a vehicle battery, via a power cable 60.
En variante, l'élément chauffant électrique 56 peut être alimenté par une source 25 d'énergie électrique indépendante de la batterie du véhicule, de sorte à pouvoir être activé même lorsque le véhicule est éteint.Alternatively, the electric heater 56 may be powered by an electric power source independent of the vehicle battery, so that it can be activated even when the vehicle is turned off.
Par exemple, l'élément chauffant électrique 56 est excité par un dispositif de commande qui comprend un thermomètre et qui est configure pour activer l'élément chauffant électrique 56 lorsque la température dans la conduite d'injection 38 est en dessous d'un seuil prédéfini.For example, the electric heater 56 is energized by a controller which includes a thermometer and which is configured to activate the electric heater 56 when the temperature in the injection line 38 is below a predefined threshold. .
Ceci permet d'empêcher la formation de 30 sel ammoniacal puisque la conduite d'injection 38 ne se trouve jamais dans la condition froide.This is to prevent the formation of ammonia salt since the injection line 38 is never in the cold condition.
En variante, le dispositif de commande est programmable dans le temps, et peut être configuré pour activer l'élément chauffant 56 à un moment prédéterminé.Alternatively, the controller is time programmable, and can be configured to activate heater 56 at a predetermined time.
Ceci permet la décomposition des sels ammoniacaux peu avant l'utilisation du véhicula 35 En variante, le dispositif de commande peut être activé manuellement, de sorte que l'utilisateur active l'élément chauffant 56 lorsque cela est nécessaire.This allows the decomposition of ammonia salts shortly before use of the vehicle. Alternatively, the controller can be manually activated, so that the user activates the heating element 56 when necessary.
8 Il est à noter qu'un tel élément chauffard 56 peut être régulé en température, de sorte qu'il chauffe uniquement à une température nécessaire.8 It should be noted that such a heating element 56 can be temperature regulated, so that it heats only to a necessary temperature.
Un troisième exemple de moyens de chauffage est représenté sur la figure 4.A third example of heating means is shown in Figure 4.
Dans ce troisième mode de réalisation, les moyens de chauffage 62 sont agencés à 5 l'intérieur de la conduite d'injection 38.In this third embodiment, the heating means 62 are arranged inside the injection line 38.
Par exemple, l'élément chauffant 62 est un fil chauffant.For example, the heating element 62 is a heating wire.
Un tel élément chauffant 62 est un moyen de chauffage actif.Such a heating element 62 is an active heating means.
Un tel fil chauffant 62 peut s'étendre dans l'ensemble de la conduite d'injection 38, de l'unité de dosage 36 à la buse d'injection 34.Such a heating wire 62 can extend throughout the injection line 38, from the metering unit 36 to the injection nozzle 34.
10 Un tel élément chauffant 62 penne un chauffage localisé rapide et efficace, ce qui pourrait accélérer la décomposition du sel ou empêcher sa formation.Such a heating element 62 provides rapid and efficient localized heating, which could accelerate the decomposition of the salt or prevent its formation.
En cas d'élément chauffant électrique 62, cet élément chauffant électrique 62 peut être activé uniquement lorsque cela est nécessaire.In the case of an electric heating element 62, this electric heating element 62 can be activated only when necessary.
L'élément chauffant électrique 62 est alimenta par une batterie, par exemple, une batterie du véhicule.The electric heating element 62 is powered by a battery, for example, a vehicle battery.
En variante, l'élément chauffant électrique 62 peut être alimenté par une source d'énergie électrique indépendamment de la batterie du véhicule, de sorte à pouvoir être activé même lorsque le véhicule est éteint.Alternatively, the electric heater 62 may be powered by an electric power source independent of the vehicle battery, so that it can be activated even when the vehicle is turned off.
Par exemple, l'élément chauffant électrique 62 est excité par un dispositif de commande qui comprend un thermomètre et qui est 20 configure pour activer l'élément chauffant électrique 62 lorsque la température dans la conduite d'injection 38 est en dessous d'un seuil prédéfini.For example, the electric heater 62 is energized by a controller which includes a thermometer and which is configured to activate the electric heater 62 when the temperature in the injection line 38 is below a threshold. predefined.
Ceci permet d'empêcher la formation de sel ammoniacal puisque la conduite d'injection 38 ne se trouve jamais dans la condition froide.This makes it possible to prevent the formation of ammonia salt since the injection line 38 is never in the cold condition.
En variante, le dispositif de commande est programmable dans le temps, et peut 25 être configure pour activer l'élément chauffant 62 à un moment prédéterminé.Alternatively, the controller is time programmable, and can be configured to activate heater 62 at a predetermined time.
