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EP2221459A1 - Additive injection system with a mixer for an exhaust line - Google Patents

Additive injection system with a mixer for an exhaust line Download PDF

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Publication number
EP2221459A1
EP2221459A1 EP10151173A EP10151173A EP2221459A1 EP 2221459 A1 EP2221459 A1 EP 2221459A1 EP 10151173 A EP10151173 A EP 10151173A EP 10151173 A EP10151173 A EP 10151173A EP 2221459 A1 EP2221459 A1 EP 2221459A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
section
exhaust gas
injection system
pipe
injector
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10151173A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alain Passon
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.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
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 Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
Publication of EP2221459A1 publication Critical patent/EP2221459A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/206—Adding periodically or continuously substances to exhaust gases for promoting purification, e.g. catalytic material in liquid form, NOx reducing agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/21—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media
    • B01F23/213—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media by spraying or atomising of the liquids
    • B01F23/2132—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media by spraying or atomising of the liquids using nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/314—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit
    • B01F25/3141—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit with additional mixing means other than injector mixers
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    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4315—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being deformed flat pieces of material
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    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
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    • F01N3/2892—Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic device
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    • F01N2240/20—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a flow director or deflector
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    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus

Definitions

  • a large part of the pollutants generated by an internal combustion engine is due to incomplete combustion of the fuel.
  • a first strategy to reduce pollutant emissions is to reduce the amount of pollutants entering the exhaust system.
  • a second strategy for reducing pollutant emissions is to carry out a post-treatment of gases passing through the exhaust line.
  • the injector comprises an injection nozzle and the distance between the injection nozzle and the range is between 10 and 40 mm.
  • the axis of the span is substantially parallel to the flow of the exhaust gas at said section.
  • the angle between the injection direction of the injector and the flow direction of the exhaust gas at said section is between 50 and 90 °.
  • the pipe 23 of the second embodiment has a structure similar to that of the figure 2 .
  • the pipe 23 is formed by the assembly of two ends 14 and 15 formed of pressed sheet metal.
  • the orifice 19 is formed in a wall of the nozzle 15 and is opposite the section 18.
  • the scope for fixing the mixer 20 is formed on an inner face of the nozzle 14.

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Abstract

The system has a conduit (23) for canalizing an exhaust gas flow and including a section (18) forming a seating for fixing a mixer unit (20) that mixes an additive (21). The conduit includes an orifice (19) placed against the section, and an injector (11) is fixed to the conduit so as to inject the additive through the orifice. An angle between an injection direction of the injector and an axis of the seating is comprised between 65 to 80 degrees. Distance between the seating and the orifice is comprised between 5 to 44 mm.

Description

L'invention concerne la purification des gaz d'échappement de moteurs à combustion interne, et en particulier la purification des gaz d'échappement de moteurs Diesel munis d'un filtre à particules.The invention relates to the purification of the exhaust gases of internal combustion engines, and in particular the purification of diesel engine exhaust gases equipped with a particulate filter.

Les gaz d'échappement des moteurs à combustion interne équipant la plupart des véhicules automobiles contiennent un certain nombre de polluants dont il est souhaitable de réduire les rejets dans l'atmosphère (notamment des oxydes d'azote, du monoxyde de carbone, des hydrocarbures imbrûlés, des particules et du dioxyde de carbone). Les réglementations applicables en matière de pollution par des véhicules automobiles abaissent régulièrement les plafonds de rejets acceptables.The exhaust gases from internal combustion engines in most motor vehicles contain a number of pollutants that are expected to reduce releases to the atmosphere (including nitrogen oxides, carbon monoxide, unburned hydrocarbons , particles and carbon dioxide). The regulations applicable to pollution by motor vehicles regularly lower the limits of acceptable discharges.

Une grande partie des polluants générés par un moteur à combustion interne est due à une combustion incomplète du carburant. Une première stratégie de réduction des rejets polluants consiste à réduire la quantité des polluants pénétrant dans la ligne d'échappement. Une deuxième stratégie de réduction des rejets polluants consiste à réaliser un post-traitement des gaz traversant la ligne d'échappement.A large part of the pollutants generated by an internal combustion engine is due to incomplete combustion of the fuel. A first strategy to reduce pollutant emissions is to reduce the amount of pollutants entering the exhaust system. A second strategy for reducing pollutant emissions is to carry out a post-treatment of gases passing through the exhaust line.

Pour réaliser un post-traitement, la plupart des véhicules sont désormais équipés d'un convertisseur catalytique comprenant un catalyseur d'oxydation (pour oxyder le monoxyde de carbone et les hydrocarbures imbrûlés) et un catalyseur de réduction (pour réduire les oxydes d'azote).Most vehicles are now equipped with a catalytic converter that includes an oxidation catalyst (to oxidize carbon monoxide and unburned hydrocarbons) and a reduction catalyst (to reduce nitrogen oxides). ).

La figure 1 représente un moteur diesel turbo compressé 1 de structure connue. Le moteur 1 aspire de l'air d'admission 4 par l'intermédiaire d'un filtre à air 3. Le circuit d'admission 5 comprend une conduite raccordant le filtre à air 3 à une turbine de compression 2a d'un turbocompresseur 2. L'air d'admission comprimé par la turbine 2a traverse un radiateur 6. L'air d'admission issu du radiateur 6 est ensuite introduit dans la chambre de combustion du moteur 1. Un collecteur d'échappement 7 récupère les gaz d'échappement 8 issus de la chambre de combustion. Les gaz d'échappement 8 traversent une turbine de détente 2b entraînant la turbine de compression 2a en rotation. Les gaz d'échappement 8 sont ensuite conduits vers un catalyseur de réduction 10 par l'intermédiaire d'une conduite d'échappement 9.The figure 1 represents a turbo-compressed diesel engine 1 of known structure. The engine 1 sucks intake air 4 via an air filter 3. The intake circuit 5 comprises a pipe connecting the air filter 3 to a compression turbine 2a of a turbocharger 2 The intake air compressed by the turbine 2a passes through a radiator 6. The intake air from the radiator 6 is then introduced into the combustion chamber of the engine 1. An exhaust manifold 7 recovers the gases from the engine. exhaust 8 from the combustion chamber. The exhaust gas 8 passes through an expansion turbine 2b driving the compression turbine 2a in rotation. Gas 8 are then led to a reduction catalyst 10 via an exhaust pipe 9.

Afin de réduire les émissions d'oxydes d'azote dans les gaz d'échappement des moteurs diesel, un additif tel qu'une solution d'urée 13 est introduit dans les gaz d'échappement 8 par l'intermédiaire d'un injecteur 11. L'urée 13 se décompose notamment en ammoniac NH3 sous l'effet de la chaleur dans la conduite d'échappement 9. Sous l'effet de l'ammoniac, le catalyseur de réduction 10 disposé en aval de l'injecteur 11 réduit les oxydes d'azote NOx en diazote N2 et en eau H2O. L'injecteur 11 est généralement fixé sur un coude de la conduite d'échappement 9 par l'intermédiaire d'un porte injecteur rapporté. L'injection est réalisée selon une direction correspondant à l'axe d'une partie droite de la conduite d'échappement située à l'aval du coude. Un mélangeur est disposé dans cette partie droite du coude à distance de l'injecteur 11. La distance entre l'injecteur 11 et le mélangeur est suffisamment importante pour que la majeure partie du mélangeur soit arrosée par l'ammoniac injecté selon une forme de cône. Le mélangeur homogénéise la répartition de l'ammoniac en aval et accélère la décomposition de cet ammoniac par réchauffage. Le mélangeur est disposé à une distance suffisante du catalyseur de réduction 10 pour que l'ammoniac soit suffisamment homogénéisé avant de l'atteindre.In order to reduce the emissions of nitrogen oxides in the exhaust gases of diesel engines, an additive such as a solution of urea 13 is introduced into the exhaust gas 8 via an injector 11 Urea 13 decomposes in particular into ammonia NH 3 under the effect of heat in the exhaust pipe 9. Under the effect of ammonia, the reduction catalyst 10 disposed downstream of the injector 11 reduces nitrogen oxides NO x in nitrogen N 2 and water H 2 O. The injector 11 is generally attached to a bend of the exhaust pipe 9 via an injector port reported. The injection is made in a direction corresponding to the axis of a straight portion of the exhaust pipe located downstream of the bend. A mixer is arranged in this right part of the elbow at a distance from the injector 11. The distance between the injector 11 and the mixer is large enough so that the majority of the mixer is watered by the ammonia injected in a cone shape . The mixer homogenizes the distribution of ammonia downstream and accelerates the decomposition of this ammonia by reheating. The mixer is disposed at a sufficient distance from the reduction catalyst 10 so that the ammonia is sufficiently homogenized before reaching it.

