WO2018138242A1 - Dispositif de traitement des gaz d'échappement, ligne d'échappement et procédé de fabrication correspondant - Google Patents

Dispositif de traitement des gaz d'échappement, ligne d'échappement et procédé de fabrication correspondant Download PDF

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WO2018138242A1
WO2018138242A1 PCT/EP2018/051921 EP2018051921W WO2018138242A1 WO 2018138242 A1 WO2018138242 A1 WO 2018138242A1 EP 2018051921 W EP2018051921 W EP 2018051921W WO 2018138242 A1 WO2018138242 A1 WO 2018138242A1
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orifice
opening
purification
exhaust gas
exhaust gases
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PCT/EP2018/051921
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Jean-Paul Brunel
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Faurecia Systemes D'echappement
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Definitions

  • the invention generally relates to exhaust gas treatment devices.
  • the invention relates, according to a first aspect, to a device for treating the exhaust gases of a vehicle, of the type comprising:
  • At least one exhaust gas purification unit comprising an external envelope, an exhaust gas purification substrate housed in the outer envelope and having a central axis, the at least one outer shells having a purifying member outlet for the exhaust gas;
  • a heat exchanger comprising an exhaust gas circulation side provided with an exchanger inlet for the exhaust gases and an exchanger outlet for the exhaust gases, the heat exchanger being located axially beyond an axial end of the substrate of the or each purification member;
  • a valve having a flap disposed in the internal volume of the body and movable relative to the body.
  • EP 2 955 362 describes such a device.
  • the purifying member is closed downstream side by a cup in which there are two outlets for the exhaust gas. One of the outlets opens into the valve body, and the other into the heat exchanger.
  • the invention aims to provide an exhaust gas treatment device that is compact, and wherein the parasitic losses are reduced.
  • the invention relates to an exhaust gas treatment device of the aforementioned type, characterized in that:
  • a body volume preferably at least 55%
  • a fictitious space located in the axial extension of the purification substrate or substrates, the space fictitious comprising, for the or each purification member, a cylinder coaxial with the central axis of the purification substrate of said purification member and of cross section perpendicular to said central axis identical to an orthogonal projection of the purification substrate of said purification member in a plane perpendicular to the central axis;
  • the body comprises at least a first orifice that fluidly communicates with the purifying member outlet, and a second orifice defining an outlet for the exhaust gases.
  • the heat exchanger is supplied with exhaust gas only through the body. There is no longer any direct communication between the outlet of the purification unit and the inlet of the heat exchanger for the exhaust gases.
  • the processing device may further have one or more of the features below, considered individually or in any technically feasible combination:
  • the first orifice and the exchanger inlet extend in respective planes forming between them an angle of between 30 ° and 120 °;
  • the flap is movable at least between a short-circuit position in which the flap emits a direct passage for the exhaust gas from the first port to the second port without passing through the heat exchanger, and a position d heat exchange in which the shutter closes an opening and cuts the direct passage, the device comprising a flow guide defining a circulation channel for the exhaust gases from the first orifice to the opening, preferably up to the opening ;
  • the first orifice and the opening extend in respective planes forming between them an angle of between 30 ° and 120 °;
  • the opening is delimited by a peripheral edge, the flux guide having a downstream end delimiting a downstream opening through which the exhaust gases exit the circulation channel, the downstream end being separated from the peripheral edge of the opening by a interstice;
  • the downstream end considered in projection in a plane containing the opening, fits inside the opening, the projection being in a direction parallel to the plane in which the first orifice is located and contained in a plane perpendicular to both the first orifice and the opening;
  • the flux guide has a decreasing passage section from the first orifice to the opening;
  • the device has an indirect passage for the exhaust gases from the first orifice to the second orifice, passing through the heat exchanger, the direct passage and the indirect passage being superimposed along one or one of the central axes;
  • the first and second orifices extend in respective planes forming between them an angle of between 30 ° and 120 °;
  • the heat exchanger is housed in the internal volume of the body
  • the heat exchanger is disposed outside the body, the body having third and fourth orifices communicating fluidically with the exchanger inlet and with the exchanger outlet;
  • the flap is movable relative to the body about an axis of rotation substantially perpendicular to the or each central axis.
  • the invention relates to a vehicle exhaust line, comprising:
  • the circulation side of the exhaust gas of the exchanger comprising an additional outlet fluidly communicating with the recycling line.
  • the invention relates to a method of manufacturing a processing device having the above characteristics, the method comprises the following steps:
  • mapping determines at different points distributed on the walls of the flux guide a difference between a static pressure on the inside of the flux guide and a static pressure on the outside of the flux guide and / or a tangential velocity of the exhaust gases on the inside. the flow guide;
  • FIG. 1 is a perspective view of a processing device according to a first embodiment of the invention, the body being shown transparent to reveal the organs located therein;
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view of part of the device of FIG. 1, the shutter being shown in a short-circuit position;
  • FIG. 3 is a perspective view of certain elements of FIG. 2, considered according to the incidence of arrow III of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a perspective view of the elements of Figure 2, considered according to another incidence, the flap being shown in the heat exchange position;
  • FIGS. 5 and 6 are simplified representations of the body, the flux guide and the heat exchanger, considered in a plane perpendicular to the axis of the purification member, respectively showing the result of simulation calculations of the speeds exhaust gases and exhaust gas pressures within the body;
  • FIGS. 7 to 9 illustrate a second and a third embodiment of the invention
  • FIGS. 10 to 13 illustrate a fourth embodiment of the invention
  • FIGS. 14 and 15 illustrate a fifth embodiment of the invention.
  • FIGS. 16 and 17 illustrate a variant of the fifth embodiment of the invention.
  • the exhaust gas treatment device shown in Figure 1 is intended to be interposed in the main line of a vehicle exhaust line.
  • the vehicle is typically a motor vehicle, for example a car or a truck.
  • the upstream and downstream are heard relative to the direction of normal circulation of the exhaust gases.
  • the treatment device 1 comprises at least one exhaust gas purification unit 3, a heat exchanger 5, and a valve 7.
  • the processing device 1 comprises a single exhaust gas purification unit.
  • the device comprises two or more exhaust gas purification units.
  • the or each purification member 3 comprises an outer casing 9, and at least one exhaust purification substrate 1 1 housed in the outer casing 9 and having a central axis X.
  • the purification member comprises only one substrate 1 1.
  • the purification member 3 comprises two purification substrates placed in series, or more than two substrates.
  • the or each substrate is typically a three-way catalyst (TWC), a particulate filter, or a NOx trap, or a hydrocarbon and CO oxidation catalyst, or a NOx reduction catalyst, or a catalyst of the SCR (Selective Catalytic Reduction) type or a member of the SCRF (Selective Catalytic Reduction Filter) type, ...
  • TWC three-way catalyst
  • SCR Selective Catalytic Reduction
  • SCRF Selective Catalytic Reduction Filter
  • the substrate 1 1 has any suitable shape.
  • the central axis X is generally parallel to the flow direction of the exhaust gases within the purification member. It generally passes through the geometric center of each cross section of the substrate taken perpendicular to the flow direction of the exhaust gas.
  • the outer envelope 9 comprises a tubular central portion 13, an upstream end portion 15 and a downstream end portion 17.
  • the central portion 13 is typically substantially cylindrical, for example circular base. It is typically coaxial with the central axis X.
  • the upstream and downstream end portions 15, 17 are attached to two opposite axial ends of the central portion 13.
  • the outer casing 9 has a purifying member inlet 19 and a purifying member outlet 20 for the exhaust gas, visible in FIG.
  • the inlet 19 is connected to an upstream portion of the main line and fluidly communicates with a manifold sensing the exhaust gases leaving the engine.
  • the upstream end portion 15 is a cone. It delimits the purification unit inlet 19 for the exhaust gases.
  • the downstream end portion 17 has the shape of a cup. It comprises a bottom 21 and a dropped edge 23 extending over the entire periphery of the bottom 21.
  • the bottom 21 is substantially perpendicular to the central axis X.
  • the dropped edge 23 is attached, and more specifically rigidly fixed in a sealed manner, on the central portion 13 of the outer casing.
  • the outlet 20 is cut in the downstream end portion 17 and more precisely in the bottom 21.
  • the outer envelope 9 of the purification member is closed on the downstream side by a bottom 21, in which the outlet of the purification member 20 is formed.
  • the heat exchanger 5 comprises an exhaust gas circulation side and a heat transfer fluid circulation side, the exhaust gases yielding part of their heat energy to the heat transfer fluid while passing through the heat exchanger 5
  • the heat transfer fluid is designed to heat, for example, the engine coolant, or the passenger compartment of the vehicle, or any other circuit or member of the vehicle.
  • the exhaust gas circulation side is provided with an exchanger inlet 25 for the exhaust gas and an exchanger outlet 27 for the exhaust gas, visible for example in FIG. 4.
  • the heat exchanger 5 is located, in the axial direction, beyond an axial end of the or each purification member 3. This means that the heat exchanger 5 is entirely placed axially, one side of the purification unit or bodies.
  • the device 1 comprises a body 29 defining an internal volume.
  • the valve 7 comprises a flap 31 disposed in the internal volume of the body 29 and movable relative to the body 29.
  • the body 29 is attached to the outer shell 9, and more specifically to the downstream end portion 17.
  • valve 7 comprises a mechanism for driving the flap 31.
  • the flap 31 is movable relative to the body 29 in rotation about an axis of rotation which is here coincident with the central axis X.
  • the axis of rotation is not coincidental with the central axis X.
  • the flap moves relative to the body 29 in a movement that is not rotatable.
  • the flap 31 is rigidly fixed to a tubular hub 33, rotatably mounted around bearings 35, only one of the bearings being shown in FIGS. 1, 2 and 3.
  • the drive mechanism typically comprises a non-drive actuator. and a kinematic chain transmitting the rotary torque of the actuator to a rod 37 visible in FIGS. 1, 2 and 3.
  • the rod 37 is rotationally integral with the hub 33.
  • At least 45% of a volume of the body 29 is in an imaginary space E situated in the axial extension of the purification substrate (s) 11.
  • the fictitious space E is shown in FIG.
  • the imaginary space E comprises a cylinder coaxial with the central axis X of the purification substrate 1 1 of said purification member 3.
  • This cylinder has a cross section, perpendicular to said central axis , identical to an orthogonal projection of the substrate 1 1 of said purification member on a plane perpendicular to said central axis X.
  • the imaginary space E comprises only one cylinder.
  • the orthogonal projection of the purification substrate 11 is substantially circular. Alternatively, it could be elliptical, oval, or have any other shape, square, rectangular, etc.
  • At least 45% of the volume of the body 29 is housed in the hypothetical space E, preferably at least 60%, more preferably at least 75%, and even more preferably at least 90%.
  • At least 30% of the volume of the heat exchanger 5 is accommodated in the imaginary volume E, preferably at least 45%, more preferably at least 60%, and even more preferably at least 90%.
  • the imaginary space E has axially a limited length, less than twice the axial length of the purification member 3, preferably less than the axial length of the purification member, still preferably less than 50% of the length. axial of the purification organ.
  • the body 29 has at least a first orifice 39 communicating fluidly with the outlet 20 of purifying member.
  • the body 29 has a second orifice 41, defining an outlet for the exhaust gases out of the internal volume of the body 29.
  • the heat exchanger 5 is located outside the body 29.
  • the exchanger inlet 25 and the exchanger outlet 27 open into the internal volume of the body 29.
  • the body 29 has third and fourth orifices 43, 45 respectively communicating fluidically with the exchanger inlet 25 and the exchanger outlet 27.
  • the first orifice 39 is placed in coincidence with the outlet 20. It then typically has substantially the same size and the same shape as the outlet 20, which it covers completely.
  • the third and fourth orifices are placed in coincidence with the inlet 25 and the outlet 27. They thus have substantially the same size and the same shape as the inlet 25 and the outlet 27, as can be seen in the figures 2 to 4.
  • the first, third and fourth orifices are connected by duct portions to the purification device outlet, to the inlet and the outlet of the exchanger.
  • the second orifice 41 is connected to a downstream part of the main line, and fluidly communicates with a cannula through which these exhaust gases are released into the atmosphere.
  • the first orifice 39 and the exchanger inlet 25 extend in respective planes forming between them an angle of between 30 ° and 120 °, preferably between 65 ° and 105 °. , and being for example 90 °.
