FR2928412A1 - Dispositif de post-traitement des gaz d'echappement - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de post-traitement des gaz d'échappement pourvu d'une unité de commande (4) pour commander une pompe à membrane (2) qui aspire une solution aqueuse d'urée hors d'un circuit et qui pompe par l'intermédiaire d'un filtre à pression (3) jusqu'à atteindre une unité de dosage (100) à l'aide d'une buse de pulvérisation (101) destinée à pulvériser la solution aqueuse d'urée dans un flux de gaz d'échappement (177).L'unité de dosage comprend, dans des modes de réalisation avantageux, une soupape de dosage comprenant une buse d'injection, un capteur de pression et de température, un chauffage et un écran de reflux.

Description

Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement
La présente invention concerne un dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon la revendication 1. Le document DE 10 2006 014 074 Al expose déjà un dispositif de post-traitement des gaz d'échappement connu. Celui-ci comporte une pompe à membrane. Une unité de commande réalisée séparément de celui-ci est prévue et celle-ci permet de répandre une solution aqueuse d'urée dans un flux de gaz d'échappement à l'aide d'une buse. Le document DE 101 50 518 Cl concerne un dispositif de post-traitement des gaz d'échappement doté d'une pompe à membrane qui pompe la solution aqueuse d'urée ou la solution aqueuse d'ammoniaque pour l'amener à une soupape de dosage raccordée à une chambre de mélange. Un raccord de gaz comprimé est également prévu au niveau de cette chambre de pression, de sorte que la solution aqueuse d'urée et/ou la solution aqueuse d'ammoniaque peuvent être soufflées dans le flux de gaz d'échappement pour le post-traitement des gaz d'échappement.
Le document DE 101 61 132 Al concerne un dispositif de post-traitement des gaz d'échappement doté d'une pompe à membrane pompant directement une solution aqueuse d'urée en direction d'une soupape de dosage qui injecte la solution aqueuse d'urée dans un flux de gaz d'échappement. La pompe à membrane comprend pour ce faire un corps de soutien relié à la membrane et à une plaque d'ancrage, de sorte que la membrane peut être déplacée vers l'avant et vers l'arrière à l'aide d'un aimant électromagnétique. La membrane prend une forme annulaire et est tendue dans le corps de soutien avec son rebord intérieur et tendue avec son rebord extérieur fixement sans déplacement par rapport au boîtier de la pompe à membrane.
Le document DE AS 22 11 096 concerne une pompe à membrane servant à produire du vide. La membrane est un disque fermé tendu dans un boîtier de vilebrequin au niveau du bord et fixé en son centre à une bielle de mécanisme d'embiellage. Le document DE 10 2007 004 687 non publié expose également un dispositif de post-traitement des gaz d'échappement dans lequel une solution aqueuse d'urée est injectée dans une chaîne de gaz d'échappement. L'objectif de la présente invention est de créer un dispositif de post-traitement des gaz d'échappement fiable. Cet objectif est atteint selon l'invention par le biais des caractéristiques de la revendication 1.
La solution aqueuse d'urée sera également appelée par la suite solution HWL. Selon un avantage de la présente invention, on utilise une pompe à membrane qui protège dans une certaine mesure l'entraînement de pompe de la solution HWL agressive à l'aide de la membrane d'étanchéification.
Selon un autre avantage de la présente invention, l'unité de dosage comporte une buse de pulvérisation pour pulvériser la solution HWL dans le flux de gaz d'échappement. La pulvérisation présente l'avantage, par rapport à un jet de HWL à peine répandue par rapport à l'injection sur une surface chaude du tuyau de gaz d'échappement, d'un épandage considérablement amélioré, ce qui permet d'obtenir une surface réactive de solution HWL relativement grande. On utilise ainsi entièrement une très grande partie de la solution HWL, de sorte qu'on obtient des valeurs particulièrement bonnes de gaz d'échappement en utilisant une quantité réduite de solution HWL. