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FR2927118A1 - Filtre a particules d'une conduite d'echappement d'un moteur a combustion interne comportant des parties de circulation des gaz d'echappement raccourcies en son centre - Google Patents

Filtre a particules d'une conduite d'echappement d'un moteur a combustion interne comportant des parties de circulation des gaz d'echappement raccourcies en son centre Download PDF

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FR2927118A1
FR2927118A1 FR0800603A FR0800603A FR2927118A1 FR 2927118 A1 FR2927118 A1 FR 2927118A1 FR 0800603 A FR0800603 A FR 0800603A FR 0800603 A FR0800603 A FR 0800603A FR 2927118 A1 FR2927118 A1 FR 2927118A1
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FR
France
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channels
matrix
face
particulate filter
input
Prior art date
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Withdrawn
Application number
FR0800603A
Other languages
English (en)
Inventor
Pascal Barbier
Mohamed Hajila
Stephanie Guerry
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
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Publication of FR2927118A1 publication Critical patent/FR2927118A1/fr
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Abstract

L'invention concerne un filtre à particules (12) d'une conduite d'échappement (70) d'un moteur à combustion interne comportant une matrice (120) avec des canaux (124, 125) adjacents séparés par des parois poreuses, s'étendant longitudinalement le long d'un axe (Z) central de la matrice entre une face d'entrée (130) et une face de sortie (131) des gaz d'échappement, et présentant une partie de circulation des gaz d'échappement ainsi qu'une partie obturée, canaux parmi lesquels des canaux (124) dits d'entrée ont leur partie obturée située du côté de la face de sortie de la matrice et des canaux (125) dits de sortie ont leur partie obturée située du côté de la face d'entrée de la matrice.Selon l'invention, au moins les canaux d'entrée situés à proximité de l'axe central de la matrice présentent une partie de circulation de longueur plus courte que celle des autres canaux.

Description

1 DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne un filtre à particules d'une conduite d'échappement d'un moteur à combustion interne comportant une matrice avec des canaux adjacents séparés par des parois poreuses, s'étendant longitudinalement le long d'un axe central de la matrice entre une face d'entrée et une face de sortie des gaz d'échappement, et présentant une partie de circulation des gaz d'échappement ainsi qu'une partie obturée, canaux parmi lesquels des canaux dits d'entrée ont leur partie obturée située du côté de la face de sortie de la matrice et des canaux dits de sortie ont leur partie obturée située du côté de la face d'entrée de la matrice. Elle concerne également une conduite d'échappement d'un moteur à combustion interne comportant un tel filtre à particules et un moteur à combustion interne comportant une telle conduite d'échappement. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE Les moteurs à combustion interne émettent dans leurs gaz d'échappement des hydrocarbures imbrûlés, des particules de suies et des molécules d'oxydes d'azote polluantes. Afin de limiter ces émissions polluantes, des dispositifs de traitement des gaz d'échappement sont implantés sur la ligne d'échappement en aval de la chambre de combustion.