  • the exhaust gas entering the body through the first port must change direction to enter the heat exchanger. This helps to reduce parasitic losses in the heat exchanger.
  • the exchanger outlet 27 is generally oriented in the same way as the exchanger inlet 25, and typically also forms an angle of between 30 ° and 120 ° with the first orifice.
  • the first orifice 39 and the second orifice 41 extend in respective planes which also form an angle between them of between 30 ° and 120 °, preferably between 65 and 105 °, and which is equal to example 90 °.
  • the body 29 is used to make a change of direction to the exhaust gas, which is necessary in certain geometries of the exhaust line.
  • the body 29 comprises a base plate 47 and a cover 49 attached to the base plate 47.
  • the third and fourth orifices 43, 45 are cut out of the base plate 47.
  • base 47 has a bottom 51 and an upright edge 53 on which is attached the cover 49.
  • the base plate 47 carries the bearings 35. These are arranged so that the rod 37 is disposed between the third and fourth orifices 43 , 45.
  • the base plate 47 has a substantially rectangular shape.
  • the cover 49 in the example shown, has a general shape of half cylinder.
  • the first orifice 39 is formed in the lower wall 59, and the second orifice 41 in the side wall 55.
  • the bottom wall 59 is pressed against the bottom 21 of the downstream portion of the casing 9.
  • the flap 31 is displaceable at least between a short-circuit position represented in FIGS. 1 and 2 in which the flap 31 emits a direct passage for the exhaust gases from the first orifice 39 to the second orifice 41 without going through the heat exchanger, and a heat exchange position shown in Figure 4, wherein the flap 31 closes an opening 61 located along the direct passage, and thus intersects the direct passage.
  • the device 1 also has an indirect passage of circulation of the exhaust gases from the first orifice 39 to the second orifice 41, passing through the heat exchanger 5. In the heat exchange position, the exhaust gases circulate in the passage indirect.
  • the shutter 31 closes one end of the heat exchanger 5 in the short-circuit position.
  • the flap 31 closes the outlet of the exchanger 27.
  • the valve 7 comprises a frame 63 rigidly fixed in the internal volume of the body 29.
  • the opening 61 is delimited in the frame 63.
  • the frame 63 extends in a radial plane with respect to the axis of rotation of the flap 31. It extends substantially from the hub 33 to the side wall 55.
  • the shutter 31 closes the fourth orifice 45.
  • the shutter 31 closes the opening 61, and is pressed against the frame 63.
  • the opening 61 and the first orifice 39 extend in respective planes forming between them an angle of between 30 ° and 120 °, preferably between 45 ° and 105 °. In the embodiment of Figures 1 to 6, the angle is 90 °.
  • the treatment device 1 advantageously comprises a flow guide 65 defining a circulation channel for the exhaust gases from the first orifice 39 towards the opening 61, preferably to the opening 61.
  • the flow guide 65 has a downstream end 67 delimiting a downstream opening 69 through which the exhaust gases exit the circulation channel.
  • the downstream end 67 is separated from the peripheral edge of the opening 61, that is to say the frame 63, by a gap 71.
  • the downstream end 67 is located opposite and in close proximity to the peripheral edge of the opening 61.
  • the downstream end 67 is not in contact with the peripheral edge of the opening 61.
  • downstream end 67 seen in projection in a plane containing the opening 61, fits inside this opening 61.
  • at least 75% of the downstream end 67 fits inside the opening, 61, preferably at least 90% of the downstream end 67.
  • the flux guide 65 also has an upstream end 73 delimiting an upstream opening 75 facing and immediately near the first orifice 39.
  • the upstream opening is slightly smaller than the first orifice.
  • the upstream opening 75 and the downstream opening 69 are here substantially perpendicular to each other.
  • these openings open into one another, in the sense that they are not separated from each other by a bridge of material. This facilitates the manufacture of the flux guide 65.
  • Each opening is thus delimited by a U-shaped edge, the two U-shaped edges being substantially perpendicular to one another.
  • the flux guide 65 has a passage section for the decreasing exhaust gas from the first orifice 39 to the opening 61, that is to say from upstream to downstream.
  • the flux guide 65 has an inner wall 77 and an outer wall 79, vis-à-vis one another.
  • the inner wall 77 is turned towards the base plate 47.
  • the outer wall 79 is turned towards the side wall 55.
  • the walls 77 and 79 are connected to each other by an arcuate wall 81.
  • Each wall 77, 79 defines a portion of the edge of the upstream opening, a portion of the edge of the downstream opening.
  • the arcuate wall 81 extends over an angular sector of approximately 90 °, from the upstream opening to the downstream opening. It is convex towards the interior of the canal, with a substantially U-shaped bottom.
  • the presence of the flux guide 65 contributes to reducing parasitic losses, when the flap is in the short-circuit position. It also helps to reduce the recirculations inside the body and the back pressure, in position of short circuit of the shutter.
  • the walls of the flux guide are pierced by holes 83. As explained below, and as illustrated in FIG. 6, these holes are arranged in areas where the pressure difference at the wall between the inner side of the flow guide and the the outside of the flux guide is weak. In addition to this criterion, or in place of this criterion, the holes in areas of the walls where the velocity of the exhaust gas is high (see Figure 5). The tangential velocity, that is the velocity of the exhaust gases along the wall, is considered here parallel to this wall. The higher this speed when the exhaust passes through the holes, the lower the amount of exhaust gas escaping through the holes when the flap is in the short-circuit position.
  • the holes 83 are disposed in the inner wall 77 and in the outer wall 79 of the flow guide.
  • Figure 5 illustrates the velocities of the exhaust gases inside the body.
  • the internal volume of the body has been divided into several zones referenced a to e, substantially corresponding to ranges of speeds for the exhaust gases. Speeds are increasing from a to e in this order, zone a being the zone of lower speed, and zone e being the zone of higher speed.
  • the holes 83 are located in areas of the walls where the tangential speeds are high.
  • the tangential velocity is lower at the arcuate wall 81 and higher along the inner and outer walls 77, 79. It increases as the downstream end 67 is approached.
  • Figure 6 illustrates the pressure level inside the flowguide.
  • the pressure is substantially uniform outside the flux guide.
  • Zone a is the area of greatest pressure
  • zone o is the zone of lower pressure
  • the holes 83 are located in the zones where the pressure difference across the walls of the flux guide is relatively small.
  • the pressure is higher along the arcuate wall 81 and lower along the inner and outer walls 77, 79. It decreases when approaching the downstream end 67 of the flow guide 65.
  • the exhaust gases enter the purification unit 3 through the inlet 19. After passing through the or each substrate 1 1, the exhaust gases leave the purification unit 3 by the outlet 20. They then enter the interior of the body 29 by the first orifice 39.
  • the exhaust gases are directed by the flow guide 65 from the first orifice 39 to the opening 61. They circulate inside the traffic channel. They are captured entirely by the upstream opening 75, and are deflected by the walls of the flow guide to the downstream opening 69. Due to the arrangement of the downstream opening 69 of the flux guide with respect to the opening 61, the pressure drop generated by the exhaust gas passing through the opening 61 is reduced. Likewise, because of the position of the holes 83 on the walls of the flow guide, only a small quantity of exhaust gas leaves the circulation channel while passing through the walls of the flow guide or through the gap 71. This helps to reduce the amount of exhaust gas entering through the inlet into the heat exchanger.
  • the presence of the flux guide 65 makes it possible in particular to reduce the pressure losses related to the change of flow direction of the flow of exhaust gas as it passes from the outlet 20 of the purification member to the second orifice 41, and to reduce the amount of exhaust gas entering through the heat exchanger input (parasitic losses).
  • the shape of the outlet 20 has been chosen so as to maximize the inlet section in view of packaging and weld bonding constraints.
  • the shape of the upstream end 73 has been chosen so as to create an inlet rack in the flux guide, making it possible to minimize the contraction of the fluid stream and therefore the pressure drop downstream.
  • the shutter 31 closes the opening 61.
  • the exhaust gases follow the indirect passage. More specifically, the gases leaving the purification unit 3 through the outlet 20 penetrate into the body 29 through the first orifice 39. They are captured by the flow guide 65, and circulate along the circulation channel defined by the guide flux. They leave the circulation channel through the gap 71 existing between the downstream end 67 of the flow guide and the opening 61. They also leave the flow guide through the holes 83. The presence of a gap 71 of sufficient width, and a sufficient number of holes 83, reduces the back pressure when the flap 21 is in the exchange position. heat.
  • the exhaust gases follow the indirect passage. More specifically, the gases enter the heat exchanger 5 through the inlet 25, travel through the heat exchange and return inside the body 29 through the outlet 27. They then flow to the second port 41 to the outside. inside the body.
  • the direct passage and the indirect passage are juxtaposed in a plane perpendicular to the central axis X.
  • the purification device comprises two purification members.
  • the treatment device 1 comprises an additional purification member 85.
  • the purification member 3 comprises a purification substrate 1 1 TWC type (three way catalyst or catalyst 3 ways: HC, CO and NOx) or type DOC (Diesel Oxidation Catalyst or diesel oxidation catalyst).
  • GPF type gasoline particulate filter or particulate filter gasoline
  • TWC or DPF (filter with particle for diesel)
  • SCR Selective Catalytic Reduction or Selective Catalytic Reduction
  • SCRF Selective Catalytic Reduction Filter
  • DeNOx reduction catalyst
  • the substrate 87 has a central axis X '.
  • the additional purification member 85 also comprises an outer envelope 89, the or each substrate 87 being housed inside the envelope 89.
  • the X and X 'axes are parallel to each other. Alternatively, they form a non-zero angle with each other.
  • the purification members 3 and 85 are arranged side by side, in the sense that their outer shells are arranged vis-à-vis one another.
  • the outer casing 89 has a not shown purification element inlet, fluidly communicating with the second orifice 41 of the body. Typically, the second port 41 and the purifying member inlet are placed in coincidence.
  • Such an architecture is known as a U-shaped architecture.
  • the imaginary space E comprises several cylinders.
  • the cylinders are typically disjoint volumes, separated by a gap. According to a variant not shown, the cylinders touch and together define a continuous fictitious space.
  • the space E comprises two cylinders.
  • the section of the space E depends on the form of the substrate of each purification member.
  • each purification substrate has a circular section
  • the imaginary space E has a cross section consisting of two circles, of identical sizes or of different sizes, disjointed one from the other. If the purification substrates have a square section, the hypothetical space E has the form of two disjointed squares.
  • a portion of the body 29 is located in the axial extension of the outer envelope of the purification member 3, and another portion of the body 29 is disposed in the axial extension of the additional purification member 85
  • an intermediate part of the body 29 is not housed in the imaginary space E, but in the space between the two cylinders constituting the hypothetical space E.
  • the body 29 constitutes the volume for connecting the outlet of the purification member 3 to the inlet of the additional purification member 85.
  • Such an embodiment is particularly compact.
  • the third orifice 43 is not located in a plane perpendicular to the first orifice 39. It is rather located in a plane parallel to the first orifice, vis-à-vis it.
  • the fourth orifice 45 is located in a plane parallel to the third orifice 43.
  • the second orifice 41 is not located in a plane perpendicular to the first orifice. It is rather located in a plane substantially parallel to the first orifice 39.
  • Figure 8 illustrates a variant of the processing device which is particularly compact.
  • the outer shells 9 and 89 of the two purification members are separated from each other by an extremely small space. .
  • the body 29 defines a mouth 90 which fits around the outer shells 9 and 89 of the two purification members. It has opposite the mouth 90 a bottom 91 in which are formed third and fourth orifices 43 and 45.
  • the frame 63 extends from the bottom 91 to the mouth 90. It divides the mouth 90 into two zones, along a line coinciding with the space between the outer shells 9 and 89.
  • the side of the heat exchanger provided for the circulation of the exhaust gas has an additional outlet 92.
  • This outlet 92 is pricked immediately upstream of the heat exchanger outlet 27.
  • the outlet 92 is is never blocked, regardless of the position of the flap 31.
  • Such a processing device is intended to be integrated in an exhaust line of the type comprising:
  • the main line 93 connects the treatment device 1 to an exhaust manifold 101 sensing the exhaust gases from the combustion chambers of the engine. Downstream, the main line 93 connects the treatment device to a not shown cannula through which the exhaust gas, after purification, is released into the atmosphere.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a processing device 1 having the above characteristics.