Un tel système d'injection d'ammoniac n'est cependant pas optimal. En effet, la présence du système d'injection induit de nombreuses contraintes géométriques et dimensionnelles sur la conception de la ligne d'échappement. La distance entre l'injecteur et le mélangeur limite d'autant la distance disponible entre le mélangeur et le catalyseur de réduction. De plus, le mélangeur peut induire une perte de charge, voire une contre pression à l'écoulement des gaz d'échappement pouvant nuire au fonctionnement. En outre, le comportement vibratoire et la résistance mécanique du système d'injection peuvent s'avérer problématiques. Par ailleurs, la structure et le procédé de fabrication de la ligne d'échappement et du porte-injecteur sont coûteux et incompatibles avec une production à très grande échelle.Such an ammonia injection system is however not optimal. Indeed, the presence of the injection system induces many geometric and dimensional constraints on the design of the exhaust line. The distance between the injector and the mixer thus limits the distance available between the mixer and the reduction catalyst. In addition, the mixer can induce a pressure drop, or even a pressure against the flow of exhaust gas can impair operation. In addition, the vibratory behavior and the mechanical strength of the injection system can be problematic. Furthermore, the structure and the manufacturing process of the exhaust line and the nozzle holder are expensive and incompatible with production on a very large scale.

L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. L'invention porte ainsi sur un système d'injection d'un additif dans des gaz d'échappement, comprenant une conduite apte à canaliser un écoulement de gaz d'échappement et présentant un tronçon formant une portée destinée à la fixation d'un organe mélangeur d'un additif, la conduite présentant un orifice placé en vis-à-vis dudit tronçon et un injecteur fixé à la conduite de façon à injecter un additif à travers ledit orifice. Selon l'invention, l'angle entre la direction d'injection de l'injecteur et l'axe de la portée est compris entre 50 et 90°, et de préférence entre 65 et 80°.The invention aims to solve one or more of these disadvantages. The invention thus relates to a system for injecting an additive into exhaust gases, comprising a pipe capable of channeling a flow of exhaust gas and having a section forming a seat for fixing a mixing member of an additive, the pipe having an orifice placed opposite said section and an injector fixed to the pipe so as to inject an additive through said orifice. According to the invention, the angle between the injecting direction of the injector and the axis of the span is between 50 and 90 °, and preferably between 65 and 80 °.

Selon une variante, la distance entre la portée et l'orifice est comprise entre 5 et 40 mm.According to one variant, the distance between the span and the orifice is between 5 and 40 mm.

Selon encore une variante, l'injecteur comprend une buse d'injection et la distance entre la buse d'injection et la portée est comprise entre 10 et 40 mm.According to another variant, the injector comprises an injection nozzle and the distance between the injection nozzle and the range is between 10 and 40 mm.

