FR2813096A1 - Dispositif et procede de traitement des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Dispositif et procédé de traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne notamment Diesel comportant un filtre à particules (10). Le filtre à particules (10) est destiné à être régénéré sans avoir en même temps de chute de pression dans la zone d'aspiration ou de réduction de la puissance spécifique du moteur. Pour cela, il est prévu au moins un échangeur de chaleur (1) pour chauffer les gaz d'échappement à filtrer avec la chaleur dégagée par les gaz d'échappement filtrés (13).

Description

La présente invention concerne un dispositif et un procédé de traitement

des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne

notamment d'un moteur Diesel comportant un filtre à particules, avec ré-

génération du filtre.

Etat de la technique Selon la réglementation qui tient compte de la progression des connaissances relative à la protection de la santé et de l'environnement, les émissions des véhicules sont soumises à des règles de plus en plus strictes. Pour respecter cette réglementation, il faut par exemple éliminer les particules solides à l'aide d'un filtre par les gaz

d'échappement en plus de l'utilisation de carburant modifié.

En particulier les moteurs Diesel produisent une quantité importante de suie et on estime que les gaz d'échappement des moteurs Diesel sont générateurs de cancer. C'est pourquoi de nombreux dispositifs

ont été proposés pour traiter les gaz d'échappement des moteurs Diesel.

De manière générale ces dispositifs se composent d'un système de filtre

retenant les composants particulaires. Un filtre efficace retient les parti-

cules de suie ayant notamment un diamètre de l'ordre de 10 à 5000 Nm.

Les particules retenues par de tels filtres chargent néan-

moins le filtre ou sa surface et réduisent le débit des gaz qui le traverse en augmentant ainsi la perte de charge au filtrage. Cette résistance ou perte de charge conduit à une augmentation de la consommation de carburant

allant jusqu'à l'arrêt du moteur si bien qu'il faut prévoir une phase de ré-

génération. Or, la régénération se fait de manière générale par une com-

bustion de la suie accumulée sans laisser pratiquement de résidus. Les températures des gaz d'échappement de moteurs Diesel sont de l'ordre de

C et en général cela ne suffit pas si bien qu'il faut des systèmes com-

plémentaires. Sans moyen complémentaire, la suie s'oxyde à partir

d'environ 550-600 C. Par la combinaison du filtre à suie et d'un cataly-

seur d'oxydation, en appliquant le revêtement catalytique au filtre ou en utilisant des additifs appropriés au carburant, on peut abaisser le seuil

inférieur de température pour l'oxydation de la suie jusqu'à environ 250-

350 C. Toutefois ces températures sont toujours au-dessus des tempéra-

tures usuelles des gaz d'échappement de moteurs Diesel actuels de sorte qu'il faut prendre des mesures augmentant la température pour garantir

la régénération des filtres.

Pour augmenter la température des gaz d'échappement on a

prévu jusqu'à présent, par exemple des chauffages électriques complé-

mentaires, des chauffages par micro-ondes ou des moyens internes au

moteur; du fait de la puissance de chauffage élevée, ces moyens nécessi-

s tent le cas échéant des batteries supplémentaires et la mise en oeuvre de

systèmes importants avec une augmentation considérable de la consom-

mation de carburant sinon on ne peut garantir l'augmentation nécessaire

de la température.

C'est ainsi qu'il est par exemple connu qu'en étranglant le débit massique d'air aspiré on peut augmenter la température des gaz d'échappement ou du procédé. Le document EP 0 010 384 décrit par exemple un dispositif modifiant l'air aspiré à l'aide d'un système de volet

d'étranglement réglable. Toutefois on ne peut atteindre la température né-

cessaire à l'allumage que dans la plage des charges élevées et des régimes élevés. Pour des situations de conduite principalement dans la plage des

faibles charges et des faibles vitesses de rotation, les conditions nécessai-

res à la régénération du filtre n'existent que très rarement en pratique.

On connaît également un mode de réalisation selon le do-

cument EP 0 010 384 qui permet d'atteindre une température de procédé suffisamment élevée pour dégager le filtre en brûlant la suie à faible

charge et faible régime par réinjection des gaz d'échappement et ce sys-

tème comprend entre autres une unité relativement compacte. Mais ce mode de réalisation ne convient que pour la régénération du filtre car pour un fonctionnement parfait du moteur à combustion interne, la teneur en

gaz d'échappement dans l'air d'alimentation ne doit pas dépasser 30 %.