  • the method comprises at least the following steps:
  • mapping determines at different points distributed on the walls of the flux guide 65 a difference between a static pressure on the inside of the flux guide and a static pressure on the outside of the flow guide and / or a tangential velocity of the exhaust gases on the side inside the flow guide;
  • the position of the holes can be chosen by considering only the pressure differences on either side of the wall of the flow guide, or that the tangential velocity of the Exhaust gas at the wall of the flow guide, or considering both criteria at once.
  • the mapping is performed by calculation, considering one or more typical operating cases of the vehicle.
  • the range of variation of the pressure difference is bounded downwards by the smallest pressure difference for all the points considered, and upwards by the highest pressure difference for all the points considered.
  • points distributed over all the walls of the flux guide are considered, in particular the walls 77, 79 and 81.
  • the range of variation of the tangential velocity is bounded downwards by the lowest tangential velocity for the considered points, and upwards by the highest tangential velocity for the considered points.
  • the holes are made where the pressure difference is in a lower half of the range of variation, preferably in a lower quarter of the range of variation. Similarly, the holes are preferably made in areas where the tangential velocity is in an upper half of the range of variation, preferably in an upper quarter of the range of variation.
  • the maximum number of holes is accommodated in the zone where the static pressure difference is in the lower half of the gap.
  • the base plate 47 of the body 29 is replaced by a cap 105.
  • the cap 105 has a concave shape and is typically obtained by stamping.
  • the heat exchanger 5 is housed in the internal volume of the body 29, typically inside the cover 105.
  • the body 29 comprises, for example, internal partitions 107, 109 disposed inside the cover 105 and rigidly fixed to the cover 105.
  • the internal partitions 107, 109 divide the internal volume of the cover 105 (FIG. 1 1) into three chambers, called hereinafter input chamber 1 1 1, intermediate chamber 1 13 and outlet chamber 1 15.
  • the heat exchanger 5 is placed in the intermediate chamber 1 13, which is delimited between the internal partitions 107 and 109.
  • the exchanger inlet 25 is placed in coincidence with a cut-out orifice in the internal partition 107.
  • the exchanger outlet 27 is placed in coincidence with another orifice, cut in the internal partition 109.
  • the cover 105 has a closed-edge free edge 11, delimiting an opening 19.
  • the free edge 17 has a shape corresponding to that of the mouth of the cover 49. It is sealingly attached to the mouth of the cover 49. for example by welding.
  • the inlet chamber 1 1 1 opens into the internal volume of the cover 49 through the opening 1 19, upstream of the opening 61.
  • the outlet chamber 1 15 also opens into the internal volume of the cover 49 through the opening 1 19, but downstream of the opening 61.
  • the internal partition 109 delimits with a zone 121 of the cover 105 a cut-off orifice 123.
  • the shutter 31 closes off the cutoff orifice 123.
  • the exit chamber 1 15 communicates with the internal volume of the cover 49 only through this cut-off orifice 123.
  • FIGS. 12 and 13 show that an edge 125 of the internal partition 109 is folded so as to delimit with the zone 121 a sealing surface for the flap 31.
  • the edge 125 and the zone 121 extend in the same plane, parallel to the X axis in the example shown.
  • the body 29 comprises a square part 127, the frame 63 constituting one of the two sections of the square.
  • the bracket 127 is rigidly fixed to the cover 105.
  • the second panel 129 of the bracket extends into the opening 1 19, in a plane substantially parallel to this opening 1 19. This plane contains or is parallel to the axis X.
  • the pan 129 has a solid area 133 extended by two arms 135.
  • the arms 135 extend the solid part 133 away from the joining edge, and extend along the free edge 1 17, on either side of the chamber 1 1 1.
  • the internal partition 107 is rigidly fixed to the solid portion 133.
  • the solid portion 133 closes the intermediate chamber 1 13, substantially from the internal partition 107 to the frame 63.
  • the intermediate chamber 1 13 communicates fluidly with the part of the internal volume of the cover 49 located downstream of the opening 61.
  • the two arms 135 are provided to allow a rigid, sealed attachment of the pan 129 to the cover 105, especially along the edge 1 17.
  • a sheet of a thermally insulating material is interposed between the heat exchanger 5 and the cap 105 or the solid wall 133. This sheet is referenced 137.
  • Input tubes and output 139, 141 bring the heat transfer fluid and remove it from the exchanger 5. These tubes through the hood 105.
  • the valve 31 closes the opening 61.
  • the exhaust gases entering the interior of the body 29 through the first orifice 39 travel through the circulation channel defined by the flow guide 65, and exit therefrom through the gap 71 and through the holes 83. then flow into the inlet chamber 1 1 1 and then enter the heat exchanger 5. They give a portion of their heat energy to the heat transfer fluid inside the heat exchanger 5, and leave it. ci to enter the outlet chamber 1 15. They then pass through the cut-off orifice 123, return to the internal volume of the cover 49, downstream of the opening 61, and leave the body 29 by the second orifice 41.
  • valve 31 closes the cut-off orifice 123.
  • the opening 61 on the other hand is cleared.
  • the exhaust gas entering the body through the first orifice 39 flows into the circulation channel defined by the flow guide 65 to the opening 61. They pass through the opening 61 and flow directly to the second orifice 41.
  • the flap 31 is movable relative to the body 29 about an axis of rotation substantially perpendicular to the or each central axis X.
  • the direct passage is disposed in the immediate vicinity of the outlet 20.
  • the indirect passage in which the heat exchanger 5 is housed, is axially offset at a distance from the outlet 20.
  • the direct passage and the passage indirect are separated from each other by an intermediate partition 145 substantially perpendicular to the axis X.
  • the body 29 comprises a lower half-shell 147, an upper half-shell 149, an exit cone 151 and a frame 153 on which is articulated the shutter 31.
  • the lower half-shell 147 has a bottom 155 surrounded by a lower flange 157.
  • the first hole 39 is cut into the bottom bottom 155.
  • the bottom 155 is pressed against the downstream end portion 17 of the outer shell 9 of the purification member 3. More specifically, the bottom 155 is pressed against the bottom 21 of the downstream end portion.
  • the upper half-shell 149 has an upper bottom 159, surrounded by an upper falling edge 161.
  • the free edge of the lower dropped edge 157 is engaged in the free edge of the dropped edge 161 and is sealed to it.
  • the bracket 153 is generally wedge shaped.
  • the lower and upper plates 163, 165 are connected to each other by an arcuate portion 167.
  • the plates 163 and 165 are parallel to the axis of rotation of the flap.
  • the lower and upper plates 163 and 165 converge towards one another, that is to say converge towards the arcuate portion 167, in a transverse direction Y perpendicular to both the axis of rotation and to the central axis X.
  • the lower and upper plates 163 and 165 are also connected to one another by two end plates 169, substantially perpendicular to the axis of rotation.
  • the plates 169 have a triangular shape.
  • the plates 169 support the guide bearings in rotation of the flap 31.
  • the opening 61 is cut in the lower plate 163.
  • An intermediate opening 171 is cut in the upper plate 165.
  • the flap 31 is placed in the volume delimited between the plates 169, the lower plate 163 and the upper plate 165. heat exchange position, shown in Figure 14, the flap 31 closes the opening 61. In the short-circuit position, the flap 31 closes the intermediate opening 171, as shown in FIG.
  • the opening 61 and the first hole 39 preferably extend in respective planes forming between them an angle of between 30 and 60 °, which is 45 ° in the example shown.
  • the plates 169, the lower plate 163 and the upper plate 165 delimit, opposite the arcuate portion 169, an outlet opening 173 in which the exit cone 151 is fitted.
  • the second outlet 41 is delimited by the end of this cone opposite the frame 153.
  • the cone 151 is sealed on the frame 153.
  • the lower and upper falling edges 157, 161 have interruptions facing each other, the frame 153 being pressed between the half-shells through these interruptions.
  • the output aperture 173 is located substantially at the interrupts.
  • the arcuate portion 167 is driven within the volume defined by the lower and upper half-shells.
  • the end plates 169 are pressed against the areas of the lower and upper fallen edges adjoining the interruptions.
  • the intermediate plate 145 at a transverse end, is welded against the arcuate portion 167. It extends transversely from the arcuate portion 167. Its opposite transverse end 175 is located at a distance transversely of the fallen edges 157 and 161.
  • the heat exchanger 5 is placed in the indirect passage, between the intermediate partition 145 and the upper bottom 159.
  • the downstream end 67 of the flux guide 65 stops further from the opening 61 than in the other embodiments.
  • the gap 71 separating the downstream end 67 of the bottom plate 163 is of great width.
  • the flux guide 65 is integral with the bottom 21. It is for example obtained by stamping the bottom 21. It protrudes inside the body 29 through the first orifice 39.
  • the exhaust gases enter the body 29 through the first orifice 39. They are channeled through the flow guide 65 to the gap 71. . Part of the exhaust gas passes through the flux guide through holes 83.
  • the exhaust gases then circulate transversely from the gap 71 to the opening 177. They enter the indirect passage through the opening 177. They then circulate transversely through the heat exchanger 5, and pass through the intermediate opening 171. They then circulate in the outlet cone 151 to the second orifice 41.
  • the exhaust gases enter the internal volume of the body 29 through the first orifice 39, and are channeled by the flow guide 65 to the opening 61. After having passed through the opening 61, they traverse the exit cone 151 and exit the body 29 through the second orifice 41.
  • This fifth embodiment has multiple advantages. Due to the orientation of the axis of rotation of the flap, the actuator driving the flap in rotation relative to the body 29 may be disposed on the side of the body 29, and not axially in the extension of the body 29 as in the first embodiment.
  • the drive rod 37 of the flap 31 can exit either of one side of the body 39 or the opposite side.
  • the device comprises one less piece than in the fourth embodiment.
  • the axis of the output cone 151 is steerable as needed, which is not possible in the fourth embodiment.
  • the frame 153 supporting the rotational bearings of the flap 31, is a rigid structure, independent of the lower and upper half-shells.
  • the angle of rotation for moving the flap 31 from its heat exchange position to its short-circuit position is small.
  • the maneuvering torque is reduced, because the radial width of the flap is reduced in favor of its axial width.
  • the lever arm of the thrust of the gas is reduced, and thus the maneuvering torque and maintenance is reduced too.
  • the frame 153 is assembled to the outlet cone 151 by a peripheral weld, to prevent any leakage between these two parts.
  • the body 29 has a small footprint compared to the fourth embodiment, at least in the axial direction.
  • the flux guide 65 is longer than in the embodiment of Figures 14 and 15. It extends substantially to the bottom plate 163, so that the gap 71 is of reduced width.
  • the flux guide 65 did not come from material with the background 21. It is attached either to the bottom 21 or to the lower half-cup 147.
  • the heat exchanger 5 is disposed in an inclined position, as shown in the figures.
  • the tubes 179 are not transversally oriented but form an angle with the transverse direction, typically between 10 ° and 30 °.
  • the upstream end of each tube 179 is, along the central axis X, relatively closer to the outlet 20 than the downstream end of the tube.
  • the inclined position reduces the volume of the body, and the exchange surface upstream of the exchanger. It thus makes it possible to minimize thermal losses and thermal inertia, and to minimize channel section variations between the gap and the inlet of the exchanger.
  • the outer shell of the heat exchanger 5 defines the intermediate partition 175, and part of the upper floor 159. Accordingly, the web 137 is removed.
  • the lower falling edge 157 and the upper falling edge 161 are replaced by a rear cover 181.
  • This rear cover 181 is sealed on the lower half-shell 147 and on the outer shell of the heat exchanger 5. The presence of the lid facilitates the stamping of the two half-shells 147 and 149.
  • the rear cover 181 has a shape adapted to optimize the performance of the heat exchanger 5, optimizing the distribution of exhaust gases in the tubes 179 of the heat exchanger.
  • the distribution is optimized in two directions, namely parallel to the central axis X, and parallel to the axis of rotation of the flap. Such optimization is possible because of the inclination of the heat exchanger.
  • the heat exchanger 5 comprises a reduced number of tubes. These tubes are wider in the direction of the largest transverse dimension of the section of the exchanger.
  • the exchanger 5 comprises four tubes 179, superimposed on each other, each tube 179 extending over the entire width of the heat exchanger 179, this width being taken parallel to the axis of rotation of the shutter.
  • the flux guide 65 is preferably distinct from the body 29.