Selon une autre variante, l'axe de la portée est sensiblement parallèle à l'écoulement des gaz d'échappement au niveau dudit tronçon.According to another variant, the axis of the span is substantially parallel to the flow of the exhaust gas at said section.

Selon encore une autre variante, l'axe de la portée forme un angle inférieur à 45° avec la direction d'écoulement des gaz d'échappement au niveau dudit tronçon.According to yet another variant, the axis of the range forms an angle less than 45 ° with the direction of flow of the exhaust gas at said section.

Selon une variante, le sens d'injection de l'additif est opposé au sens d'écoulement des gaz d'échappement à travers ledit tronçon.According to a variant, the direction of injection of the additive is opposite to the direction of flow of the exhaust gases through said section.

Selon encore une variante, l'angle entre la direction d'injection de l'injecteur et la direction d'écoulement des gaz d'échappement au niveau dudit tronçon est compris entre 50 et 90°.According to another variant, the angle between the injection direction of the injector and the flow direction of the exhaust gas at said section is between 50 and 90 °.

Selon encore une autre variante, la conduite présente une entrée et une sortie des gaz d'échappement disposées de part et d'autre dudit tronçon, et la section transversale du tronçon est au moins 2 fois supérieure à la section transversale de l'entrée ou de la sortie.According to yet another variant, the pipe has an inlet and an outlet of the exhaust gas disposed on either side of said section, and the cross section of the section is at least 2 times greater than the cross section of the inlet or from the exit.

Selon une autre variante, la conduite comprend deux embouts en tôle emboutie solidarisés au niveau dudit tronçon.According to another variant, the pipe comprises two stamped sheet metal end pieces secured at said section.

Selon une variante, le système comprend un organe mélangeur fixé sur ladite portée.According to a variant, the system comprises a mixer member fixed on said span.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

  • la figure 1 est une représentation schématique d'un moteur diesel muni d'un système d'injection d'additif à l'échappement ;
  • la figure 2 est une vue en coupe d'un support pour système d'injection selon un premier mode de réalisation ;
  • la figure 3 est une vue en coupe d'un support pour système d'injection selon un deuxième mode de réalisation.
Other characteristics and advantages of the invention will emerge clearly from the description which is given hereinafter, by way of indication and in no way limitative, with reference to the appended drawings, in which:
  • the figure 1 is a schematic representation of a diesel engine equipped with an exhaust additive injection system;
  • the figure 2 is a sectional view of a support for an injection system according to a first embodiment;
  • the figure 3 is a sectional view of a support for an injection system according to a second embodiment.

L'invention propose un système d'injection d'un additif dans les gaz d'échappement. Une conduite canalise l'écoulement des gaz d'échappement et présente un tronçon formant une portée pour la fixation d'un mélangeur. Un orifice est placé en vis-à-vis de ce tronçon. Un injecteur injecte l'additif à travers cet orifice selon une direction formant un angle compris entre 50 et 90° par rapport à l'axe de la portée ou du mélangeur.The invention proposes a system for injecting an additive into the exhaust gases. A duct channels the flow of the exhaust gas and has a span portion for attachment of a mixer. An orifice is placed vis-à-vis this section. An injector injects the additive through this orifice in a direction forming an angle of between 50 and 90 ° relative to the axis of the range or the mixer.

Une telle configuration permet à l'injecteur d'arroser une surface maximale du mélangeur, tout en plaçant l'injecteur à proximité de ce mélangeur. Les contraintes géométriques et dimensionnelles pour la conception de la ligne d'échappement sont ainsi réduites. La distance entre le mélangeur et le catalyseur de réduction peut notamment être accrue à encombrement égal, afin d'améliorer le rendement de réduction des oxydes d'azote.Such a configuration allows the injector to sprinkle a maximum surface of the mixer, while placing the injector near this mixer. The geometric and dimensional constraints for the design of the exhaust line are thus reduced. The distance between the mixer and the reduction catalyst can in particular be increased with equal space, in order to improve the reduction yield of the nitrogen oxides.