Ces dispositifs de traitement comprennent notamment un filtre à particules placé en aval d'un catalyseur d'oxydation dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement. Ce filtre à particules fonctionne selon deux phases de fonctionnement alternées : dans une première phase, dite de fonctionnement normal, il piège les particules de suies. Dans une deuxième phase, dite de régénération active du filtre à particules, les particules piégées à l'intérieur du filtre sont brûlées et les gaz non polluants issus de leur combustion sont acheminés vers l'extérieur du moteur dans les gaz d'échappement. Un filtre à particules est classiquement formé d'une matrice en céramique poreuse monolithique qui comporte une multitude de canaux. Ces canaux sont alternativement ouverts sur une face d'entrée ou de sortie de la matrice. Les gaz d'échappement pénètrent dans les canaux ouverts sur la face d'entrée de la matrice du filtre à particules, traversent les parois latérales poreuses de ces canaux et sortent du filtre à particules par les canaux ouverts sur la face de sortie du filtre. Les particules présentes dans les gaz d'échappement ne traversent pas les parois latérales poreuses des canaux, et restent piégées dans les canaux ouverts sur la face d'entrée de la matrice du filtre à particules. 2 La température à l'entrée du filtre à particules pendant la phase de régénération active atteint une valeur comprise entre 550 et 650°C, environ égale à 620°C. Lorsque les gaz d'échappement traversent le filtre à particules pendant la régénération active de celui-ci, ils s'échauffent au contact des particules en combustion. Leur température est donc plus grande en aval du filtre qu'en amont. Ces gaz d'échappement évacuent la chaleur générée par la combustion des particules vers l'extérieur du filtre à particules. Dans certaines conditions, cette évacuation de la chaleur peut devenir insuffisante. Par exemple, dans le cas du passage au ralenti moteur pendant la régénération du filtre, le débit de gaz d'échappement dans le filtre diminue brusquement et ne permet plus d'évacuer la chaleur générée par la combustion des particules. La réaction de combustion s'accélère car le taux de dioxygène augmente et la température dans le filtre à particules augmente rapidement : on parle d'emballement de la combustion. L'emballement de la combustion peut également être dû à la présence d'une quantité excessive de particules piégées dans le filtre à particules. Cet emballement peut entraîner une dégradation du filtre à particules, voire sa destruction car le monolithe peut se fissurer. On cherche donc à minimiser les risques d'emballement de la combustion des particules dans le filtre à particules. Pour cela, il est connu par exemple de placer des zones d'absorption de fortes capacités thermiques dans le filtre qui absorbent et dissipent la chaleur générée par la combustion des particules. OBJET DE L'INVENTION Le but de la présente invention est de fournir un filtre à particules simple à réaliser et qui limite les risques d'emballement de la réaction de combustion des particules piégées dans un filtre à particules lors de sa régénération.
A cet effet, on propose selon l'invention un filtre à particules tel que défini en introduction, dans lequel au moins les canaux d'entrée situés à proximité de l'axe central de la matrice présentent une partie de circulation de longueur plus courte que celle des autres canaux. Les gaz d'échappement traversant le filtre à particules sont plus chauds au centre de la conduite d'échappement qu'en périphérie de cette conduite car ils ne sont pas en contact avec les parois extérieures du filtre et dissipent moins d'énergie. L'emballement de la combustion est favorisé par le chauffage des gaz 3 d'échappement circulant au centre du filtre à particules au contact des particules en combustion. Selon l'invention, la longueur de la partie de circulation des canaux d'entrée par lesquels les gaz d'échappement pénètrent dans le filtre à particules est plus faible lorsque ces canaux d'entrée sont proches de l'axe de la matrice que lorsqu'ils sont situés en périphérie de la matrice. Les gaz d'échappement traversant les canaux d'entrée centraux du filtre à particules sont donc moins longtemps en contact avec les particules en combustion.
La quantité de particules piégées dans les canaux d'entrée centraux est également plus faible que dans les canaux d'entrée périphériques et les gaz d'échappement traversant ces canaux d'entrée centraux sont en contact avec une moins grande quantité de particules en combustion. L'échauffement des gaz d'échappement circulant au centre de la matrice du filtre à particules est donc limité. Les risques d'emballement de la combustion sont alors réduits. La température dans le filtre à particules est plus homogène, et la répartition des particules piégées dans le filtre à particules est plus uniforme. Selon une première caractéristique avantageuse du filtre à particules selon l'invention, les canaux d'entrée et de sortie situés à proximité de l'axe central de la matrice présentent une partie de circulation de longueur plus courte que celle des autres canaux. Un tel filtre à particules peut facilement être obtenu directement par moulage de la matrice, ou par un usinage d'une matrice cylindrique classique.
Avantageusement alors, lesdites faces d'entrée et de sortie de la matrice sont concaves. Ainsi, la longueur totale des canaux de la matrice décroît régulièrement depuis la périphérie de la matrice jusqu'à son centre. Les zones obturées présentant de préférence des longueurs identiques, la longueur des parties de circulation des canaux décroît régulièrement depuis la périphérie de la matrice jusqu'à son centre. Alternativement, ladite face d'entrée de la matrice est plane et ladite face de sortie est concave ou ladite face d'entrée de la matrice est concave et ladite face de sortie est plane.