Dans ces conditions, on ne peut atteindre dans tous les états de conduite,

la température des gaz d'échappement nécessaire à la régénération du fil-

tre. Il faut pour cela un dispositif de chauffage supplémentaire ce qui

augmente les moyens constructifs à mettre en oeuvre.

En principe le dispositif décrit dans le document

EP 0 010 384 nécessite une température de sortie aussi élevée que possi-

ble du filtre à particules pour, entre autres, préchauffer aussi fortement

que possible l'air aspiré.

De plus, le document DE 35 22 431 décrit un dispositif qui augmente la température des gaz d'échappement par un échangeur de

chaleur placé derrière le filtre à suie qui préchauffe l'air aspiré par le mo-

teur à combustion interne. D'une part cela réduit la durée de la phase de chauffage et d'autre part cela augmente suffisamment la température du gaz de procédé même à faible charge pour permettre une régénération du filtre. Il est notamment prévu un volet de réglage assurant qu'à pleine charge ou en cas de dépassement de la température limite supérieure sur le filtre à suie, l'air aspiré contourne l'échangeur de chaleur. Cela diminue la réduction de puissance provoquée à pleine charge par l'échangeur de

chaleur et protège le filtre à suie contre toute surchauffe.

L'inconvénient du dispositif ainsi décrit est que la tempé-

rature d'allumage est nécessaire à la régénération du filtre ne peut être atteinte que lorsque le moteur a passé la phase de chauffage. De plus, il est particulièrement gênant que l'échangeur de chaleur se trouve dans la

zone d'aspiration car cela crée une perte de pression dans le fonctionne-

ment du moteur. Le volet d'étranglement évoqué ci-dessus, représente une

mise en oeuvre de moyens supplémentaires et c'est pourquoi il est indis-

pensable dans la plage de la pleine charge pour maintenir la puissance.

Les systèmes de filtre de gaz d'échappement connus sont

relativement coûteux et en particulier dans la plage d'aspiration du mo-

teur ils créent une chute de pression particulièrement critique ou une ré-

duction de la puissance à pleine charge.

Avantages de l'invention La présente invention a pour but de développer un dispositif

et un procédé de traitement des gaz d'échappement d'un moteur à com-

bustion interne notamment d'un moteur Diesel avec un filtre à particules à régénération, réduisant significativement la mise en oeuvre de moyens liés au système et sans entraîner de chute de pression dans la plage

d'aspiration ni de réduction de la densité de puissance du moteur.

A cet effet l'invention concerne un dispositif ou un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un échangeur de chaleur pour chauffer les gaz d'échappement à filtrer, au

moins à l'aide de la chaleur des gaz d'échappement filtrés.

Le dispositif selon l'invention se caractérise en ce qu'il est prévu au moins un échangeur de chaleur pour chauffer les gaz d'échappement à filtrer au moins à l'aide de la chaleur dégagée par les gaz

d'échappement filtrés.

De manière avantageuse, l'échangeur de chaleur selon l'invention permet de récupérer la chaleur des gaz d'échappement pour la régénération du filtre ce qui réduit considérablement la consommation d'énergie pour atteindre la température de régénération, tout en évitant la

moindre réduction de puissance du moteur à combustion interne.

A titre d'exemple, selon différentes conditions de fonction-

nement du moteur à combustion interne, entre autres par la réaction exothermique de l'oxydation catalytique des composants d'hydrocarbures imbrûlés contenus encore dans les gaz d'échappement, on produit un échauffement supplémentaire du filtre à particules et ainsi des gaz

d'échappement à filtrer à l'aide de l'échangeur de chaleur selon l'invention.

On réduit au minimum les moyens constructifs à mettre en oeuvre dans le

dispositif selon l'invention pour le traitement des gaz d'échappement.

Il est prévu notamment une conduite collectrice pour four-

nir tout le gaz d'échappement à l'échangeur de chaleur, cette conduite

collectrice étant prévue en amont de celui-ci pour arriver à un apport calo-

rifique aussi important et efficace que possible par les gaz d'échappement

à filtrer dans l'échangeur de chaleur.