Ceci permet la décomposition des sels ammoniacaux peu avant Futilisafion du véhicule.This allows the decomposition of ammonia salts shortly before the use of the vehicle.
En variante, le dispositif de commande peut être activé manuellement, de sorte que l'utilisateur active l'élément chauffant 62 lorsque cela est nécessaire.Alternatively, the controller can be manually activated, so that the user activates the heating element 62 when necessary.
Il est également à noter qu'un tel élément chauffant 62 peut être régulé en 30 température, de sorte qu'il chauffe uniquement à une température nécessaire.It should also be noted that such a heating element 62 can be temperature regulated, so that it heats only to a necessary temperature.
Un quatrième exemple de moyens de chauffage est représenté sur la figure 5.A fourth example of heating means is shown in Figure 5.
Ce quatrième mode de réalisation est similaire au troisième mode de réalisation, excepté qu'un moyen de chauffage 64 est agencé à l'extérieur de la conduite d'injection 38, par exemple, le moyen de chauffage 64 est enroulé autour de cette conduite 35 d'injection 38.This fourth embodiment is similar to the third embodiment, except that a heating means 64 is arranged outside the injection pipe 38, for example, the heating means 64 is wound around this pipe 35. injection 38.
9 Par exemple, dans ce mode de réalisation, le moyen de chauffage 64 est un fil, un tuyau souple cnauffant ou un manchon chauffant.For example, in this embodiment, the heating means 64 is a wire, a heating hose or a heating sleeve.
Le fonctionnement du dispositif selon le quatrième mode de réalisation est similaire au fonctionnement du dispositif selon le troisième mode de réalisation et ne sera donc pas décrit à nouveau.The operation of the device according to the fourth embodiment is similar to the operation of the device according to the third embodiment and therefore will not be described again.
Un cinquième exemple de moyens de chauffage est représenté sur la figure 6.A fifth example of heating means is shown in Figure 6.
Dans ce cinquième mode de réalisation, les moyens de chauffaae comprennent un manchon isolant 66 entourant au moins une partie de la conduite d'injection 38, Un tel manchon isolant 66 est un moyen de chauffage passif, il permet à la conduite 10 d'injection 38 de xnserver une énergie thermique pendant une duree plus longue, et permet également à la conduite d'injection 38 de chauffer plus vite lorsqu'elle est en fonctionnement, Il est à noter que la conduite d'injection 38 est par exemple chauffée par la conduite d'échappement 52.In this fifth embodiment, the heating means comprise an insulating sleeve 66 surrounding at least a part of the injection pipe 38, Such an insulating sleeve 66 is a passive heating means, it allows the injection pipe 10 38 to xnserver thermal energy for a longer period, and also allows the injection line 38 to heat up more quickly when it is in operation, It should be noted that the injection line 38 is for example heated by the exhaust pipe 52.
Plus particulièrement, la chaleur s'étale par conduction de la conduite 15 d'échappement 30 dans la conduite d'injection 38.More particularly, the heat spreads by conduction from the exhaust pipe 30 into the injection pipe 38.
En variante, la conduite d'injection 38 est chauffée par n'importe quels autres moyens de chauffage.As a variant, the injection line 38 is heated by any other heating means.
Etant donné que l'énergie thermique est conservée dans la conduite d'injection 38, la formation de sels ammoniacaux est plus lente lorsque le moteur 12 ne fonctionne pas.Since the thermal energy is retained in the injection line 38, the formation of ammoniacal salts is slower when the engine 12 is not running.
Par ailleurs, étant donné que la conduite d'injection 38 est chauffée plus rapidement 20 lorsque le moteur 12 fonctionne, les sels ammoniacaux éventuels sont décomposés plus rapidement.On the other hand, since the injection line 38 is heated more quickly when the engine 12 is running, any ammoniacal salts are broken down more quickly.
Le manchon d'isolation 66 peut être réalisé dans un quelconque matériau approprié tel qu'un mat de fibres de verre.The insulation sleeve 66 may be made of any suitable material such as a fiberglass mat.
Un sixième exemple de moyens de chauffage est représenté sur la figure 7, 25 Dans ce sixième mode de réalisation, les moyens de chauffage comprennent un écran thermique 68 agencé près de ia conduite d'injection 38, de préférence avec un intervalle d'air 70 entre l'écran thermique 68 el la conduite d'injection 38.A sixth example of heating means is shown in Figure 7, In this sixth embodiment, the heating means comprises a heat shield 68 arranged near the injection line 38, preferably with an air gap 70. between the heat shield 68 and the injection line 38.