De même, la longueur des parties de circulation des canaux décroît alors régulièrement depuis la périphérie de la matrice jusqu'à son centre. Selon une autre caractéristique avantageuse du filtre à particules selon 4 l'invention, les canaux d'entrée situés à proximité de l'axe central de la matrice présentent une partie obturée de longueur plus grande que celle des autres canaux. Ainsi, la longueur des parties de circulation des canaux d'entrée situés à proximité de l'axe de la matrice est plus faible que celle des autres canaux. Avantageusement alors, lesdites faces d'entrée et de sortie de la matrice sont planes. Il est alors possible d'utiliser une matrice de forme cylindrique classique, avec des faces d'entrée et de sortie planes.
On propose également selon l'invention une conduite d'échappement d'un moteur à combustion interne comportant un filtre à particules tel que décrit précédemment. L'invention concerne enfin un moteur à combustion interne comportant une telle conduite d'échappement.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'UN EXEMPLE DE RÉALISATION La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une vue schématique de différents organes d'un moteur à combustion interne comportant un filtre à particules selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale selon un plan P représenté sur la figure 2 d'une matrice d'un filtre à particules selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue avant de la matrice du filtre à particules de la figure 2, - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'une matrice d'un filtre à particules selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une matrice d'un filtre à 30 particules selon une variante du deuxième mode de réalisation de l'invention, - la figure 6 est une vue en coupe longitudinale d'une matrice d'un filtre à particules selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Dans un souci de simplification des figures, les références désignant des éléments similaires du filtre à particules sur les figures 2 à 6 ont été conservées 35 d'une figure à l'autre. Sur la figure 1, on a représenté un moteur à combustion interne suralimenté comportant une chambre de combustion 23 alimentée en air frais par une ligne d'admission 300 et débouchant en aval sur une ligne d'échappement 400. La ligne d'admission 300 comporte une conduite d'admission 4 dans laquelle circule de l'air frais. Le débit d'air frais est mesuré en entrée de la 5 conduite d'admission 4 par un débitmètre d'air 1. Le moteur comprend un turbocompresseur 14 comportant deux turbines 2, 9. La turbine entraînante 9 est placée dans une conduite d'échappement 70 et entraîne la turbine entraînée 2 placée dans la conduite d'admission 4 afin de comprimer l'air frais y circulant.
Cette compression ayant pour effet de réchauffer l'air, il est prévu sur le trajet de la conduite d'admission 4, un refroidisseur d'air 3 qui refroidit l'air en sortie du turbocompresseur 14. La conduite d'admission 4 débouche dans un collecteur 6. Elle comporte en amont de ce collecteur 6 un volet d'admission 5. L'orientation du volet d'admission 5 par rapport à l'axe de la conduite d'admission 4 contrôle le débit d'air frais entrant dans le collecteur 6. Le collecteur 6 est relié à une valve d'admission 21 d'un cylindre 20 du moteur. L'air comprimé entre via cette valve d'admission 21 dans une chambre de combustion 23 du cylindre 20 et il est prévu un injecteur 8 qui injecte le carburant dans cette chambre. Après la combustion, les gaz résiduels d'échappement sont expulsés hors de la chambre de combustion 23 par une valve d'échappement 22 dans la conduite d'échappement 70 de la ligne d'échappement 400. Une partie de ces gaz d'échappement est prélevée par un circuit de recirculation 17 qui les ramène, après passage par un refroidisseur d'air 15, au collecteur 6 où ils se mélangent à l'air frais arrivant de la conduite d'admission 4. L'apport de gaz d'échappement dans le collecteur 6 est régulé par une vanne 13 dite EGR (Exhaust Gaz Recirculation). Les gaz d'échappement qui ne sont pas dirigés dans la conduite de recirculation 17 circulent dans la conduite d'échappement 70 pour arriver à la turbine entraînante 9 du turbocompresseur 14. Ils traversent ensuite un catalyseur d'oxydation 11 et un filtre à particules 12 de la ligne d'échappement 400 avant d'être libérés dans l'atmosphère. Le moteur comporte avantageusement une unité de commande électronique (UCE) 30 qui commande l'actionnement du volet d'admission 5 et de la vanne EGR 13 pour réguler le débit d'air dans le collecteur 6 et donc la quantité d'air introduite dans la chambre de combustion. 6 L'unité de commande électronique 30 commande également la quantité de carburant injectée par l'injecteur 8 dans la chambre de combustion ainsi que le moment de cette injection. Lorsque la quantité de particules piégées dans le filtre à particules 12 atteint une valeur seuil, la régénération active du filtre à particules 12 est déclenchée. La quantité de particules piégées dans le filtre à particules 12 est estimée par l'unité de commande électronique 30 à partir par exemple des informations qui lui sont données par deux sondes 18, 19 de pressions placées dans la conduite d'échappement 70 de part et d'autre du filtre à particules 12.