Selon un développement de l'invention, il est prévu au moins un filtre à particules et un échangeur de chaleur regroupés sous la

forme d'un ensemble. Ainsi, de manière avantageuse, on aura une conver-

sion très peu encombrante, efficace et économique pour le dispositif selon l'invention. De manière générale on utilise la chaleur de filtrage dégagée

par la régénération ou la chaleur dégagée par les gaz d'échappement à fil-

trer dans l'ensemble de l'échangeur de chaleur si bien que la température des gaz d'échappement sera relativement faible à la sortie de l'échangeur de chaleur. Selon l'invention on arrive ainsi à un préchauffage maximum

possible des gaz d'échappement filtrés.

Il est prévu au moins un dispositif de chauffage complé-

mentaire pour que par exemple dans des conditions de fonctionnement ou

des conditions climatiques extrêmes, la régénération du filtre reste assu-

rée. Le dispositif de chauffage complémentaire peut avantageusement être prévu soit entre les deux zones de gaz de l'échangeur de chaleur et/ou être intégré dans l'échangeur de chaleur. Ainsi on peut réaliser de manière avantageuse une régénération du filtre avant que le moteur à combustion

interne n'atteigne sa température de fonctionnement.

Un mode de réalisation préférentiel de l'invention, prévoit au moins une commande dépendant de la température, du temps, de la composition des gaz et/ou de la pression. Pour cela on peut par exemple

réaliser un allumage automatique du dispositif de chauffage complémen-

taire en dépassant une différence de pression définie, entre l'entrée du fil-

tre et sa sortie. De plus, cela permet le cas échéant d'appliquer une surveillance de température du filtre ou de l'échangeur de chaleur. On peut éviter la surchauffe du filtre entre autres, en pleine charge du moteur

à combustion interne, par exemple en contournant l'échangeur de cha-

leur. De même on peut commander la quantité de chaleur fournie par le dispositif de chauffage complémentaire en fonction de la température du filtre. Selon l'invention, le filtre à particules sera régénéré le cas échéant

également par anticipation dans les conditions correspondantes c'est-à-

dire avant qu'une régénération n'est nécessaire sans chauffage complé-

mentaire. La commande comprend de préférence un système de gestion

qui surveille par exemple pratiquement tous les composants du véhicule.

De manière avantageuse des moyens sont prévus pour fournir au moins de l'air à la veine de gaz d'échappement pour que le cas échéant, suivant la composition des gaz d'échappement, on peut réaliser

une injection d'air supplémentaire ce qui améliore la réaction exothermi-

que de l'oxydation catalytique des composants d'hydrocarbures imbrûlés restant dans les gaz d'échappement ou l'oxydation de la suie. Pour cela est par exemple avantageux d'injecter des hydrocarbures dans la veine de gaz d'échappement. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'échangeur de chaleur présente une structure qui augmente la surface

superficielle. C'est ainsi que par exemple en branchant en parallèle plu-

sieurs unités d'échangeurs de chaleur ou encore avec des parois d'échange de chaleur non planes, structurées ou à effet analogue, on peut transmettre la chaleur du filtre ou des gaz d'échappement filtrés aux gaz

d'échappement à filtrer, d'une manière avantageuse.

Selon un mode de réalisation préférentiel, la tubulure d'échappement entre le moteur à combustion interne et l'échangeur de chaleur comporte un point de dérivation par lequel les gaz d'échappement

peuvent être divisés en une veine principale et une veine auxiliaire. Pen-

dant la régénération des particules du filtre, seulement une partie de la veine de gaz est fournie à l'échangeur de chaleur au dispositif de chauffage complémentaire ce qui permet un chauffage rapide des particules du filtre

avec une consommation minimale d'énergie de chauffage.