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Abstract

Le dispositif de traitement des gaz d'échappement comprend : - au moins un organe (3, 85) de purification, avec un substrat (11, 87) de purification des gaz d'échappement; - un échangeur de chaleur (5) situé axialement au-delà d'une extrémité axiale du substrat (11, 87); - un corps (29); - une vanne (7) comportant un volet (31) disposé dans le volume interne du corps (29). L'entrée d'échangeur (25) et la sortie d'échangeur (27) débouchent dans le volume interne. Au moins 45% d'un volume du corps (29) est dans un espace fictif (E) situé dans le prolongement axial du ou des substrats de purification (11, 87). Le corps (29) comporte au moins un premier orifice (39) communiquant fluidiquement avec la sortie d'organe de purification (20), et un deuxième orifice (41) définissant une sortie pour les gaz d'échappement.

Description

Dispositif de traitement des gaz d'échappement, ligne d'échappement et procédé de fabrication correspondant
L'invention concerne en général les dispositifs de traitement des gaz d'échappement.
Plus précisément, l'invention concerne selon un premier aspect un dispositif de traitement des gaz d'échappement d'un véhicule, du type comprenant :
- au moins un organe de purification des gaz d'échappement, le ou chaque organe de purification comportant une enveloppe externe, un substrat de purification des gaz d'échappement logé dans l'enveloppe externe et présentant un axe central, la ou au moins une des enveloppes externes présentant une sortie d'organe de purification pour les gaz d'échappement ;
- un échangeur de chaleur comportant un côté de circulation des gaz d'échappement pourvu d'une entrée d'échangeur pour les gaz d'échappement et d'une sortie d'échangeur pour les gaz d'échappement, l'échangeur de chaleur étant situé axialement au-delà d'une extrémité axiale du substrat du ou de chaque organe de purification ;
- un corps délimitant un volume interne ;
- une vanne comportant un volet disposé dans le volume interne du corps et mobile par rapport au corps.
EP 2 955 362 décrit un tel dispositif. L'organe de purification est fermé côté aval par une coupelle dans laquelle sont ménagées deux sorties pour les gaz d'échappement. L'une des sorties débouche dans le corps de vanne, et l'autre dans l'échangeur de chaleur.
Un tel agencement permet au dispositif de traitement des gaz d'échappement d'être extrêmement compact. En revanche, les pertes parasites sont très élevées. On entend par là que les mouvements des gaz d'échappement dans l'échangeur de chaleur restent significatifs même quand la vanne est en position de court-circuit et dirige les gaz d'échappement dans un chemin de passage qui bipasse l'échangeur de chaleur.
Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un dispositif de traitement des gaz d'échappement qui soit compact, et dans lequel les pertes parasites sont diminuées.
A cette fin, l'invention porte sur un dispositif de traitement des gaz d'échappement du type précité, caractérisé en ce que :
- l'entrée d'échangeur et la sortie d'échangeur débouchent dans le volume interne ;
- au moins 45% d'un volume du corps, de préférence au moins 55%, est dans un espace fictif situé dans le prolongement axial du ou des substrats de purification, l'espace fictif comprenant, pour le ou chaque organe de purification, un cylindre coaxial à l'axe central du substrat de purification dudit organe de purification et de section droite perpendiculairement audit axe central identique à une projection orthogonale du substrat de purification dudit organe de purification dans un plan perpendiculaire audit l'axe central ;
- le corps comporte au moins un premier orifice communiquant fluidiquement avec la sortie d'organe de purification, et un deuxième orifice définissant une sortie pour les gaz d'échappement.
Ainsi, l'échangeur de chaleur est alimenté en gaz d'échappement seulement à travers le corps. Il n'y a plus de communication directe entre la sortie de l'organe de purification et l'entrée de l'échangeur de chaleur pour les gaz d'échappement.
Le dispositif de traitement peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le premier orifice et l'entrée d'échangeur s'étendent dans des plans respectifs formant entre eux un angle compris entre 30° et 120° ;
- le volet est déplaçable au moins entre une position de court-circuit dans laquelle le volet dégage un passage direct pour les gaz d'échappement depuis le premier orifice jusqu'au deuxième orifice sans passer par l'échangeur de chaleur, et une position d'échange de chaleur dans laquelle le volet obture une ouverture et coupe le passage direct, le dispositif comprenant un guide flux délimitant un canal de circulation pour les gaz d'échappement depuis le premier orifice vers l'ouverture, de préférence jusqu'à l'ouverture ;
- le premier orifice et l'ouverture s'étendent dans des plans respectifs formant entre eux un angle compris entre 30° et 120° ;
- l'ouverture est délimitée par un bord périphérique, le guide flux présentant une extrémité aval délimitant une ouverture aval par laquelle les gaz d'échappement sortent du canal de circulation, l'extrémité aval étant séparée du bord périphérique de l'ouverture par un interstice ;
- l'extrémité aval, considérée en projection dans un plan contenant l'ouverture, s'inscrit à l'intérieur de l'ouverture, la projection étant selon une direction parallèle au plan dans lequel s'inscrit le premier orifice et contenue dans un plan perpendiculaire à la fois au premier orifice et à l'ouverture ;
- le guide flux présente une section de passage décroissante du premier orifice vers l'ouverture ; - le dispositif présente un passage indirect pour les gaz d'échappement depuis le premier orifice jusqu'au deuxième orifice, passant par l'échangeur de chaleur, le passage direct et le passage indirect étant superposés selon le ou un des axes centraux ;
- les premier et deuxième orifices s'étendent dans des plans respectifs formant entre eux un angle compris entre 30° et 120° ;
- qu'au moins 30% d'un volume de l'échangeur de chaleur, de préférence au moins 45%, est dans l'espace fictif ;
- l'échangeur de chaleur est logé dans le volume interne du corps ;
- l'échangeur de chaleur est disposé à l'extérieur du corps, le corps ayant des troisième et quatrième orifices communiquant fluidiquement avec l'entrée d'échangeur et avec la sortie d'échangeur ;
- le volet est mobile par rapport au corps autour d'un axe de rotation sensiblement perpendiculaire au ou à chaque axe central.
Selon un second aspect, l'invention porte sur une ligne d'échappement de véhicule, comprenant :
- une ligne principale sur laquelle est intercalé un dispositif de traitement ayant les caractéristiques ci-dessus ;
- une ligne de recyclage des gaz d'échappement vers une admission d'air du moteur ;
- le côté de circulation des gaz d'échappement de l'échangeur comprenant une sortie supplémentaire communiquant fluidiquement avec la ligne de recyclage.
Selon un troisième aspect, l'invention porte sur un procédé de fabrication d'un dispositif de traitement ayant les caractéristiques ci-dessus, le procédé comprend les étapes suivantes :
- réaliser par calcul une cartographie de pression statique et/ou de vitesse des gaz d'échappement à l'intérieur du corps ;
- en utilisant la cartographie, déterminer en différents points répartis sur des parois du guide flux une différence entre une pression statique côté intérieur du guide flux et une pression statique côté extérieur du guide flux et/ou une vitesse tangentielle des gaz d'échappement côté intérieur du guide flux ;
- déterminer un intervalle de variation de la différence de pression audits points et/ou un intervalle de variation de la vitesse tangentielle auxdits points;
- réaliser des trous dans les parois du guide flux dans des zones où la différence de pression est dans une moitié inférieure de l'intervalle de variation de la différence de pression et/ou la vitesse tangentielle est dans une moitié supérieure de l'intervalle de variation de la vitesse tangentielle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de traitement conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, le corps étant représenté transparent pour laisser apparaître les organes situés à l'intérieur de celui-ci ;
- la figure 2 est une vue en perspective, agrandie, d'une partie du dispositif de la figure 1 , le volet étant représenté en position de court-circuit ;
- la figure 3 est une vue en perspective de certains éléments de la figure 2, considérés selon l'incidence de la flèche III de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue en perspective des éléments de la figure 2, considérés selon une autre incidence, le volet étant représenté en position d'échange de chaleur ;
- les figures 5 et 6 sont des représentations simplifiées du corps, du guide flux et de l'échangeur de chaleur, considérés dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'organe de purification, montrant respectivement le résultat de calculs de simulation des vitesses des gaz d'échappement et des pressions de gaz d'échappement à l'intérieur du corps;
- les figures 7 à 9 illustrent un second et un troisième mode de réalisation de l'invention ;
- les figures 10 à 13 illustrent un quatrième mode de réalisation de l'invention ; - les figures 14 et 15 illustrent un cinquième mode de réalisation de l'invention ; et
- les figures 16 et 17 illustrent une variante du cinquième mode de réalisation de l'invention.
Le dispositif de traitement des gaz d'échappement représenté sur la figure 1 est destiné à être intercalé dans la ligne principale d'une ligne d'échappement de véhicule.
Le véhicule est typiquement un véhicule automobile, par exemple une voiture ou un camion.
Dans la présente demande, l'amont et l'aval sont entendus relativement au sens de circulation normal des gaz d'échappement.
Le dispositif de traitement 1 comprend au moins un organe de purification des gaz d'échappement 3, un échangeur de chaleur 5, et une vanne 7.
Un premier mode de réalisation de l'invention va être décrit, en référence aux figures 1 à 6.
Le dispositif de traitement 1 comporte un seul organe de purification des gaz d'échappement. En variante, le dispositif comporte deux ou plus de deux organes de purification des gaz d'échappement. Le ou chaque organe de purification 3 comporte une enveloppe externe 9, et au moins un substrat 1 1 de purification des gaz d'échappement logé dans l'enveloppe externe 9 et présentant un axe central X.
Dans l'exemple représenté sur la figure 1 , l'organe de purification ne comporte qu'un seul substrat 1 1 . En variante, l'organe de purification 3 comporte deux substrats de purification placés en série, ou plus de deux substrats.
Le ou chaque substrat est typiquement un catalyseur 3 voies (TWC : three way catalyst) , un filtre à particules, ou un piège à NOx, ou un catalyseur d'oxydation des hydrocarbures et du CO, ou un catalyseur de réduction des NOx, ou un catalyseur de type SCR (Sélective Catalytic Réduction) ou encore un organe de type SCRF (Sélective Catalytic Réduction Filter), ...
Le substrat 1 1 présente toute forme adaptée. L'axe central X est généralement parallèle à la direction d'écoulement des gaz d'échappement au sein de l'organe de purification. Il passe généralement par le centre géométrique de chaque section droite du substrat prise perpendiculairement au sens d'écoulement des gaz d'échappement.
Typiquement, l'enveloppe externe 9 comporte une partie centrale tubulaire 13, une partie d'extrémité amont 15 et une partie d'extrémité aval 17. La partie centrale 13 est typiquement sensiblement cylindrique, par exemple de base circulaire. Elle est typiquement coaxiale à l'axe central X. Les parties d'extrémité amont et aval 15, 17 sont rapportées sur deux extrémités axiales opposées de la partie centrale 13.
L'enveloppe externe 9 présente une entrée d'organe de purification 19 et une sortie d'organe de purification 20 pour les gaz d'échappement, visible sur la figure 2.
L'entrée 19 est raccordée à une partie amont de la ligne principale et communique fluidiquement avec un collecteur captant les gaz d'échappement sortant du moteur.
Dans l'exemple représenté, la partie d'extrémité amont 15 est un cône. Il délimite l'entrée d'organe de purification 19 pour les gaz d'échappement.
Dans l'exemple représenté, la partie d'extrémité aval 17 a la forme d'une coupelle. Elle comporte un fond 21 et un bord tombé 23 s'étendant sur toute la périphérie du fond 21 . Le fond 21 est sensiblement perpendiculaire à l'axe central X. Le bord tombé 23 est rapporté, et plus spécifiquement rigidement fixé de manière étanche, sur la partie centrale 13 de l'enveloppe externe.
La sortie 20 est découpée dans la partie d'extrémité aval 17 et plus précisément dans le fond 21 .
En d'autres termes, l'enveloppe externe 9 de l'organe de purification est fermée côté aval par un fond 21 , dans lequel est ménagée la sortie d'organe de purification 20. L'échangeur de chaleur 5 comporte un côté de circulation des gaz d'échappement et un côté de circulation d'un fluide caloporteur, les gaz d'échappement cédant une partie de leur énergie calorifique au fluide caloporteur en traversant l'échangeur de chaleur 5. Le fluide caloporteur est prévu pour réchauffer par exemple le fluide de refroidissement du moteur, ou l'habitacle du véhicule, ou tout autre circuit ou organe du véhicule.