La figure 2 représente un premier mode de réalisation d'un système d'injection d'additif dans les gaz d'échappement. Le système comprend une conduite 23 destinée à former une portion d'une ligne d'échappement. La conduite 23 canalise ainsi un écoulement du gaz d'échappement entre une entrée 16 et une sortie 17 dans le sens indiqué par la flèche. La conduite 23 présente un tronçon 18 dans sa partie médiane. Ce tronçon 18 forme une portée intérieure sur laquelle se fixe un organe mélangeur 20. Le mélangeur 20 pourra être fixé dans la conduite 23 par un ajustement adéquat avec la portée du tronçon 18. La portée pourra être délimitée axialement par un épaulement ménagé dans la conduite 23. La conduite 23 présente de plus un orifice 19 placé en vis-à-vis et en amont du tronçon 18. Le système d'injection comprend un injecteur 11 fixé à la conduite 23 au niveau de l'orifice 19. L'injecteur 11 injecte un additif dans la conduite 23 en direction du mélangeur 20 à travers l'orifice 19. La direction d'injection illustrée par la ligne en traits mixtes forme un angle relativement élevé par rapport à l'axe de la portée recevant le mélangeur 20. Cet angle sera compris entre 50 et 90°, et de préférence entre 65 et 80°. Un tel angle accroît la surface d'intersection entre le mélangeur 20 et le cône formé par l'additif injecté.The figure 2 represents a first embodiment of an additive injection system in the exhaust gas. The system comprises a pipe 23 intended to form a portion of an exhaust line. Line 23 thus channels a flow of exhaust gas between an inlet 16 and an outlet 17 in the direction indicated by the arrow. The pipe 23 has a section 18 in its middle part. This section 18 forms an inner surface on which a mixer member 20 is fixed. The mixer 20 may be fixed in the pipe 23 by an appropriate adjustment with the reach of the section 18. The span may be delimited axially by a shoulder formed in the pipe 23. The pipe 23 further has an orifice 19 placed facing and upstream of the section 18. The injection system comprises an injector 11 attached to the pipe 23 at the orifice 19. The injector 11 injects an additive into the pipe 23 towards the mixer 20 through the orifice 19. The injection direction illustrated by the dashed line forms a relatively high angle relative to the axis of the range receiving the mixer 20. This angle will be between 50 and 90 °, and preferably between 65 and 80 °. Such an angle increases the intersection surface between the mixer 20 and the cone formed by the injected additive.

La conduite 23 intègre les fonctions de porte injecteur, de conduite de gaz d'échappement, et de support du mélangeur 20. La conduite 23 permet donc de réaliser plusieurs fonctions avec une structure simple et peu coûteuse.The pipe 23 integrates the injector gate functions, the exhaust gas pipe, and the mixer 20 support. The pipe 23 thus makes it possible to perform several functions with a simple and inexpensive structure.

Dans l'exemple illustré, l'axe de la portée est sensiblement parallèle à la direction de l'écoulement des gaz d'échappement dans la conduite 23 en général, et au niveau du tronçon 18 en particulier. L'angle entre la direction d'injection et la direction d'écoulement des gaz d'échappement au niveau du tronçon 18 est ainsi également compris entre 50 et 90°. Cette configuration permet d'utiliser une conduite 23 de structure particulièrement simple. Cette configuration permet également d'utiliser une conduite 23 ne formant pas de coude.In the illustrated example, the axis of the span is substantially parallel to the direction of the flow of exhaust gas in the pipe 23 in general, and at the section 18 in particular. The angle between the injection direction and the flow direction of the exhaust gas at the section 18 is thus also between 50 and 90 °. This configuration makes it possible to use a pipe 23 of particularly simple structure. This configuration also makes it possible to use a pipe 23 that does not form an elbow.