En principe tous les modes de réalisation de l'invention aboutissent à une réduction significative de la quantité d'énergie et de chauffage complémentaire et des moyens constructifs à mettre en oeuvre ce qui permet un fonctionnement beaucoup plus économique et plus avantageux du point de vue de l'environnement vis-à-vis de l'état de la technique. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de différents exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma par blocs d'un dispositif selon l'invention en combinaison avec un moteur à combustion interne, - la figure 2 est un schéma d'un dispositif selon l'invention, la figure 3 est un schéma d'un autre dispositif selon l'invention,

- la figure 4 est un schéma d'un dispositif selon l'invention avec plu-

sieurs unités d'échange de chaleur,

- la figure 5 est une courbe de température de principe dans un disposi-

tif selon l'invention, - la figure 6 est une vue schématique d'un dispositif selon l'invention avec un point de dérivation dans la tubulure des gaz d'échappement, - la figure 7 est un schéma d'un dispositif selon l'invention avec un échangeur de chaleur à stratification active catalytique, - la figure 8 est un schéma d'un dispositif selon l'invention à deux échangeurs de chaleur,

- la figure 9 est un schéma d'un dispositif selon l'invention à deux ins-

tallations de traitement des gaz d'échappement.

La figure 1 montre par un schéma par blocs d'un échangeur de chaleur 1 selon l'invention relié par une conduite de liaison 2 à un

moteur à combustion interne 3. La figure 1 montre également une tubu-

lure d'aspiration 4 du moteur à combustion interne 3 et une tubulure

d'échappement 5.

La tubulure des gaz d'échappement selon l'exemple de réa-

lisation de la figure 1 peut passer au choix, soit dans une conduite d'échangeur de chaleur 6 soit dans la conduite des gaz d'échappement 5 par l'intermédiaire d'un volet d'étranglement 7, installé en option. Le volet d'étranglement 7 permet de contourner l'échangeur de chaleur 1 de sorte que notamment lorsque le moteur à combustion interne 3 fonctionne en pleine charge, on évite la surchauffe de l'échangeur de chaleur 1 ou du

filtre à particules non représenté de manière détaillée à la figure 1.

Le dispositif représenté à la figure 1 comprend en outre un dispositif de chauffage 8 et une unité de commande 9. Des capteurs de température ou de pression non représentés déterminent par exemple la

pression en amont et en aval de l'échangeur de chaleur 1 ou du filtre.

Pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne 3, la suie contenue dans les gaz d'échappement se dépose sur le filtre de sorte que

l'unité de commande 9 détermine à l'aide des capteurs de pression évo-

qués ci-dessus, une différence de pression en amont et en aval de l'échangeur de chaleur 1 et cette différence augmente avec la progression de l'encombrement du filtre avec la suie. Lorsque la différence de pression

ainsi obtenue dépasse un seuil réglable, on allume par exemple le disposi-

tif de chauffage 8 pour régénérer le filtre.

D'autres stratégies de régénération du filtre sans mesure de différences de pression sont également envisageables. Par exemple on peut

utiliser la durée de fonctionnement du procédé commandé ou la recon-

naissance des états de fonctionnement ce qui nécessite très peu d'énergie

de chauffage supplémentaire.

La figure 2 montre un échangeur de chaleur 1 avec un filtre pendant la phase de fonctionnement du dispositif de chauffage 8. Le dispositif de chauffage 8 est représenté schématiquement par un brûleur

mais on peut également envisager d'autres solutions électriques ou chimi-

ques comme par exemple catalytiques ou encore la conversion d'un maté-

riau chauffant. De plus, on peut utiliser à la fois des dispositifs de chauffage 8 distincts ou des dispositifs de chauffage intégrés. Par exemple des céramiques conductrices électriques ou l'intégration de fils chauffants dans une céramique frittée isolante électrique peuvent être envisagées. La céramique peut avantageusement s'utiliser en même temps comme filtre;

on peut utiliser des céramiques à revêtement catalytique ou non-

catalytique. De plus on peut introduire de l'énergie thermique complé-

mentaire dans le boîtier de la veine de gaz ou de l'échangeur de chaleur.