Le côté de circulation des gaz d'échappement est pourvu d'une entrée d'échangeur 25 pour les gaz d'échappement et d'une sortie d'échangeur 27 pour les gaz d'échappement, visibles par exemple sur la figure 4.
L'échangeur de chaleur 5 est situé, suivant la direction axiale, au-delà d'une extrémité axiale du ou de chaque organe de purification 3. On entend par là que l'échangeur de chaleur 5 est entièrement placé, axialement, d'un côté du ou des organes de purification.
Le dispositif 1 comporte un corps 29 délimitant un volume interne. La vanne 7 comporte un volet 31 disposé dans le volume interne du corps 29 et mobile par rapport à ce corps 29.
Typiquement, le corps 29 est rapporté sur l'enveloppe externe 9, et plus précisément sur la partie d'extrémité aval 17.
Typiquement, la vanne 7 comporte un mécanisme d'entraînement du volet 31 .
Dans l'exemple représenté, le volet 31 est déplaçable par rapport au corps 29 en rotation autour d'un axe de rotation qui est ici confondu avec l'axe central X.
En variante, l'axe de rotation n'est pas confondu avec l'axe central X. Selon une autre variante, le volet se déplace par rapport au corps 29 selon un mouvement qui n'est pas rotatif.
Dans l'exemple représenté, le volet 31 est rigidement fixé à un moyeu tubulaire 33, monté rotatif autour de paliers 35, seul un des paliers étant représenté sur les figures 1 , 2 et 3. Le mécanisme d'entraînement comporte typiquement un actionneur non représenté et une chaîne cinématique transmettant le couple rotatif de l'actionneur à une tige 37 visible sur les figures 1 , 2 et 3. La tige 37 est solidaire en rotation du moyeu 33.
Au moins 45% d'un volume du corps 29 est dans un espace fictif E situé dans le prolongement axial du ou des substrats de purification 1 1 .
L'espace fictif E est matérialisé sur la figure 1 .
Plus précisément, pour le ou chaque organe de purification 3, l'espace fictif E comprend un cylindre coaxial à l'axe central X du substrat de purification 1 1 dudit organe de purification 3. Ce cylindre a une section droite, perpendiculairement audit axe central, identique à une projection orthogonale du substrat 1 1 dudit organe de purification sur un plan perpendiculaire audit axe central X. Ainsi, quand le dispositif de traitement 1 ne comporte qu'un seul organe de purification 3, l'espace fictif E ne comprend qu'un seul cylindre.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 1 , la projection orthogonale du substrat de purification 1 1 est sensiblement circulaire. En variante, elle pourrait être elliptique, ovale, ou avoir toute autre forme, carrée, rectangulaire, etc.
Comme indiqué précédemment, au moins 45% du volume du corps 29 est logé dans l'espace fictif E, de préférence au moins 60%, encore de préférence au moins 75%, et encore plus de préférence au moins 90%.
Dans l'exemple de la figure 1 , environ 80% du volume du corps 29 est logé dans l'espace fictif E.
De même, au moins 30% du volume de l'échangeur de chaleur 5 est logé dans le volume fictif E, de préférence au moins 45%, encore de préférence au moins 60%, et encore plus de préférence au moins 90%.
L'espace fictif E présente axialement une longueur limitée, inférieure à deux fois la longueur axiale de l'organe de purification 3, de préférence inférieure à la longueur axiale de l'organe de purification, encore de préférence inférieure à 50% de la longueur axiale de l'organe de purification.
Le corps 29 comporte au moins un premier orifice 39 communiquant fluidiquement avec la sortie 20 d'organe de purification. En outre, le corps 29 a un second orifice 41 , définissant une sortie pour les gaz d'échappement hors du volume interne du corps 29.
Dans le premier mode de réalisation, l'échangeur de chaleur 5 est situé hors du corps 29. L'entrée d'échangeur 25 et la sortie d'échangeur 27 débouchent dans le volume interne du corps 29. Le corps 29 a des troisième et quatrième orifices 43, 45 communiquant fluidiquement respectivement avec l'entrée d'échangeur 25 et la sortie d'échangeur 27.
Typiquement, comme illustré sur les figures, le premier orifice 39 est placé en coïncidence avec la sortie 20. Il présente alors typiquement sensiblement la même taille et la même forme que la sortie 20, qu'il recouvre complètement.
De même, typiquement, les troisième et quatrième orifices sont placés en coïncidence avec l'entrée 25 et la sortie 27. Ils présentent ainsi sensiblement la même taille et la même forme que l'entrée 25 et la sortie 27, comme visible sur les figures 2 à 4.
Dans une variante non représentée, les premier, troisième et quatrième orifices sont raccordés par des portions de conduit à la sortie d'organe de purification, à l'entrée et à la sortie d'échangeur. Dans le premier mode de réalisation, le second orifice 41 est raccordé à une partie aval de la ligne principale, et communique fluidiquement avec une canule par laquelle ces gaz d'échappement sont relargués dans l'atmosphère.
Selon un aspect avantageux de l'invention, le premier orifice 39 et l'entrée d'échangeur 25 s'étendent dans des plans respectifs formant entre eux un angle compris entre 30° et 120°, de préférence compris entre 65° et 105°, et valant par exemple 90°. Ainsi, les gaz d'échappement pénétrant à l'intérieur du corps par le premier orifice doivent effectuer un changement de direction pour pénétrer dans l'échangeur de chaleur. Ceci contribue à diminuer les pertes parasites dans l'échangeur de chaleur.
De même, la sortie d'échangeur 27 est généralement orientée de la même façon que l'entrée d'échangeur 25, et forme typiquement elle aussi un angle compris entre 30° et 120° avec le premier orifice.
Dans le premier mode de réalisation, le premier orifice 39 et le second orifice 41 s'étendent dans des plans respectifs qui forment eux aussi un angle entre eux compris entre 30° et 120°, de préférence entre 65 et 105°, et valant par exemple 90°. Ainsi, le corps 29 est utilisé pour faire faire un changement de direction aux gaz d'échappement, ce qui est nécessaire dans certaines géométries de la ligne d'échappement.
Dans l'exemple de la figure 1 , le corps 29 comporte une plaque de base 47 et un couvercle 49 rapporté sur la plaque de base 47. Les troisième et quatrième orifices 43, 45 sont découpés dans la plaque de base 47. La plaque de base 47 comporte un fond 51 et un bord dressé 53 sur lequel est rapporté le couvercle 49. La plaque de base 47 porte les paliers 35. Ceux-ci sont agencés de telle sorte que la tige 37 soit disposée entre les troisième et quatrième orifices 43, 45.
Dans l'exemple représenté, la plaque de base 47 a une forme sensiblement rectangulaire.
Le couvercle 49, dans l'exemple représenté, a une forme générale de demi- cylindre.
Il présente une paroi latérale 55, sensiblement coaxiale à l'axe central X, et s'étendant sur environ 180° autour de l'axe X. Il comporte également des parois semi- circulaires supérieure et inférieure 57, 59 solidaires de la paroi latérale 55. Les parois 55, 57 et 59 délimitent entre elles une bouche de forme correspondante à celle du bord dressé 53, obturée par la plaque de base 47. Le premier orifice 39 est ménagé dans la paroi inférieure 59, et le second orifice 41 dans la paroi latérale 55.
Typiquement, la paroi inférieure 59 est plaquée contre le fond 21 de la partie aval de l'enveloppe 9. Le volet 31 est déplaçable au moins entre une position de court-circuit représentée sur les figures 1 et 2 dans laquelle le volet 31 dégage un passage direct pour les gaz d'échappement depuis le premier orifice 39 jusqu'au second orifice 41 sans passer par l'échangeur de chaleur, et une position d'échange de chaleur représentée sur la figure 4, dans laquelle le volet 31 obture une ouverture 61 située le long du passage direct, et coupe ainsi le passage direct.
Le dispositif 1 présente également un passage indirect de circulation des gaz d'échappement du premier orifice 39 au deuxième orifice 41 , passant par l'échangeur de chaleur 5. En position d'échange de chaleur, les gaz d'échappement circulent dans le passage indirect.
Typiquement, le volet 31 obture une extrémité de l'échangeur de chaleur 5 en position de court-circuit. Avantageusement, le volet 31 obture la sortie de l'échangeur 27.
Dans l'exemple représenté, la vanne 7 comporte un cadre 63 rigidement fixé dans le volume interne du corps 29. L'ouverture 61 est délimitée dans le cadre 63.
Dans l'exemple représenté, le cadre 63 s'étend dans un plan radial par rapport à l'axe de rotation du volet 31 . Il s'étend sensiblement depuis le moyeu 33 jusqu'à la paroi latérale 55.
En position de court-circuit, le volet 31 obture le quatrième orifice 45. Dans la position d'échange de chaleur, le volet 31 obture l'ouverture 61 , et est plaqué contre le cadre 63.
L'ouverture 61 et le premier orifice 39 s'étendent dans des plans respectifs formant entre eux un angle compris entre 30° et 120°, de préférence compris entre 45° et 105°. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 6, l'angle est de 90°.
Le dispositif de traitement 1 comprend avantageusement un guide flux 65 délimitant un canal de circulation pour les gaz d'échappement depuis le premier orifice 39 vers l'ouverture 61 , de préférence jusqu'à l'ouverture 61 .
Comme visible sur la figure 2, le guide flux 65 présente une extrémité aval 67, délimitant une ouverture aval 69 par laquelle les gaz d'échappement sortent du canal de circulation.
L'extrémité aval 67 est séparée du bord périphérique de l'ouverture 61 , c'est-à-dire du cadre 63, par un interstice 71 . En d'autres termes, l'extrémité aval 67 est située en regard et à proximité immédiate du bord périphérique de l'ouverture 61 . En revanche, l'extrémité aval 67 n'est pas en contact avec le bord périphérique de l'ouverture 61 .
Par ailleurs, l'extrémité aval 67, considérée en projection dans un plan contenant l'ouverture 61 , s'inscrit à l'intérieur de cette ouverture 61 . Comme visible sur la figure 3, au moins 75% de l'extrémité aval 67 s'inscrit à l'intérieur de l'ouverture, 61 , de préférence au moins 90% de l'extrémité aval 67. On considère ici une projection selon une direction parallèle au plan dans lequel s'inscrit le premier orifice 39, ladite direction étant contenue dans un plan perpendiculaire à la fois au premier orifice 39 et à l'ouverture 61 .
Ceci permet d'éviter que des veines de gaz d'échappement soient arrêtées par le cadre, ce qui créerait une surpression locale dans l'interstice 71 . Cette surpression locale conduirait à une augmentation du débit de gaz d'échappement vers l'entrée de l'échangeur, et donc à une augmentation de la puissance parasite.
Le guide flux 65 présente également une extrémité amont 73 délimitant une ouverture amont 75 située en regard et immédiatement à proximité du premier orifice 39.
Dans l'exemple représenté, l'ouverture amont est légèrement plus petite que le premier orifice. Ainsi, la quasi-totalité des gaz d'échappement pénétrant dans le corps par le premier orifice 39 est captée par le guide flux 65, puis canalisé jusqu'à l'extrémité aval 67.
L'ouverture amont 75 et l'ouverture aval 69 sont ici sensiblement perpendiculaires l'une à l'autre.
Comme visible notamment sur la figure 2, ces ouvertures débouchent l'une dans l'autre, au sens où elles ne sont pas séparées l'une de l'autre par un pont de matière. Ceci facilite la fabrication du guide-flux 65.
Chaque ouverture est ainsi délimitée par un bord en U, les deux bords en U étant sensiblement perpendiculaires l'un à l'autre.
Le guide flux 65 présente une section de passage pour les gaz d'échappement décroissante du premier orifice 39 vers l'ouverture 61 , c'est-à-dire de l'amont vers l'aval.
Le guide flux 65 présente une paroi interne 77 et une paroi externe 79, en vis-à-vis l'une de l'autre. La paroi interne 77 est tournée vers la plaque de base 47. La paroi externe 79 est tournée vers la paroi latérale 55. Les parois 77 et 79 sont raccordées l'une à l'autre par une paroi arquée 81 . Chaque paroi 77, 79 définit une partie du bord de l'ouverture amont, une partie du bord de l'ouverture aval. La paroi arquée 81 s'étend sur un secteur angulaire de 90° environ, depuis l'ouverture amont jusqu'à l'ouverture aval. Elle est convexe vers l'intérieur du canal, avec un fond sensiblement en U.