La distance entre la portée recevant le mélangeur 20 et l'orifice 19 est avantageusement comprise entre 5 et 40 mm. De plus, on peut prévoir que la distance entre une buse 22 de l'injecteur 11 et cette portée soit comprise entre 10 et 40 mm. De telles configurations permettent d'obtenir un système d'injection particulièrement compact et aisé à implanter dans le véhicule.The distance between the range receiving the mixer 20 and the orifice 19 is advantageously between 5 and 40 mm. In addition, it can be provided that the distance between a nozzle 22 of the injector 11 and this range is between 10 and 40 mm. Such configurations provide a particularly compact injection system and easy to implement in the vehicle.

La section transversale de l'entrée 16 et de la sortie 17 correspond sensiblement à la section moyenne de la ligne d'échappement. Avantageusement, la section transversale du tronçon 18 est au moins deux fois supérieure à la section transversale de l'entrée 16 ou de la sortie 17. Le tronçon 18 pourra par exemple présenter un diamètre 1,5 à 2 fois supérieur au diamètre de l'entrée 16 ou de la sortie 17. Ainsi, un mélangeur 20 de plus grande section peut être disposé dans la conduite 23 afin de réduire les pertes de charge ou les contre pressions induites, notamment du fait du ralentissement des gaz d'échappement au niveau du mélangeur 20. Un tronçon 18 de plus grande section permet également plus facilement de placer l'orifice 19 et la buse 22 de l'injecteur 11 à proximité du mélangeur 20.The cross section of the inlet 16 and the outlet 17 substantially corresponds to the average section of the exhaust line. Advantageously, the cross section of the section 18 is at least two times greater than the cross section of the inlet 16 or the outlet 17. The section 18 may for example have a diameter 1.5 to 2 times greater than the diameter of the input 16 or output 17. Thus, a mixer 20 of larger section may be disposed in the pipe 23 in order to reduce the pressure losses or induced back pressures, in particular due to the slowing down of the exhaust gases at the level of the mixer 20. A section 18 of larger section also makes it easier to place the orifice 19 and the nozzle 22 of the injector 11 close to the mixer 20.

La conduite 23 sera réalisée en tout matériau approprié pour résister aux températures des gaz d'échappement. La conduite 23 pourra en particulier être réalisée par l'assemblage de deux embouts 14 et 15 réalisés en tôle métallique emboutie. La fabrication des embouts 15 et 16 en tôle emboutie est particulièrement adaptée pour la formation d'un tronçon 18 de plus grande section. Les embouts 14 et 15 sont emboîtés l'un dans l'autre au niveau du tronçon 18. Les embouts 14 et 15 sont fixés l'un à l'autre par soudure mais peuvent également être fixés par tout moyen approprié, par exemple par des écrous. Une conduite munie d'un porte-injecteur pesant typiquement 400 grammes selon l'état de la technique, la structure compacte de la conduite 23 de l'invention permet typiquement de ramener ce poids à environ 300 grammes. Une telle réduction du poids permet également d'améliorer le comportement vibratoire du système d'injection. La conduite 23 illustrée présente une section transversale circulaire. L'orifice 19 présente également une section circulaire.The pipe 23 will be made of any suitable material to withstand the temperatures of the exhaust gas. The pipe 23 may in particular be made by assembling two end pieces 14 and 15 made of stamped metal sheet. The manufacture of the ends 15 and 16 stamped sheet is particularly suitable for the formation of a section 18 of larger section. The end pieces 14 and 15 are nested one inside the other at the section 18. The end pieces 14 and 15 are fixed to each other by welding but can also be fixed by any appropriate means, for example by means of nuts. A pipe provided with an injector holder typically weighing 400 grams according to the state of the art, the compact structure of the pipe 23 of the invention typically allows to reduce this weight to about 300 grams. Such a reduction in weight also improves the vibratory behavior of the injection system. The pipe 23 illustrated has a circular cross section. The orifice 19 also has a circular section.