L'unité de commande électronique 30 reçoit également ici d'autres informations transmises par différents capteurs du moteur, dont par exemple le débitmètre 1 qui mesure le débit d'air frais à l'entrée de la conduite d'admission 4, un capteur de température 7 et une sonde à dioxygène 10 situés en amont de la turbine 9 du turbocompresseur 14 et un capteur de température 16 situé en amont du filtre à particules 12, juste devant son entrée. Ces informations permettent notamment la régulation de la température des gaz d'échappement traversant le filtre à particules 12 en vue de sa régénération active. Une buse d'injection additionnelle 100 traverse la paroi 50 de la conduite d'échappement 70 en amont du catalyseur d'oxydation 11 et du filtre à particules 12. Cette buse d'injection 100 est ici placée en aval du turbocompresseur 14. L'injection de carburant directement dans la conduite d'échappement 70 grâce à la buse d'injection 100 est également commandée par l'unité centrale électronique 30.
Le filtre à particules 12 comporte une matrice 120 monolithique réalisée en céramique réfractaire, par exemple en cordiérite. Cette matrice 120 est réalisée par moulage ou par extrusion. Cette matrice 120 est par exemple de forme cylindrique de révolution autour d'un axe de symétrie. Lorsque le filtre à particules 12 est en place dans la conduite d'échappement 70, cet axe de symétrie est parallèle ou confondu avec l'axe de la conduite d'échappement. La matrice 120 présente une surface latérale 121, une face d'entrée 130 par laquelle entrent les gaz d'échappement et une face de sortie 131 par laquelle sortent les gaz d'échappement lorsque le filtre à particules 12 est positionné dans la conduite d'échappement 70 sur le trajet des gaz d'échappement. Alternativement, la matrice peut présenter un volume délimité par une surface ovoïde tronquée à ses deux extrémités longitudinales selon un axe 7 parallèle à l'axe de la conduite. La matrice 120 comporte un certain nombre de canaux 124, 125 adjacents séparés par des parois poreuses, s'étendant longitudinalement entre la face d'entrée 130 et la face de sortie 131 de ladite matrice 120.
Ces canaux 124, 125 présentent par exemple une section carrée, comme représentée sur la figure 3. Alternativement, ils peuvent présenter une section circulaire, ovale, octogonale ou rectangulaire. La section de ces canaux 124, 125 est de préférence constante sur toute leur longueur. Alternativement, on peut envisager des canaux dont la section varie régulièrement le long de la matrice, par exemple des canaux présentant une forme tronconique. Typiquement, le diamètre D de la matrice 120 est compris entre 15 et 30 cm (variable en fonction du besoin), et sa longueur L est comprise entre 20 et 50 cm (variable en fonction du besoin). La section des canaux 124, 125 présente un côté de longueur S comprise entre 1 et 5 mm. Chaque canal 124, 125 comporte une partie de circulation des gaz d'échappement creuse dans laquelle les gaz d'échappement sont libres de circuler, et une partie obturée pleine à travers laquelle les gaz d'échappement ne circulent pas. Cette partie obturée est par exemple obturée par un bouchon 122, 123. Ce bouchon 122, 123 est situé à une extrémité du canal 124, 125, soit du côté de la face d'entrée 130 de la matrice, soit du côté de la face de sortie 131 de la matrice 120. Les bouchons 122 situés du côté de la face d'entrée 130 de la matrice sont appelés bouchons 122 avant, tandis que les bouchons 123 situés du côté de la face de sortie 131 de la matrice sont appelés bouchons 123 arrière.