Pour chauffer la veine d'alimentation 1 1, c'est-à-dire les gaz d'échappement du moteur à combustion interne 3 passant par la conduite de liaison 2 dans l'échangeur de chaleur 1, on utilise la chaleur dégagée

par les gaz d'échappement filtrés à travers la paroi 12 d'échange de cha-

leur. Selon l'invention, le transfert de chaleur se fait à la fois dans la zone d'entrée B ou zone de filtre D et dans une zone de sortie E ou zone d'entrée A de l'échangeur de chaleur 1. Le courant de sortie 13 correspond à la zone de sortie E, y compris la zone de filtre D. Selon l'invention, on prévoit un refroidissement aussi poussé que possible de la veine de sortie

13 à l'aide de l'échangeur de chaleur 1.

On arrive à une température élevée du filtre 10 ou de la veine de gaz de sortie 13 par exemple du fait d'une réaction exothermique lors de l'oxydation catalytique des résidus d'hydrocarbures présents dans la veine d'alimentation 1 1, dans la zone D du filtre 10 et/ou à l'aide du

dispositif de chauffage 8.

La figure 5 montre à titre d'exemple la courbe de tempéra-

ture de principe dans l'échangeur de chaleur 1. Cette figure montre que la veine d'alimentation 1 1 arrive dans l'échangeur de chaleur à une température d'entrée Te. Dans les zones d'entrée A, B, la veine d'alimentation 1 1 est très fortement préchauffée de sorte que le gaz d'échappement de la

zone de chauffage C sera relativement peu chauffée de manière complé-

mentaire par le dispositif de chauffage 8, pour passer au-delà de la tempé-

rature d'allumage Tz. Au-dessus de cette température d'allumage Tz on a

l'auto-allumage de la veine de gaz d'échappement ce qui produit la régéné-

ration du filtre 10. La régénération du filtre 10 dans l'échangeur de cha-

leur 1 peut se faire de manière exothermique ou au moins de manière autothermique pour une conception appropriée du filtre ou de l'échangeur

de chaleur ce qui permet de couper l'alimentation en énergie complémen-

taire par le dispositif de chauffage 8.

Selon la courbe de température dans la zone de filtre D, la température des gaz d'échappement diminue légèrement. En particulier dans la zone de sortie E, on prend relativement beaucoup de chaleur de la veine de sortie de gaz 13 de sorte que cette veine quitte l'échangeur de

chaleur 1 à une température de sortie Ta relativement faible. En particu-

lier la figure 5 montre qu'un abaissement poussé, possible de la tempéra-

ture de sortie Ta pour le préchauffage de la veine d'alimentation 1 1 et ainsi

pour la régénération du filtre 10 est avantageux.

L'échangeur de chaleur 1 selon la figure 3 comporte, par rapport à l'échangeur de chaleur 1 de la figure 2, un volet d'étranglement 7 qui permet un contournement partiel ou total de la structure de l'échangeur de chaleur c'est-à-dire de la récupération de chaleur pour chauffer les gaz d'échappement à filtrer. Ainsi par exemple en pleine charge du moteur à combustion interne 3, on peut éviter la surchauffe du

filtre 10 ou d'un autre filtre 14.

Comme cela est connu, les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne 3 fonctionnant à pleine charge ont des températures supérieures à la température d'allumage Tz du filtre 10, 14 de sorte qu'il est avantageux de renoncer à récupérer la chaleur par l'échangeur de chaleur 1 ou d'éviter de surchauffer le filtre 10, 14. Dans la réalisation de la figure 3, la veine d'alimentation 11 passe pratiquement complètement

par le volet d'étranglement 7 dans la veine de sortie 15. Comme on con-

tourne ainsi le filtre 10, il faut pour cette raison que le filtre 14 traite toute

la veine des gaz d'échappement correspondant à la charge maximale.

La figure 4 montre schématiquement un échangeur de chaleur 16 formé par le montage en parallèle de plusieurs échangeurs de chaleur 1 de la figure 2. Le montage en parallèle des échangeurs de cha- leur 1 augmente notamment la surface totale de la paroi d'échange de

chaleur 12 ce qui permet une meilleure récupération de la chaleur. Plu-

sieurs orifices 17 sont prévus pour l'évacuation de la veine de sortie 13.

En principe, on peut combiner un nombre non limité

d'unités d'échange de chaleur 1. De plus, on peut envisager une alimenta-

tion directe de la veine d'alimentation 11 des différents cylindres du mo-

teur à combustion interne 1 ainsi qu'une alimentation par un collecteur puis une répartition entre différentes conduites. L'utilisation d'un seul ou de plusieurs dispositifs de chauffage 8 dans l'échangeur de chaleur 16 est envisageable. Les ouvertures 17 sont regroupées avantageusement dans une unique conduite de gaz d'échappement 5, en aval de l'échangeur de

chaleur 16.

Dans tous les dispositifs selon l'invention, le mécanisme de contrôle pour un allumage réussi du filtre à suie peut être un capteur de température placé à un endroit approprié de l'échangeur de chaleur 1, 16

notamment dans ou immédiatement derrière le filtre 10, 14. La tempéra-

ture mesurée peut être utilisée par l'unité de commande 9 pour comman-

der la puissance de chauffage fournie par le dispositif de chauffage 8 et le cas échéant la coupure de celui-ci. Dans le cas d'un moteur qui dégage beaucoup de suie ou si insuffisamment d'hydrocarbures sont contenus

dans la veine d'alimentation 1 1 et qu'en même temps le filtre 10, 14 fonc-

tionne catalytiquement, pour permettre la transformation des hydrocarbu-

res on peut également oxyder la suie et les hydrocarbures en continu

après un allumage unique du dispositif de chauffage 8.

La figure 6 montre un autre exemple de réalisation de la présente invention. La conduite de liaison 2 est équipée d'un volet à gaz d'échappement 20 à trois voies par lequel la veine de gaz d'échappement 1 1 provenant du moteur à combustion interne 3 peut être répartie en une veine principale et une veine auxiliaire. Pendant une phase de démarrage à froid du moteur à combustion interne 3 ou une phase de régénération du filtre 10, on règle par exemple le volet des gaz d'échappement 20 à trois voies, pour que seulement une petite partie des gaz d'échappement passe comme veine auxiliaire dans l'échangeur de chaleur 1 et ensuite dans

l'installation de chauffage 8 ou le filtre 10. Cela est avantageux car pen-

dant le démarrage à froid, la température des gaz d'échappement est trop faible pour régénérer le filtre 10 et il faudrait chauffer les gaz d'échappement par le dispositif de chauffage 10. Comme en divisant la veine des gaz d'échappement à ce moment seulement une faible partie des gaz d'échappement sera chauffée, on atteint une température plus élevée

pour les gaz d'échappement pour une consommation d'énergie relative-

ment faible. Pendant ce temps, la veine principale des gaz d'échappement

passe par la conduite 22 sans passer par l'échangeur de chaleur 1 et arri-

ver directement à l'extérieur.

Dès que les gaz d'échappement arrivant dans l'installation de chauffage 8 atteignent une température suffisamment élevée, on règle le volet de gaz d'échappement 20 à trois voies pour que toute la veine des gaz d'échappement passe par la conduite de liaison 2 et l'échangeur de

chaleur 1.

Pour éviter qu'à l'arrivée de gaz d'échappement 11 très chauds, le filtre 10 ne surchauffe, on peut de nouveau réunir la veine

principale des gaz d'échappement passant par la conduite 22 selon la fi-

gure 7 avant le filtre 10 en contournant l'échangeur de chaleur 1, à la

veine auxiliaire. En contournant l'échangeur de chaleur 1 on évite de sur-

chauffer les gaz d'échappement chauds et on réduit la pression antago-

niste des gaz d'échappement. Comme dispositif de chauffage de cet exemple de réalisation, il est prévu une injection de carburant au point de

jonction 28 dans la conduite de liaison 2. Ensuite, on a une transforma-

tion de préférence catalytique du carburant à injecter par exemple dans une couche catalytiquement active 30 intégrée à l'échangeur de chaleur 1,

avec l'oxygène résiduel contenu dans les gaz d'échappement.

La figure 8 montre un autre exemple de réalisation de la présente invention selon lequel deux systèmes comportant chaque fois des points d'injection 28, 29 des échangeurs de chaleur 1, 21 à un revêtement catalytiquement actif 30, 32 et des filtres 10, 40. La veine de gaz d'échappement 11 sortant du moteur à combustion interne 3 peut être

répartie par le volet de gaz d'échappement 20 à trois voies, selon la de-

mande de régénération, vers les filtres 10, 40 pour que par exemple pen-

dant la phase de régénération du filtre 10, seulement une veine auxiliaire de gaz d'échappement arrive par la conduite de liaison 2 à l'échangeur de chaleur 1 et que la veine principale passe par la conduite 22 et

l'échangeur de chaleur 21 et inversement.