L'écran thermique 68 (avec l'intervalle d'air 70) est agencé autour de la buse 34 e.tiou au moins une partie de la conduite d'injection 38, pour conserver l'énergie 30 thermique, favoriser le chauffage et empêcher le refroidissement issu de la convexion externe pendant la conduite.The heat shield 68 (with the air gap 70) is arranged around the nozzle 34 e. At least a part of the injection line 38, to conserve thermal energy, promote heating and prevent cooling from external convection while driving.
L'objectif est de limiter l'effet de convexion de refroidissement autour de ia conduite d'injection 38 liée au mouvement du véhicule.The objective is to limit the effect of cooling convection around the injection pipe 38 linked to the movement of the vehicle.
Ceci permettra d'aider à conserver Fa chaleur depuis le début de la phase de conduite où du sel 58 est présent dans la conduite 35 d'injection 38, afin de le décomposer et de permettre l'injection de NH3, 10 De plus, la présence entre la conduite d'échappement 30 et la conduite d'injection 38 d'un intervalle d'air protégé de le convexion de refroidissement pendant la conduite, aide l'échange de chaleur par convexion et rayonnement de la conduite d'échappement 30 vers la conduite d'injection 38.This will help to conserve heat from the start of the driving phase where salt 58 is present in the injection line 38, in order to decompose it and allow the injection of NH3. presence between the exhaust pipe 30 and the injection pipe 38 of an air gap protected from the cooling convection during driving, aids the exchange of heat by convection and radiation from the exhaust pipe 30 towards the injection line 38.
5 Dans un septième mode de réalisation, représenté sur la figure 8, les moyens de chauffage comprennent une buse épaissie 34.In a seventh embodiment, shown in Fig. 8, the heating means comprises a thickened nozzle 34.
La buse épaissie 34 comprend une partie interne 34a s'étendant à l'intérieur du flux de gaz d'échappement et une partie externe 34b s'étendant à l'extérieur du flux de gaz d'échappement.The thickened nozzle 34 includes an inner portion 34a extending inside the exhaust gas stream and an outer portion 34b extending outside the exhaust gas stream.
10 De préférence, la longueur de la partie externe 34b est comprise entre 2 cm et 10 cm, par exemple, 5 cm.Preferably, the length of the outer part 34b is between 2 cm and 10 cm, for example, 5 cm.
La partie interne 34a etiou la partie externe 34b ont une épaisseur supérieure à 2 mm.The internal part 34a and / or the external part 34b have a thickness greater than 2 mm.
Par exemple, l'épaisseur est inférieure à 10 mm, de préférence, l'épaisseur est comprise entre 2 mm et 8 mm, plus préférablement comprise entre 4 mm et 6 mm.For example, the thickness is less than 10mm, preferably the thickness is between 2mm and 8mm, more preferably between 4mm and 6mm.
15 L'épaisseur de la partie externe 34b et l'épaisseur de la partie interne 34a peuvent être différentes.The thickness of the outer part 34b and the thickness of the inner part 34a may be different.
De manière avantageuse, la conduite d'injection 38 est constituée d'un premier matériau, et la buse d'injection 34 est constituée d'un second matériau.Advantageously, the injection pipe 38 is made of a first material, and the injection nozzle 34 is made of a second material.
De préférence, la conductivité thermique du second matériau est supérieure à la conductivité thermique du premier matériau.Preferably, the thermal conductivity of the second material is greater than the thermal conductivity of the first material.
Par. exemple, le second matériau est de l'acier.Through. example, the second material is steel.
Ainsi, la buse épaissie 34 permet une bonne conduction de chaleur de la conduite d'échappement 30 vers la conduite d'injection 38, afin de chauffer rapidement les parties lorsque des sels sont formés afin de les décomposer et d'assurer la disponibilité de 25 l'injection d'agent réducteur.Thus, the thickened nozzle 34 allows good heat conduction from the exhaust line 30 to the injection line 38, in order to quickly heat the parts when salts are formed in order to decompose them and ensure the availability of 25. injection of reducing agent.
De plus, lorsque le moteur est arrête, la buse épaissie 34 reste très chaude et retarde donc la formation de sels potentiels dans cette buse 34.In addition, when the engine is stopped, the thickened nozzle 34 remains very hot and therefore delays the formation of potential salts in this nozzle 34.
Dans un huitième mode de réalisation, les moyens de chauffage comprennent un élément chauffant chimique, agencé dans la conduite d'injection 38 ou autour de la conduite d'injection 38.In an eighth embodiment, the heating means comprise a chemical heating element, arranged in the injection pipe 38 or around the injection pipe 38.
L'élément chauffant chimique comprend une substance qui, lorsqu'elle est activée, produit un phénomène exothermique.The chemical heating element comprises a substance which, when activated, produces an exothermic phenomenon.
Par exemple, l'élément chauffant chimique est du type à cristallisation, de la même technologie qu'une chaufferette à mains reutilisable.For example, the chemical heating element is of the crystallization type, the same technology as a reusable hand heater.