Ainsi, les canaux 124, 125 peuvent être répartis en deux groupes : les canaux 124 d'entrée des gaz d'échappement sont obturés par un bouchon arrière 123 et les canaux 125 de sortie des gaz d'échappement sont obturés par un bouchon 122 avant. Comme visible sur la figure 3, où les canaux 124 d'entrée sont représentés en blanc et les canaux 125 de sortie sont ombrés, les canaux 124 d'entrée et 125 de sortie sont de préférence répartis alternativement dans la matrice 120. 8 Les bouchons 122 avant et 123 arrière sont par exemple réalisés dans le même matériau que la matrice 120 du filtre à particules 12. Alternativement, ils peuvent être réalisés dans un autre matériau céramique réfractaire.
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, au moins les canaux d'entrée 124 situés à proximité de l'axe Z central de la matrice 120 présentent une partie de circulation de longueur plus courte que celle des autres canaux 124, 125. Selon un premier mode de réalisation représenté sur les figures 2 et 3, les faces d'entrée 130 et de sortie 131 de la matrice 120 sont concaves. Cette forme des faces d'entrée 130 et de sortie 131 est obtenue soit directement lors du moulage de la matrice 120, soit par un usinage de la matrice 120. Les bouchons 123 arrière et 122 avant qui obturent les canaux 124 d'entrée et 125 de sortie présentent de préférence ici la même longueur.
Les faces d'entrée 130 et de sortie 131 de la matrice 120 étant concaves, elles sont incurvées vers l'intérieur du filtre à particules 12, de telle sorte que la longueur totale L1 d'un canal 124, 125 de la matrice 120 est d'autant plus faible que ce canal 124, 125 est proche de l'axe Z de symétrie de la matrice 120.
Par conséquent, la longueur de la partie de circulation de chaque canal 124, 125 est d'autant plus faible que ce canal 124, 125 est proche de l'axe Z de symétrie de la matrice 120. La longueur L2 de la partie de circulation d'un canal 124 d'entrée est mesurée entre une face interne 127 du bouchon 122 avant orientée vers l'intérieur du filtre à particules 12 et la face de sortie 131 de la matrice 120. La longueur de la partie de circulation d'un canal 125 de sortie est mesurée entre une face interne 126 du bouchon 123 arrière orientée vers l'intérieur du filtre à particules 12 et la face d'entrée 130 de la matrice 120. La longueur des canaux 124 d'entrée et 125 de sortie de la matrice 120 décroît ici régulièrement depuis la longueur des canaux périphériques les plus éloignés de l'axe Z de symétrie de la matrice 120, jusqu'à la longueur du canal ou des canaux s'étendant le long de l'axe Z de symétrie. La différence de longueur entre les canaux périphériques les plus éloignés de l'axe Z et les canaux les plus proches de cet axe Z est ici de 35 préférence comprise entre 5 et 15 cm. Pour une matrice 120 de longueur L égale à 30 cm, cette différence est par exemple égale à 10 cm. 9 Selon un second mode de réalisation du filtre à particules selon l'invention, représenté sur la figure 4, ladite face d'entrée 130 de la matrice 120 est plane et ladite face de sortie 131 est concave. Cette forme de la face de sortie 131 est obtenue soit directement lors du moulage de la matrice 120, soit par un 5 usinage de la matrice 120. De même que dans le premier mode de réalisation, les bouchons 123 arrière et 122 avant qui obturent les canaux 124 d'entrée et 125 de sortie présentent de préférence ici la même épaisseur. La face de sortie 131 de la matrice 120 étant concave, elle est incurvée 10 vers l'intérieur du filtre à particules 12, de telle sorte que, comme dans le premier mode de réalisation, la longueur totale des canaux 124 d'entrée et 125 de sortie est d'autant plus faible que ces canaux 124 d'entrée et 125 de sortie sont proches de l'axe Z de symétrie de la matrice 120. Ces longueurs décroissent ici régulièrement depuis la longueur des 15 canaux périphériques les plus éloignés de l'axe Z de symétrie de la matrice 120, jusqu'à la longueur des canaux s'étendant le long de l'axe Z de symétrie. La différence de longueur entre les canaux périphériques les plus éloignés de l'axe Z et les canaux les plus proches de cet axe Z est ici de préférence comprise entre 1 et 10 cm. 20 Pour une matrice 120 de longueur L égale à 30 cm, cette différence est par exemple égale à 5 cm. Selon une variante de ce deuxième mode de réalisation du filtre à particules selon l'invention, représenté sur la figure 5, ladite face d'entrée 130 de la matrice 120 est concave et ladite face de sortie 131 est plane. 25 Ce mode de réalisation est semblable en tout point au deuxième mode de réalisation décrit précédemment. Selon un troisième mode de réalisation du filtre à particules 12 selon l'invention, représenté sur la figure 6, les faces d'entrée 130 et de sortie 131 de la matrice 120 sont planes. Les bouchons 123 arrière obturant les canaux 124 30 d'entrée de la matrice 120 du filtre à particules 12 présentent une longueur E d'autant plus grande que le canal 124 d'entrée est proche de l'axe Z de ladite matrice 120. Ainsi la longueur L3 de la partie de circulation d'un canal 124 d'entrée, mesurée entre ladite face d'entrée 130 de la matrice 120 et la face interne 126 du 35 bouchon 123 arrière, est d'autant plus faible que ce canal 124 d'entrée est proche de l'axe Z de symétrie de la matrice 120. Ici les bouchons 122 avant obturant les canaux 125 de sortie de la 10 matrice 120 du filtre à particules 12 présentent une longueur E2 constante. Les parties de circulation des canaux 125 de sortie présentent donc ici toutes la même longueur L4. Quel que soit le mode de réalisation du filtre à particules 12, lorsque celui-ci est en place dans la conduite d'échappement 70, les gaz d'échappement entrent dans les canaux 124 d'entrée ouverts sur la face d'entrée 130 de la matrice 120. Ces canaux 124 d'entrée étant obturés par un bouchon 123 arrière du côté de la face de sortie 131 de la matrice 120, les gaz d'échappement ne peuvent traverser le filtre à particules 12 qu'à travers les canaux d'entrée 124.
Les gaz d'échappement sont donc forcés à traverser les parois latérales poreuses des canaux d'entrée 124 pour circuler dans les canaux de sortie 125 afin de traverser le filtre à particules 12 et de rejoindre la conduite d'échappement 70. Les parois poreuses des canaux 124 d'entrée présentent des pores de taille inférieure à la taille moyenne des particules présentes dans les gaz d'échappement, de sorte que ces particules ne peuvent pas traverser les parois poreuses et passer dans les canaux 125 de sortie. Les particules sont donc piégées à l'intérieur des canaux 124 d'entrée. Quand la quantité de particules piégées dépasse une valeur seuil prédéterminée, une phase de régénération active est déclenchée : on augmente la température des gaz d'échappement entrant dans le filtre à particules 12 grâce à des injections tardives de carburant dans la chambre de combustion 23 par l'injecteur 8 ou directement dans la conduite d'échappement 70 par la buse d'injection 100. Ces gaz d'échappement chauds déclenchent la combustion des 25 particules dans le filtre à particules 12. Dans le filtre à particules 12 selon l'invention, la longueur de la partie de circulation des canaux 124 d'entrée centraux proches de l'axe Z de la matrice est plus faible que celle des canaux 124 d'entrée périphériques. Lors de la régénération du filtre à particules, les gaz d'échappement qui 30 traversent le filtre s'échauffent au contact des particules en combustion. Leur température augmente de la face d'entrée 130 vers la face de sortie 131 de la matrice 120. Les gaz d'échappement sont par ailleurs plus chauds au centre de la conduite d'échappement 70 qu'à sa périphérie, et les gaz d'échappement 35 traversant les canaux 124, 125 de la matrice 120 du filtre à particules 12 proches de l'axe Z de la matrice 120 sont plus chauds que ceux traversant les canaux 124, 125 périphériques. 11 L'emballement de la combustion est généralement déclenché dans une zone du filtre à particules 12 où les gaz d'échappement atteignent de très hautes températures, c'est-à-dire dans les canaux 124, 125 centraux de la matrice 120, du côté de la face 131 de sortie de la matrice 120 du filtre à particules 12.
Or, dans le filtre à particules 12 selon l'invention, les canaux 124 d'entrée centraux étant plus courts, la quantité de particules piégées dans ces canaux 124 d'entrée centraux est plus faible que dans les canaux 124 d'entrée périphériques et les gaz d'échappement traversant ces canaux 124 d'entrée centraux sont en contact avec une moins grande quantité de particules en combustion. De plus, les gaz d'échappement traversent les canaux 124, 125 centraux du filtre à particules 12 plus rapidement. L'échauffement des gaz d'échappement circulant au centre de la matrice 120 du filtre à particules 12 est donc limité. Une grande quantité de particules est brûlée dans les canaux périphériques du filtre à particules 12, mais ceux-ci bénéficient d'échanges thermiques plus importants avec l'extérieur, ce qui diminue les risques d'emballement de la combustion. Les risques d'emballement de la combustion sont réduits et la température dans le filtre à particules est plus homogène.
Le filtre à particules selon l'invention permet de plus une meilleure uniformité de la répartition des particules dans le filtre. En effet, l'homogénéisation de la température dans le filtre à particules entraîne une uniformisation de la régénération passive dudit filtre. Cette régénération passive pendant laquelle des molécules de dioxyde d'azote présentes dans les gaz d'échappement oxydent les particules a lieu tout au long du fonctionnement du moteur en mode normal. Cette régénération passive étant favorisée dans les zones du filtre à particules dans lesquelles la température des gaz d'échappement est la plus élevée, elle crée des inhomogénéités de répartition des particules dans le filtre à particules avec une accumulation préférentielle des particules dans les zones où la température des gaz d'échappement est la plus faible, ce qui rend la régénération active du filtre à particules plus difficile. La température du filtre à particules 12 étant ici plus homogène, la régénération passive est uniformisée et les particules sont piégées de façon uniforme : la régénération active du filtre à particules 12 est facilitée, avec moins de risques d'emballement. La température de régénération du filtre à particules est par exemple diminuée. 12 Les performances du filtre à particules sont donc améliorées. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit.
On peut par exemple envisager que la longueur des canaux décroît en escalier depuis la périphérie de la matrice jusqu'au centre de celle-ci. Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, on peut envisager d'utiliser des bouchons avant et arrière de longueur d'autant plus grande que les canaux qu'ils obturent sont plus proches de l'axe de la matrice.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1. Filtre à particules (12) d'une conduite d'échappement (70) d'un moteur à combustion interne comportant une matrice (120) avec des canaux (124, 125) adjacents séparés par des parois poreuses, s'étendant longitudinalement le long d'un axe (Z) central de la matrice (120) entre une face d'entrée (130) et une face de sortie (131) des gaz d'échappement, et présentant une partie de circulation des gaz d'échappement ainsi qu'une partie obturée, canaux (124, 125) parmi lesquels des canaux (124) dits d'entrée ont leur partie obturée située du côté de la face de sortie (131) de la matrice (120) et des canaux (125) dits de sortie ont leur partie obturée située du côté de la face d'entrée (130) de la matrice (120), caractérisé en ce qu'au moins les canaux d'entrée (124) situés à proximité de l'axe (Z) central de la matrice (120) présentent une partie de circulation de longueur plus courte que celle des autres canaux (124, 125).
2. Filtre à particules (12) selon la revendication précédente, dans lequel les canaux d'entrée (124) et de sortie (125) situés à proximité de l'axe (Z) central de la matrice (120) présentent une partie de circulation de longueur plus courte que celle des autres canaux (124, 125).
3. Filtre à particules (12) selon la revendication précédente, dans lequel lesdites faces d'entrée (130) et de sortie (131) de la matrice (120) sont concaves.
4. Filtre à particules (12) selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel ladite face d'entrée (130) de la matrice (120) est plane et ladite face de sortie (131) est concave.
5. Filtre à particules (12) selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel ladite face d'entrée (130) de la matrice (120) est concave et ladite face de sortie (131) est plane.
6. Filtre à particules (12) selon la revendication 1, dans lequel les canaux d'entrée (124) situés à proximité de l'axe (Z) central de la matrice (120) présentent une partie obturée de longueur plus grande que celle des autres canaux (124, 125).
7. Filtre à particules selon la revendication précédente, dans lequel lesdites faces d'entrée (130) et de sortie (131) de la matrice (120) sont planes.
8. Conduite d'échappement (70) d'un moteur à combustion interne comportant un filtre à particules (12) selon l'une des revendications précédentes.
9. Moteur à combustion interne comportant une conduite d'échappement (70) selon la revendication précédente.
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