Pendant une phase de démarrage froid, la veine principale des gaz d'échappement est conduite de préférence dans le premier filtre 10 qui retient les particules contenues dans les gaz d'échappement et du fait de la faible température des gaz d'échappement il n'y aura pas de régénération. Une veine auxiliaire de gaz d'échappement est fournie au second

filtre 40 et par injection de carburant au point d'alimentation 29 et trans-

formation catalytique on chauffe la couche catalytiquement active 32. Dès

que les gaz d'échappement du second filtre 40 ont une température suffi-

sante pour une régénération, on fait passer la veine principale des gaz d'échappement dans le second filtre 40 par le volet 20 à trois voies et on soumet le premier filtre 10 par exemple avec injection de carburant au point d'alimentation 28 et transformation catalytique de celui-ci sur la

couche catalytiquement active 30 à une régénération.

Comme pour cette procédure il n'est pas indispensable d'avoir un second échangeur 21, selon un autre exemple de réalisation représenté à la figure 9, on peut faire précéder par exemple le premier

fil-

tre 10 d'un échangeur de chaleur 1 de préférence avec un revêtement ca-

talytiquement actif 30 et relier le second filtre 40 uniquement par la

conduite de gaz d'échappement 22 avec le dispositif de chauffage 8 inté-

gré, au volet 20. Le volet 20 peut également être remplacé en variante par

deux vannes d'arrêt branchées en série.

En principe les différents modes de réalisation décrits ci-

dessus peuvent également se transposer à des systèmes de traitement en

aval de gaz d'échappement dans lesquels en plus ou la place des particu-

les de filtre on utilise un catalyseur accumulateur NOx.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1 ) Dispositif de traitement des gaz d'échappement d'un moteur à com-

bustion interne notamment d'un moteur Diesel comportant un filtre à particules, avec régénération du filtre, caractérisé en ce qu' il comporte au moins un échangeur de chaleur (1, 16, 21) pour chauffer les gaz d'échappement (11) à filtrer, au moins à l'aide de la chaleur des gaz

d'échappement filtrés (13).

2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par un collecteur pour fournir l'ensemble de la veine de gaz d'échappement

(1 l) à l'échangeur de chaleur (1, 16, 21) en amont de celui-ci.

3 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' au moins le filtre à particules (10, 14, 40) et l'échangeur de chaleur (1)

sont réalisés sous la forme d'un ensemble constructif.

4 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par

au moins un dispositif de chauffage complémentaire (8).

) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par au moins une commande (9) dépendant de la température, du temps, de

la composition des gaz et/ou de la pression.

6 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par

des moyens pour fournir de l'air à la veine de gaz d'échappement.

7 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que

l'échangeur de chaleur (1, 16) présente une structure à surface superfi-

cielle agrandie (16).

8 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en amont de l'échangeur de chaleur (1, 21) dans le sens de circulation des gaz d'échappement (11), la conduite de liaison (2) comporte un point de dérivation (20) pour diviser la veine de gaz d'échappement entre une veine principale et une veine auxiliaire. 9 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par

deux filtres à particules (10, 14, 40).

) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 9

caractérisé par

deux échangeurs de chaleur (1, 16, 21).

1) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (1, 21) comporte au moins dans une plage partielle

un revêtement catalytique (30, 32).

12 ) Procédé de régénération d'un système de traitement en aval des gaz d'échappement notamment d'un filtre à particules, caractérisé en ce que pendant la régénération des gaz d'échappement (11), on divise ceux-ci en une veine principale et une veine partielle, on chauffe la veine partielle et

on l'envoie au système de traitement des gaz d'échappement (10, 14, 40).

13 ) Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que

la veine partielle des gaz d'échappement est envoyée pendant la régénéra-

tion à un second système de traitement de gaz d'échappement.

14 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13,

caractérisé en ce qu'

on l'applique pendant la phase de démarrage à froid d'un moteur à com-

bustion interne (3).