La conduite 23 pourra présenter une collerette ou une pièce rapportée pour la fixation de l'injecteur 11 au niveau de l'orifice 19. L'injecteur 11 illustré est soudé à une collerette ménagée autour de l'orifice 19. La collerette peut également être obtenue par emboutissage d'une tôle métallique formant l'embout 14. Une telle fixation réduit le porte-à-faux de l'injecteur 11 par rapport à la conduite 23 et est particulièrement adaptée à une production en très grande série à faible coût. On peut également envisager que l'injecteur 11 soit fixé à la conduite 23 par vissage ou par tout autre moyen approprié permettant son démontage.The pipe 23 may have a flange or an insert for fixing the injector 11 at the orifice 19. The illustrated injector 11 is welded to a flange formed around the orifice 19. The flange can also be obtained by stamping a metal sheet forming the tip 14. Such a fixing reduces the overhang of the injector 11 relative to the pipe 23 and is particularly suitable for production in very large series low cost. It is also conceivable that the injector 11 is fixed to the pipe 23 by screwing or by any other suitable means for disassembly.

Le mélangeur 20 pourra présenter toute structure appropriée pour favoriser le mélange et l'évaporation de l'additif dans les gaz d'échappements. Le mélangeur 20 sera avantageusement réalisé en métal afin de présenter une bonne capacité d'échange thermique avec l'additif qui est injecté sur lui. De plus, le mélangeur 20 pourra avantageusement présenter des ailettes orientées selon différentes directions à la fois pour accroître la surface d'échange avec les gaz d'échappement et pour améliorer l'homogénéité du mélange généré avec ces gaz d'échappement. Le mélangeur 20 pourra également être réalisé sous forme de grille ou de grille munie de volets.The mixer 20 may have any suitable structure to promote the mixing and evaporation of the additive in the exhaust gas. The mixer 20 will advantageously be made of metal in order to have a good heat exchange capacity with the additive that is injected on it. In addition, the mixer 20 may advantageously have fins oriented in different directions both to increase the exchange surface with the exhaust gas and to improve the homogeneity of the mixture generated with the exhaust gas. The mixer 20 may also be made in the form of grid or grid provided with shutters.

La figure 3 représente un système d'injection d'additif selon un deuxième mode de réalisation. Selon ce mode de réalisation, l'axe de la portée forme un angle important avec la direction d'écoulement des gaz d'échappement, de préférence un angle inférieur à 45°. De plus, le sens d'injection de l'additif 21 est opposé au sens d'écoulement des gaz d'échappement à travers le tronçon 18. Ainsi, l'écoulement des gaz d'échappement rabat l'additif 21 contre le mélangeur 20. Cette configuration permet également d'accroître la section du mélangeur 20 tout en conservant un système d'injection très compact.The figure 3 represents an additive injection system according to a second embodiment. According to this embodiment, the axis of the span forms a large angle with the direction of flow of the exhaust gas, preferably an angle less than 45 °. In addition, the direction of injection of the additive 21 is opposite to the direction of flow of the exhaust gas through the section 18. Thus, the flow of exhaust gas flattens the additive 21 against the mixer 20 This configuration also makes it possible to increase the section of the mixer 20 while maintaining a very compact injection system.

La conduite 23 du deuxième mode de réalisation présente une structure similaire à celle de la figure 2. La conduite 23 est formée par l'assemblage de deux embouts 14 et 15 formés en tôle emboutie. L'orifice 19 est ménagé dans une paroi de l'embout 15 et est en en vis-à-vis du tronçon 18. La portée pour la fixation du mélangeur 20 est ménagée sur une face intérieure de l'embout 14.The pipe 23 of the second embodiment has a structure similar to that of the figure 2 . The pipe 23 is formed by the assembly of two ends 14 and 15 formed of pressed sheet metal. The orifice 19 is formed in a wall of the nozzle 15 and is opposite the section 18. The scope for fixing the mixer 20 is formed on an inner face of the nozzle 14.