La présence du guide flux 65 contribue à réduire les pertes parasites, quand le volet est en position de court-circuit. Il contribue également à réduire les recirculations à l'intérieur du corps et la contre-pression, en position de court-circuit du volet.
Les parois du guide flux sont percées par des trous 83. Comme expliqué plus loin, et comme illustré sur la figure 6, ces trous sont disposés dans des zones où la différence de pression au niveau de la paroi entre le côté intérieur du guide flux et le côté extérieur du guide flux est faible. En plus de ce critère, ou à la place de ce critère, on réalise les trous dans des zones des parois où la vitesse des gaz d'échappement est forte (voir figure 5). On considère ici la vitesse tangentielle, c'est-à-dire la vitesse des gaz d'échappement le long de la paroi, parallèlement à cette paroi. Plus cette vitesse est élevée quand les gaz d'échappement passent au niveau des trous, plus la quantité de gaz d'échappement s'échappant par les trous sera faible quand le volet sera en position de court-circuit.
Ces critères de choix pour la position des trous 83 permettent de réduire le flux parasite.
Dans l'exemple représenté, les trous 83 sont disposés dans la paroi interne 77 et dans la paroi externe 79 du guide flux.
La figure 5 illustre les vitesses des gaz d'échappement à l'intérieur du corps.
Le volume interne du corps a été divisé en plusieurs zones référencées a à e, correspondant sensiblement à des fourchettes de vitesses pour les gaz d'échappement. Les vitesses sont croissantes de a à e dans cet ordre, la zone a étant la zone de plus basse vitesse, et la zone e étant la zone de plus haute vitesse.
On voit que les trous 83 sont situés dans des zones des parois où les vitesses tangentielles sont élevées. La vitesse tangentielle est plus faible au niveau de la paroi arquée 81 et plus élevée le long des parois interne et externe 77, 79. Elle augmente quand on se rapproche de l'extrémité aval 67.
La figure 6 illustre le niveau de pression à l'intérieur du guide-flux. La pression est sensiblement uniforme à l'extérieur du guide-flux.
L'intérieur du guide-flux a été divisé en plusieurs zones référencées a à o, correspondant sensiblement à des fourchettes de pression décroissantes dans cet ordre. La zone a est la zone de plus forte pression, la zone o est la zone de plus basse pression.
On voit que les trous 83 sont situés dans les zones où la différence de pression de part et d'autre des parois du guide flux est relativement faible.
La pression est plus forte le long de la paroi arquée 81 et plus faible le long des parois interne et externe 77, 79. Elle diminue quand on se rapproche de l'extrémité aval 67 du guide flux 65.
Le fonctionnement du dispositif de purification 1 va maintenant être détaillé.
Les gaz d'échappement pénètrent dans l'organe de purification 3 par l'entrée 19. Après avoir traversé le ou chaque substrat 1 1 , les gaz d'échappement quittent l'organe de purification 3 par la sortie 20. Ils pénètrent alors à l'intérieur du corps 29 par le premier orifice 39.
Quand le volet 31 est en position de court-circuit, les gaz d'échappement sont dirigés par le guide flux 65 depuis le premier orifice 39 jusqu'à l'ouverture 61 . Ils circulent à l'intérieur du canal de circulation. Ils sont captés en totalité par l'ouverture amont 75, et sont déviés par les parois du guide flux jusqu'à l'ouverture aval 69. Du fait de la disposition de l'ouverture aval 69 du guide flux par rapport à l'ouverture 61 , la perte de charge générée par les gaz d'échappement passant à travers l'ouverture 61 est réduite. De même, du fait de la position des trous 83 sur les parois du guide flux, seule une faible quantité de gaz d'échappement quitte le canal de circulation en traversant les parois du guide flux ou en passant par l'interstice 71 . Ceci contribue à réduire la quantité de gaz d'échappement pénétrant par l'entrée 25 dans l'échangeur de chaleur.
La présence du guide flux 65 permet notamment de réduire les pertes de charge liées au changement de direction de circulation du flux de gaz d'échappement quand celui-ci passe de la sortie 20 de l'organe de purification au second orifice 41 , et de réduire la quantité de gaz d'échappement pénétrant par l'entrée 25 dans l'échangeur de chaleur (pertes parasites).
La forme de la sortie 20 a été choisie de manière à maximiser la section d'entrée compte-tenu des contraintes de packaging et de liaison par soudure. La forme de l'extrémité amont 73 a été choisie de manière à créer un rayonnage d'entrée dans le guide flux, permettant de minimiser la contraction de veine fluide et donc la perte de charge en aval.
En position d'échange de chaleur, le volet 31 obture l'ouverture 61 . Comme illustré sur la figure 4, les gaz d'échappement suivent le passage indirect. Plus précisément, les gaz sortant de l'organe de purification 3 par la sortie 20 pénètrent dans le corps 29 à travers le premier orifice 39. Ils sont captés par le guide flux 65, et circulent le long du canal de circulation délimité par le guide flux. Ils quittent le canal de circulation par l'interstice 71 existant entre l'extrémité aval 67 du guide flux et l'ouverture 61 . Ils quittent également le guide flux par les trous 83. La présente d'un interstice 71 de largeur suffisante, et d'un nombre de trous 83 suffisant, permet de réduire la contre-pression quand le volet 21 est en position d'échange de chaleur. Après avoir quitté le canal de circulation à l'intérieur du guide flux 65, les gaz d'échappement suivent le passage indirect. Plus précisément, les gaz pénètrent dans l'échangeur de chaleur 5 par l'entrée 25, parcourent l'échange de chaleur et reviennent à l'intérieur du corps 29 par la sortie 27. Ils circulent alors jusqu'au second orifice 41 à l'intérieur du corps.
Il est à noter que dans le premier mode de réalisation, le passage direct et le passage indirect sont juxtaposés dans un plan perpendiculaire à l'axe central X.
Un second mode de réalisation de l'invention va maintenant être détaillé, en référence à la figure 7. Seuls les points par lequel ce second mode de réalisation se différencie de celui des figures 1 à 6 seront détaillés ci-dessous. Les éléments identiques ou assurant la même fonction seront désignés par les mêmes références.
Dans le mode de réalisation de la figure 7, le dispositif de purification comprend deux organes de purification. En plus de l'organe de purification 3, le dispositif de traitement 1 comprend un organe de purification supplémentaire 85.
Typiquement, l'organe de purification 3 comporte un substrat de purification 1 1 du type TWC (three way catalyst ou catalyseur 3 voies : HC, CO et NOx) ou de type DOC (Diesel Oxydation Catalyst ou catalyseur d'oxydation diesel).
L'organe de purification supplémentaire 85 dans ce cas comporte typiquement au moins un substrat 87 de purification du type GPF (gazoline particulate filterou filtre à particules essence), ou CGPF (coated GPF= GPF imprégné), ou TWC, ou DPF (filtre à particule pour diesel) ou encore de type SCR (Sélective Catalytic Réduction ou réduction catalytique sélective), ou encore SCRF (Sélective Catalytic Réduction Filter ou filtre à réduction catalytique sélective), ou encore un catalyseur de réduction (DeNOx).
Le substrat 87 présente un axe central X'.
L'organe de purification supplémentaire 85 comporte également une enveloppe externe 89, le ou chaque substrat 87 étant logé à l'intérieur de l'enveloppe 89.
Typiquement, les axes X et X' sont parallèles l'un à l'autre. En variante, ils forment un angle non nul l'un avec l'autre.
Les organes de purification 3 et 85 sont disposés côte à côte, au sens où leurs enveloppes externes sont disposées en vis-à-vis l'une de l'autre. L'enveloppe externe 89 présente une entrée d'organe de purification non représentée, communiquant fluidiquement avec le second orifice 41 du corps. Typiquement, le second orifice 41 et l'entrée d'organe de purification sont placés en coïncidence.
Une telle architecture est connue sous le nom d'architecture en U.
Du fait que le dispositif de traitement 1 comporte plusieurs organes de purification, l'espace fictif E comprend plusieurs cylindres. Les cylindres sont typiquement des volumes disjoints, séparés par un interstice. Selon une variante non représentée, les cylindres se touchent et définissent ensemble un espace fictif continu.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 7, l'espace E comprend deux cylindres.
La section de l'espace E dépend de la forme du substrat de chaque organe de purification.
Si par exemple chaque substrat de purification a une section circulaire, l'espace fictif E a une section droite constituée de deux cercles, de tailles identiques ou de tailles différentes, disjoints l'un de l'autre. Si les substrats de purification ont une section carrée, l'espace fictif E a la forme de deux carrés disjoints.
Dans une telle architecture, une partie du corps 29 est située dans le prolongement axial de l'enveloppe externe de l'organe de purification 3, et une autre partie du corps 29 est disposée dans le prolongement axial de l'organe de purification supplémentaire 85. En revanche, une partie intermédiaire du corps 29 n'est pas logée dans l'espace fictif E, mais dans l'espace situé entre les deux cylindres constituant l'espace fictif E.
De manière avantageuse, le corps 29 constitue le volume permettant de raccorder la sortie de l'organe de purification 3 à l'entrée de l'organe de purification supplémentaire 85.
Un tel mode de réalisation est particulièrement compact.
Dans ce mode de réalisation, le troisième orifice 43 n'est pas situé dans un plan perpendiculaire au premier orifice 39. Il est plutôt situé dans un plan parallèle au premier orifice, en vis-à-vis de celui-ci.
Le quatrième orifice 45 est situé dans un plan parallèle au troisième orifice 43.
Le second orifice 41 n'est pas situé dans un plan perpendiculaire au premier orifice. Il est plutôt situé dans un plan sensiblement parallèle au premier orifice 39.
Une variante du second mode de réalisation de l'invention va maintenant être détaillée, en référence à la figure 8. Seuls les points par lesquels cette variante diffère de celle de la figure 7 seront décrits ci-dessous. Les éléments identiques ou assurant les mêmes fonctions seront désignés par les mêmes références.
La figure 8 illustre une variante du dispositif de traitement qui est particulièrement compacte. Dans cette variante, les enveloppes externes 9 et 89 des deux organes de purification sont séparées l'une de l'autre par un espace extrêmement réduit. .
Une telle architecture des deux organes de purification est décrite dans la demande de brevet déposée sous le numéro EP 15 305 613.0.
Le corps 29 délimite une bouche 90 qui vient s'adapter autour des enveloppes externes 9 et 89 des deux organes de purification. Il présente à l'opposé de la bouche 90 un fond 91 dans lequel sont ménagés des troisième et quatrième orifices 43 et 45.
Le cadre 63 s'étend à partir du fond 91 vers la bouche 90. Il divise la bouche 90 en deux zones, le long d'une ligne coïncidant avec l'espace séparant les enveloppes externes 9 et 89.
Un troisième mode de réalisation de l'invention va maintenant être détaillé, en référence à la figure 9. Seuls les points par lesquels ce troisième mode de réalisation diffère du second seront détaillés ci-dessous.
Les éléments identiques ou assurant les mêmes fonctions seront désignés par les mêmes références.
Dans ce mode de réalisation, le côté de l'échangeur de chaleur prévu pour la circulation des gaz d'échappement comporte une sortie supplémentaire 92. Cette sortie 92 se pique immédiatement en amont de la sortie d'échangeur 27. La sortie 92 n'est jamais obturée, quelle que soit la position du volet 31 . Un tel dispositif de traitement est prévu pour être intégré dans une ligne d'échappement du type comprenant :
- une ligne principale 93 sur laquelle est intercalé le dispositif de traitement 1 ;
- une ligne de recyclage 95 des gaz d'échappement vers une admission d'air 97 du moteur 99, la sortie supplémentaire 92 communiquant fluidiquement avec la ligne de recyclage 95.
Vers l'amont, la ligne principale 93 raccorde le dispositif de traitement 1 à un collecteur d'échappement 101 captant les gaz d'échappement provenant des chambres de combustion du moteur. Vers l'aval, la ligne principale 93 raccorde le dispositif de traitement à une canule non représentée par laquelle les gaz d'échappement, après purification, sont relargués dans l'atmosphère.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un dispositif de traitement 1 ayant les caractéristiques ci-dessus.