Après activation, l'élément chauffant chimique est réactivé par la chaleur ambiante, 35 par conduction etfou cx:invexion à partir du gaz d'échappement.After activation, the chemical heating element is reactivated by ambient heat, by conduction and / or invexion from the exhaust gas.
Au démarrage suivant du moteur, l'élément chauffant peut donc être activé et libérer la chaleur.The next time the engine is started, the heating element can therefore be activated and release heat.
Un neuvième exemple e moyens de chauffage est représenté sur les figures 9 et 10.A ninth example of the heating means is shown in Figures 9 and 10.
Dans le neuvième mode dia réalisation, fa conduite d'injection 38 comprend une portion longue 72, conformée pour être disposée dans une zone chaude 74 à proximité de la conduite d'échappement 30.In the ninth embodiment, the injection pipe 38 comprises a long portion 72, shaped to be placed in a hot zone 74 near the exhaust pipe 30.
Cette portion longue 72 peut être agencée à l'extérieur de la conduite d'échappement 30 (figure 9) ou en variante, à l'intérieur de la conduite d'échappement 30 (figure 109).This long portion 72 can be arranged outside the exhaust pipe 30 (Figure 9) or as a variant, inside the exhaust pipe 30 (Figure 109).
La longueur de la portion longue 72 est de préférence comprise entre 10 cm et 2 m, 10 plus préférablement entre 30 cm et 2 m.The length of the long portion 72 is preferably between 10cm and 2m, more preferably between 30cm and 2m.
Par exemple, pour augmenter la longueur de la portion 72 dans la zone chaude 74, la portion 72 est enroulée autour de la conduite d'échappement 30.For example, to increase the length of the portion 72 in the hot zone 74, the portion 72 is wrapped around the exhaust pipe 30.
La zone chaude 74 est de préférence la zone la plus chaude près de la conduite d'échappement 30.The hot zone 74 is preferably the hottest zone near the exhaust duct 30.
En variante, l'ensemble de la zone près de la conduite d'échappement 15 30 peut être considérée comme une zone chaude.Alternatively, the entire area near the exhaust duct 15 may be considered a hot area.
Par « près », on entend que la distance entre la portion 72 et ia conduite d'échappement 30 est inférieure à 10 cm.By "near" is meant that the distance between the portion 72 and the exhaust pipe 30 is less than 10 cm.
L'utilisation d'une portion longue 72 dans la zone chaude 74 permet de conserver les gaz résiduels dans cette portion 72 chauds.The use of a long portion 72 in the hot zone 74 makes it possible to keep the residual gases in this portion 72 hot.
Ceci permet également de réduire la 2D quantité de Ca, et de F-120 dans la zone froide (limitation du reflux).This also makes it possible to reduce the 2D quantity of Ca, and of F-120 in the cold zone (limitation of reflux).
Ainsi, la formation de sels ammoniacaux est réduite.Thus, the formation of ammoniacal salts is reduced.
Cette portion longue 72 forme un moyen de chauffage passif.This long portion 72 forms a passive heating means.
Un dixième exemple de moyens de chauffage est représenté sur la figure 11.A tenth example of heating means is shown in Figure 11.
Dans ce dixième mode de réalisation, la conduite d'injection 38 comprend un clapet 25 anti-retour 76 empêchant un reflux de la conduite d'échappement 30 vers la conduite d'injection 38.In this tenth embodiment, the injection line 38 comprises a non-return valve 76 preventing backflow from the exhaust line 30 towards the injection line 38.
De préférence, les moyens de chauffage comprennent un t chauffant 78 agencé dans le clapet anti-retour 76.Preferably, the heating means comprise a heating element 78 arranged in the non-return valve 76.
L'utilisation d'un clapet anti-retour chauffé 76 permet le chauffage de la zona autour 30 du clapet 76 pour l'injection d'ammoniac, et empêche le reflux du gaz d'échappement dans la conduite d'injection.The use of a heated check valve 76 allows the heating of the shingles around the valve 76 for the injection of ammonia, and prevents backflow of the exhaust gas into the injection line.
Ainsi, grâce au clapet chauffé, i-. n'y aura pas d'obstruction de sels ammoniacaux dans le clapet anti-retour 76 et en amont de celui-ci.Thus, thanks to the heated valve, i-. there will be no obstruction of ammoniacal salts in the non-return valve 76 and upstream thereof.
Il est à noter que d'autres moyens de chauffage peuvent être considérés.It should be noted that other means of heating can be considered.
Par ailleurs, n'importe quelle combinaison de moyens de chauffage, tels que décrits 35 précédemment, ou non décrits,Furthermore, any combination of heating means, as described above, or not described,
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