Claims (10)

Système d'injection d'un additif (21) dans des gaz d'échappement, comprenant une conduite (23) apte à canaliser un écoulement de gaz d'échappement et présentant un tronçon (18) formant une portée destinée à la fixation d'un organe mélangeur (20) d'un additif, la conduite présentant un orifice (19) placé en vis-à-vis dudit tronçon ; un injecteur (11) fixé à la conduite de façon à injecter un additif à travers ledit orifice (19) ; caractérisé en ce que l'angle entre la direction d'injection de l'injecteur (11) et l'axe de la portée est compris entre 50 et 90°, et de préférence entre 65 et 80°.An injection system of an additive (21) in exhaust gas, comprising a pipe (23) adapted to channel an exhaust gas flow and having a section (18) forming a seat for fixing the exhaust gas a mixing member (20) of an additive, the pipe having an orifice (19) placed opposite said section; an injector (11) attached to the conduit for injecting an additive through said orifice (19); characterized in that the angle between the injection direction of the injector (11) and the axis of the span is between 50 and 90 °, and preferably between 65 and 80 °. Système d'injection selon la revendication 1, dans lequel la distance entre la portée et l'orifice (19) est comprise entre 5 et 40 mm.Injection system according to claim 1, wherein the distance between the bearing and the orifice (19) is between 5 and 40 mm. Système d'injection selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'injecteur (11) comprend une buse d'injection et dans lequel la distance entre la buse d'injection et la portée est comprise entre 10 et 40 mm.Injection system according to claim 1 or 2, wherein the injector (11) comprises an injection nozzle and wherein the distance between the injection nozzle and the range is between 10 and 40 mm. Système d'injection selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'axe de la portée est sensiblement parallèle à l'écoulement des gaz d'échappement au niveau dudit tronçon (18).Injection system according to any one of the preceding claims, wherein the axis of the span is substantially parallel to the flow of the exhaust gas at said section (18). Système d'injection selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'axe de la portée forme un angle inférieur à 45° avec la direction d'écoulement des gaz d'échappement au niveau dudit tronçon.Injection system according to any one of claims 1 to 3, wherein the axis of the scope forms an angle less than 45 ° with the flow direction of the exhaust gas at said section. Système d'injection selon la revendication 5, dans lequel le sens d'injection de l'additif (21) est opposé au sens d'écoulement des gaz d'échappement à travers ledit tronçon.Injection system according to claim 5, wherein the direction of injection of the additive (21) is opposite to the flow direction of the exhaust gas through said section. Système d'injection selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'angle entre la direction d'injection de l'injecteur (11) et la direction d'écoulement des gaz d'échappement au niveau dudit tronçon (18) est compris entre 50 et 90°.Injection system according to any one of the preceding claims, wherein the angle between the injection direction of the injector (11) and the direction of flow of the exhaust gas at said section (18) is between 50 and 90 °. Système d'injection selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la conduite (23) présente une entrée (16) et une sortie (17) des gaz d'échappement disposées de part et d'autre dudit tronçon, et dans lequel la section transversale du tronçon (18) est au moins 2 fois supérieure à la section transversale de l'entrée ou de la sortie.Injection system according to any one of the preceding claims, wherein the pipe (23) has an inlet (16) and an outlet (17) of the exhaust gas disposed on either side of said section, and in wherein the cross section of the section (18) is at least 2 times greater than the cross section of the inlet or outlet. Système d'injection selon la revendication 8, dans lequel la conduite comprend deux embouts (14,15) en tôle emboutie solidarisés au niveau dudit tronçon (18).Injection system according to claim 8, wherein the pipe comprises two ends (14,15) stamped sheet solidarized at said section (18). Système d'injection selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un organe mélangeur (20) fixé sur ladite portée.Injection system according to any one of the preceding claims, comprising a mixing member (20) fixed on said surface.
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