Le procédé comprend au moins les étapes suivantes :
- réaliser par calcul une cartographie de pression statique et/ou de vitesse des gaz d'échappement à l'intérieur du corps 29 ;
- en utilisant la cartographie, déterminer en différents points répartis sur les parois du guide flux 65 une différence entre une pression statique côté intérieur du guide flux et une pression statique côté extérieur du guide flux et/ou une vitesse tangentielle des gaz d'échappement côté intérieur du guide flux ;
- déterminer un intervalle de variation de la différence de pression statique auxdits points et/ou un intervalle de variation de la vitesse tangentielle auxdits points ;
- réaliser des trous 83 dans les parois du guide flux 65 dans des zones où la différence de pression est dans une moitié inférieure de l'intervalle de variation de la différence de pression et/ou où la vitesse tangentielle est dans une moitié supérieure de l'intervalle de variation de la vitesse tangentielle.
Ainsi, la position des trous peut être choisie en ne considérant que les différences de pression de part et d'autre de la paroi du guide flux, ou que la vitesse tangentielle des gaz d'échappement au niveau de la paroi du guide flux, ou en considérant les deux critères à la fois.
La cartographie est réalisée par calcul, en considérant un ou plusieurs cas de fonctionnement typiques du véhicule.
L'intervalle de variation de la différence de pression est borné vers le bas par la plus faible différence de pression pour tous les points considérés, et vers le haut par la plus forte différence de pression pour tous les points considérés. Typiquement, on considère des points répartis sur toutes les parois du guide flux, notamment les parois 77, 79 et 81 .
De même, l'intervalle de variation de la vitesse tangentielle est borné vers le bas par la plus faible vitesse tangentielle pour les points considérés, et vers le haut par la plus forte vitesse tangentielle pour les points considérés.
Les trous sont réalisés là où la différence de pression est dans une moitié inférieure de l'intervalle de variation, de préférence dans un quart inférieur de l'intervalle de variation. De même, les trous sont réalisés de préférence dans les zones où la vitesse tangentielle est dans une moitié supérieure de l'intervalle de variation, de préférence dans un quart supérieur de l'intervalle de variation.
On loge le maximum de trous dans la zone où la différence de pression statique est dans la moitié inférieure de l'intervalle.
Un quatrième mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit, en référence aux figures 10 à 13.
Seuls les points par lesquels ce quatrième mode de réalisation diffère du premier seront détaillés ci-dessous. Les éléments identiques ou assurant les mêmes fonctions seront désignés par les mêmes références.
Dans le quatrième mode de réalisation, la plaque de base 47 du corps 29 est remplacée par un capot 105. Le capot 105 a une forme concave et est typiquement obtenue par emboutissage.
L'échangeur de chaleur 5 est logé dans le volume interne du corps 29, typiquement à l'intérieur du capot 105.
Le corps 29 comporte par exemple des cloisons internes 107, 109 disposées à l'intérieur du capot 105 et rigidement fixées au capot 105. Les cloisons internes 107, 109 divisent le volume interne du capot 105 (figure 1 1 ) en trois chambres, dénommées ci- après chambre d'entrée 1 1 1 , chambre intermédiaire 1 13 et chambre de sortie 1 15.
L'échangeur de chaleur 5 est placé dans la chambre intermédiaire 1 13, qui est délimitée entre les cloisons internes 107 et 109. L'entrée d'échangeur 25 est placée en coïncidence avec un orifice découpé dans la cloison interne 107. La sortie d'échangeur 27 est placée en coïncidence avec un autre orifice, découpé dans la cloison interne 109.
Le capot 105 présente un bord libre à contour fermé 1 17, délimitant une ouverture 1 19. Le bord libre 1 17 a une forme correspondant à celle de la bouche du couvercle 49. Elle est fixée de manière étanche à la bouche du couvercle 49, par exemple par soudure.
La chambre d'entrée 1 1 1 débouche dans le volume interne du couvercle 49 à travers l'ouverture 1 19, en amont de l'ouverture 61 .
La chambre de sortie 1 15 débouche elle aussi dans le volume interne du couvercle 49 à travers l'ouverture 1 19, mais en aval de l'ouverture 61 .
Comme visible plus particulièrement sur la figure 12, la cloison interne 109 délimite avec une zone 121 du capot 105 un orifice de coupure 123. Dans la position de court- circuit, le volet 31 obture l'orifice de coupure 123. La chambre de sortie 1 15 communique avec le volume interne du couvercle 49 seulement à travers cet orifice de coupure 123.
On voit sur les figures 12 et 13 qu'un bord 125 de la cloison interne 109 est plié de manière à délimiter avec la zone 121 une portée d'étanchéité pour le volet 31 . Le bord 125 et la zone 121 s'étendent dans un même plan, parallèle à l'axe X dans l'exemple représenté.
Comme visible sur les figures 1 1 à 13, le corps 29 comporte une pièce en équerre 127, le cadre 63 constituant un des deux pans de l'équerre. L'équerre 127 est rigidement fixée au capot 105. Le deuxième pan 129 de l'équerre s'étend dans l'ouverture 1 19, dans un plan sensiblement parallèle à cette ouverture 1 19. Ce plan contient ou est parallèle à l'axe X. Comme visible notamment sur la figure 12, le pan 129 comporte une zone pleine 133 prolongée par deux bras 135. La zone pleine 133 jouxte l'arête de jonction entre le cadre 63 et le pan 129. Les bras 135 prolongent la partie pleine 133 en s'éloignant de l'arête de jonction, et s'étendent le long du bord libre 1 17, de part et d'autre de la chambre 1 1 1 .
La cloison interne 107 est rigidement fixée à la partie pleine 133. Ainsi, la partie pleine 133 ferme la chambre intermédiaire 1 13, sensiblement depuis la cloison interne 107 jusqu'au cadre 63. La chambre intermédiaire 1 13 ne communique fluidiquement qu'avec la partie du volume interne du couvercle 49 située en aval de l'ouverture 61 .
Les deux bras 135 sont prévus pour permettre une fixation rigide, étanche du pan 129 au capot 105, notamment le long du bord 1 17.
Comme visible notamment sur les figures 1 1 à 13, une nappe d'un matériau isolant thermiquement est interposée entre l'échangeur de chaleur 5 et le capot 105 ou la paroi pleine 133. Cette nappe est référencée 137. Des tubes d'entrée et de sortie 139, 141 amènent le fluide caloporteur et évacuent celui-ci de l'échangeur 5. Ces tubes traversent le capot 105.
La circulation des gaz d'échappement va maintenant être décrite.
En position d'échange de chaleur, le clapet 31 obture l'ouverture 61 . Les gaz d'échappement pénétrant à l'intérieur du corps 29 par le premier orifice 39, parcourent le canal de circulation délimité par le guide flux 65, et sortent de celui-ci par l'interstice 71 et par les trous 83. Ils s'écoulent ensuite dans la chambre d'entrée 1 1 1 puis pénétrent dans l'échangeur de chaleur 5. Ils cèdent une partie de leur énergie calorifique au fluide caloporteur à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 5, et sortent de celui-ci pour pénétrer dans la chambre de sortie 1 15. Ils traversent ensuite l'orifice de coupure 123, reviennent dans le volume interne du capot 49, en aval de l'ouverture 61 , et quittent le corps 29 par le second orifice 41 .
Dans la position de court-circuit, le clapet 31 obture l'orifice de coupure 123.
L'ouverture 61 en revanche est dégagée. Les gaz d'échappement pénétrant dans le corps par le premier orifice 39 s'écoulent dans le canal de circulation délimité par le guide-flux 65 jusqu'à l'ouverture 61 . Ils traversent l'ouverture 61 et s'écoulent directement jusqu'au second orifice 41 .
Un cinquième mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit, en référence aux figures 14 et 15.
Seuls les points par lesquels ce cinquième mode de réalisation diffère du quatrième seront décrits ci-dessous. Les éléments identiques ou assurant les mêmes fonctions seront désignés par les mêmes références dans les deux modes de réalisation.
Dans le cinquième mode de réalisation, le volet 31 est mobile par rapport au corps 29 autour d'un axe de rotation sensiblement perpendiculaire au ou à chaque axe central X.
Par ailleurs, le passage direct de circulation des gaz d'échappement et le passage indirect sont superposés selon le ou un des axes centraux X.
Dans l'exemple représenté, le passage direct est disposé à proximité immédiate de la sortie 20. Le passage indirect, dans lequel est logé l'échangeur de chaleur 5, est décalé axialement à distance de la sortie 20. Le passage direct et le passage indirect sont séparés l'un de l'autre par une cloison intermédiaire 145 sensiblement perpendiculaire à l'axe X.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 14 et 15, outre la cloison intermédiaire 145, le corps 29 comporte une demi-coque inférieure 147, une demi-coque supérieure 149, un cône de sortie 151 et un cadre 153 sur lequel est articulé le volet 31 . La demi-coque inférieure 147 présente un fond 155 entouré par un bord tombé inférieur 157. Le premier orifice 39 est découpé dans le fond inférieur 155. Le fond inférieur 155 est plaqué contre la partie d'extrémité aval 17 de l'enveloppe externe 9 de l'organe de purification 3. Plus précisément, le fond inférieur 155 est plaqué contre le fond 21 de la partie d'extrémité aval.
La demi-coque supérieure 149 comporte un fond supérieur 159, entouré par un bord tombé supérieur 161 . Le bord libre du bord tombé inférieur 157 est engagé dans le bord libre du bord tombé 161 et est soudé étanche sur celui-ci.
L'équerre 153 a une forme générale de coin.
Plus précisément, elle comporte une plaque inférieure 163 et une plaque supérieure 165, s'étendant dans des plans respectifs formant un angle compris entre 45 et 105° l'un avec l'autre. Les plaques inférieure et supérieure 163, 165 sont raccordées l'une à l'autre par une partie arquée 167. Les plaques 163 et 165 sont parallèles à l'axe de rotation du volet. Dans l'exemple représenté, les plaques inférieure et supérieure 163 et 165 convergent l'une vers l'autre, c'est-à-dire converge vers la partie arquée 167, suivant une direction transversale Y perpendiculaire à la fois à l'axe de rotation et à l'axe central X.
Les plaques inférieure et supérieure 163 et 165 sont également raccordées l'une à l'autre par deux plaques d'extrémités 169, sensiblement perpendiculaires à l'axe de rotation. Dans l'exemple, les plaques 169 ont une forme triangulaire. Les plaques 169 supportent les paliers de guidage en rotation du volet 31 .
L'ouverture 61 est découpée dans la plaque inférieure 163. Une ouverture intermédiaire 171 est découpée dans la plaque supérieure 165. Le volet 31 est placé dans le volume délimité entre les plaques 169, la plaque inférieure 163 et la plaque supérieure 165. Dans la position d'échange de chaleur, représentée sur la figure 14, le volet 31 obture l'ouverture 61 . Dans la position de court-circuit, le volet 31 obture l'ouverture intermédiaire 171 , comme représenté sur la figure 15.
L'ouverture 61 et le premier orifice 39 s'étendent de préférence dans des plans respectifs formant entre eux un angle compris entre 30 et 60°, qui vaut 45° dans l'exemple représenté.
Les plaques 169, la plaque inférieure 163 et la plaque supérieure 165 délimitent à l'opposé de la partie arquée 169 une ouverture de sortie 173, dans laquelle est emboîté le cône de sortie 151 . La seconde sortie 41 est délimitée par l'extrémité de ce cône opposée au cadre 153. Le cône 151 est soudé étanche sur le cadre 153.
Les bords tombés inférieur et supérieur 157, 161 présentent des interruptions en vis-à-vis l'une de l'autre, le cadre 153 étant enfoncé entre les demi-coques à travers ces interruptions. L'ouverture de sortie 173 est située sensiblement au niveau des interruptions. En revanche, la partie arquée 167 est enfoncée à l'intérieur du volume délimité par les demi-coques inférieure et supérieure. Les plaques d'extrémité 169 sont plaquées contre les zones des bords tombés inférieur et supérieur jouxtant les interruptions.
La plaque intermédiaire 145, à une extrémité transversale, est soudée contre la partie arquée 167. Elle s'étend transversalement à partir de la partie arquée 167. Son extrémité transversale opposée 175 est située à distance transversalement des bords tombés 157 et 161 .
Dans l'exemple représenté, on crée ainsi entre l'extrémité transversale 175 et le bord tombé 157 une lumière 177 par laquelle le passage direct de circulation communique avec le passage indirect.
L'échangeur de la chaleur 5 est placé dans le passage indirect, entre la cloison intermédiaire 145 et le fond supérieur 159. Les tubes 179 de l'échangeur de chaleur, parcourus par les gaz d'échappement, s'étendent transversalement.
Dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures 14 et 15, l'extrémité aval 67 du guide de flux 65 s'arrête plus loin de l'ouverture 61 que dans les autres modes de réalisation. Ainsi, l'interstice 71 séparant l'extrémité aval 67 de la plaque inférieure 163 est de grande largeur.
Selon une disposition avantageuse représentée sur les figures 14 et 15, le guide flux 65 est venu de matière avec le fond 21 . Il est par exemple obtenu par emboutissage du fond 21 . Il fait saillie à l'intérieur du corps 29 à travers le premier orifice 39.
Comme illustré sur la figure 14, dans la position d'échange de chaleur du volet 31 , les gaz d'échappement pénètrent dans le corps 29 par le premier orifice 39. Ils sont canalisés par le guide flux 65 jusqu'à l'interstice 71 . Une partie des gaz d'échappement traverse le guide flux par les trous 83.
Les gaz d'échappement circulent alors transversalement à partir de l'interstice 71 , jusqu'à l'ouverture 177. Ils pénètrent dans le passage indirect à travers l'ouverture 177. Ils circulent alors transversalement à travers l'échangeur de chaleur 5, et passent à travers l'ouverture intermédiaire 171 . Ils circulent ensuite dans le cône de sortie 151 jusqu'au second orifice 41 .
Quand le volet 31 est en position de court-circuit, les gaz d'échappement pénètrent dans le volume interne du corps 29 par le premier orifice 39, et sont canalisés par le guide flux 65 jusqu'à l'ouverture 61 . Après avoir traversé l'ouverture 61 , ils parcourent le cône de sortie 151 et sortent du corps 29 par le second orifice 41 .
Ce cinquième mode de réalisation présente de multiples avantages. Du fait de l'orientation de l'axe de rotation du volet, l'actionneur entraînant le volet en rotation par rapport au corps 29 peut être disposé sur le côté du corps 29, et non pas axialement dans le prolongement du corps 29 comme dans le premier mode de réalisation. La tige 37 d'entraînement du volet 31 peut sortir soit d'un côté du corps 39 soit du côté opposé.
Du fait que le guide flux 65 est intégré dans le fond 21 , le dispositif comporte une pièce de moins que dans le quatrième mode de réalisation.
L'axe du cône de sortie 151 est orientable selon le besoin, ce qui n'est pas possible dans le quatrième mode de réalisation.
Le cadre 153, supportant les paliers de rotation du volet 31 , est une structure rigide, indépendante des demi-coques inférieure et supérieure.
L'angle de rotation permettant de faire passer le volet 31 de sa position d'échange de chaleur à sa position de court-circuit est faible.
Le couple de manœuvre est réduit, du fait que la largeur radiale du volet est réduite au profit de sa largeur axiale. Ainsi, le bras de levier de l'effort des gaz est réduit, et donc le couple de manœuvre et de maintien est réduit lui aussi.
Le cadre 153 est assemblé au cône de sortie 151 par une soudure périphérique, permettant d'éviter toutes fuites entre ces deux pièces.
Dans le cinquième mode de réalisation, le corps 29 présente un encombrement réduit par rapport au quatrième mode de réalisation, au moins suivant la direction axiale.
Plusieurs variantes du cinquième mode de réalisation vont maintenant être décrites, en référence aux figures 16 et 17.
Seuls les points par lesquels chaque variante diffère du mode de réalisation des figures 14 et 15 seront détaillés ci-dessous. Les éléments identiques ou assurant les mêmes fonctions seront désignés par les mêmes références.
Ces variantes peuvent être mises en œuvre indépendamment les unes des autres , ou en combinaison.
Le guide flux 65 est plus long que dans l'exemple de réalisation des figures 14 et 15. Il s'étend pratiquement jusqu'à la plaque inférieure 163, de telle sorte que l'interstice 71 est de largeur réduite.
Par ailleurs, le guide flux 65 n'est pas venu de matière avec le fond 21 . Il est rapporté soit sur le fond 21 soit sur la demi-coupelle inférieure 147.
L'échangeur de chaleur 5 est disposé dans une position inclinée, comme visible sur les figures. Ainsi, les tubes 179 ne sont pas d'orientation transversale mais forment un angle avec la direction transversale, compris typiquement 10° et 30°. L'extrémité amont de chaque tube 179 est, suivant l'axe central X, relativement plus proche de la sortie 20 que l'extrémité aval du tube.
La position inclinée permet de réduire le volume du corps, et la surface d'échange en amont de l'échangeur. Elle permet donc de minimiser les pertes thermiques et l'inertie thermique, et de minimiser les variations de section du canal entre l'interstice et l'entrée de l'échangeur.
L'enveloppe externe de l'échangeur de chaleur 5 définit la cloison intermédiaire 175, et une partie du fond supérieur 159. En conséquence, la nappe 137 est supprimée.
A l'extrémité transversale du corps 29 opposée au cône 151 , le bord tombé inférieur 157 et le bord tombé supérieur 161 sont remplacés par un couvercle arrière 181 . Ce couvercle arrière 181 est soudé étanche sur la demi-coque inférieure 147 et sur l'enveloppe externe de l'échangeur de chaleur 5. La présence du couvercle permet de faciliter l'emboutissage des deux demi-coques 147 et 149.
Le couvercle arrière 181 a une forme adaptée pour optimiser la performance de l'échangeur de chaleur 5, en optimisant la distribution des gaz d'échappement dans les tubes 179 de l'échangeur de chaleur. La distribution est optimisée selon deux directions, à savoir parallèlement à l'axe central X, et parallèlement à l'axe de rotation du volet. Une telle optimisation est possible du fait de l'inclinaison de l'échangeur de chaleur.
Avantageusement, l'échangeur de chaleur 5 comporte un nombre réduit de tubes. Ces tubes sont plus larges dans le sens de la plus grande dimension transversale de la section de l'échangeur. Dans l'exemple représenté, l'échangeur 5 comporte quatre tubes 179, superposés les uns aux autres, chaque tube 179 s'étendant sur toute la largeur de l'échangeur de chaleur 179, cette largeur étant prise parallèlement à l'axe de rotation du volet.
Quel que soit les modes ou variantes de réalisation de l'invention, le guide-flux 65 est de préférence distinct du corps 29.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Dispositif de traitement des gaz d'échappement d'un véhicule, le dispositif (1 ) comprenant :
- au moins un organe (3, 85) de purification des gaz d'échappement, le ou chaque organe de purification (3, 85) comportant une enveloppe externe (9, 89), un substrat (1 1 , 87) de purification des gaz d'échappement logé dans l'enveloppe externe (9, 89) et présentant un axe central (X, X'), la ou au moins une des enveloppes externes (9, 89) présentant une sortie (20) d'organe de purification pour les gaz d'échappement ;
- un échangeur de chaleur (5) comportant un côté de circulation des gaz d'échappement pourvu d'une entrée (25) d'échangeur pour les gaz d'échappement et d'une sortie (27) d'échangeur pour les gaz d'échappement, l'échangeur de chaleur (5) étant situé axialement au-delà d'une extrémité axiale du substrat (1 1 , 87) du ou de chaque organe de purification (3, 85) ;
- un corps (29) délimitant un volume interne ;
- une vanne (7) comportant un volet (31 ) disposé dans le volume interne du corps (29) et mobile par rapport au corps (29);
caractérisé en ce que
- l'entrée d'échangeur (25) et la sortie d'échangeur (27) débouchent dans le volume interne ;
- au moins 45% d'un volume du corps (29), de préférence au moins 55%, est dans un espace fictif (E) situé dans le prolongement axial du ou des substrats de purification (1 1 , 87), l'espace fictif (E) comprenant, pour le ou chaque organe de purification (3, 85), un cylindre coaxial à l'axe central (X, X') du substrat de purification (1 1 , 87) dudit organe de purification (3, 85) et de section droite perpendiculairement audit axe central (X, X') identique à une projection orthogonale du substrat de purification (1 1 , 87) dudit organe de purification (3, 85) dans un plan perpendiculaire audit l'axe central (X, X') ;
- le corps (29) comporte au moins un premier orifice (39) communiquant fluidiquement avec la sortie d'organe de purification (20), et un deuxième orifice (41 ) définissant une sortie pour les gaz d'échappement.
2. - Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le premier orifice (39) et l'entrée d'échangeur (25) s'étendent dans des plans respectifs formant entre eux un angle compris entre 30° et 120°.
3. - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le volet (31 ) est déplaçable au moins entre une position de court-circuit dans laquelle le volet (31 ) dégage un passage direct pour les gaz d'échappement depuis le premier orifice (39) jusqu'au deuxième orifice (41 ) sans passer par l'échangeur de chaleur (5), et une position d'échange de chaleur dans laquelle le volet (31 ) obture une ouverture (61 ) et coupe le passage direct, le dispositif (1 ) comprenant un guide flux (65) délimitant un canal de circulation pour les gaz d'échappement depuis le premier orifice (39) vers l'ouverture (61 ), de préférence jusqu'à l'ouverture (61 ).
4. - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier orifice (39) et l'ouverture (61 ) s'étendent dans des plans respectifs formant entre eux un angle compris entre 30° et 120°.
5. - Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'ouverture (61 ) est délimitée par un bord périphérique, le guide flux (65) présentant une extrémité aval
(67) délimitant une ouverture aval (69) par laquelle les gaz d'échappement sortent du canal de circulation, l'extrémité aval (67) étant séparée du bord périphérique de l'ouverture (61 ) par un interstice (71 ).
6. - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'extrémité aval (67), considérée en projection dans un plan contenant l'ouverture (61 ), s'inscrit à l'intérieur de l'ouverture (61 ), la projection étant selon une direction parallèle au plan dans lequel s'inscrit le premier orifice (39) et contenue dans un plan perpendiculaire à la fois au premier orifice (39) et à l'ouverture (61 ).
7. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le guide flux (65) présente une section de passage décroissante du premier orifice
(39) vers l'ouverture (61 ).
8. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le dispositif présente un passage indirect pour les gaz d'échappement depuis le premier orifice (39) jusqu'au deuxième orifice (41 ), passant par l'échangeur de chaleur (5), le passage direct et le passage indirect étant superposés selon le ou un des axes centraux (X).
9. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premier et deuxième orifices (39, 41 ) s'étendent dans des plans respectifs formant entre eux un angle compris entre 30° et 120°.
10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins 30% d'un volume de l'échangeur de chaleur (5), de préférence au moins 45%, est dans l'espace fictif (E).
1 1 .- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (5) est logé dans le volume interne du corps (29).
12.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (5) est disposé à l'extérieur du corps (29), le corps (29) ayant des troisième et quatrième orifices (43, 45) communiquant fluidiquement avec l'entrée d'échangeur (25) et avec la sortie d'échangeur (27).
13. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volet (31 ) est mobile par rapport au corps (29) autour d'un axe de rotation sensiblement perpendiculaire au ou à chaque axe central (X).
14. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le guide-flux (65) est distinct du corps (29).
15. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe externe (9) est fermée côté aval par un fond (21 ) dans lequel est ménagée la sortie d'organe de purification (20).
16. - Ligne d'échappement de véhicule, la ligne d'échappement comprenant :
- une ligne principale (93) sur laquelle est intercalé un dispositif de traitement (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes ;
- une ligne (95) de recyclage des gaz d'échappement vers une admission d'air (97) du moteur (99) ;
- le côté de circulation des gaz d'échappement de l'échangeur (5) comprenant une sortie supplémentaire (92) communiquant fluidiquement avec la ligne de recyclage (95).
17. - Procédé de fabrication d'un dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes :
- réaliser par calcul une cartographie de pression statique et/ou de vitesse des gaz d'échappement à l'intérieur du corps (29) ;
- en utilisant la cartographie, déterminer en différents points répartis sur des parois du guide flux (65) une différence entre une pression statique côté intérieur du guide flux (65) et une pression statique côté extérieur du guide flux (65) et/ou une vitesse tangentielle des gaz d'échappement côté intérieur du guide flux (65) ;
- déterminer un intervalle de variation de la différence de pression audits points et/ou un intervalle de variation de la vitesse tangentielle auxdits points;
- réaliser des trous (83) dans les parois du guide flux (65) dans des zones où la différence de pression est dans une moitié inférieure de l'intervalle de variation de la différence de pression et/ou la vitesse tangentielle est dans une moitié supérieure de l'intervalle de variation de la vitesse tangentielle.
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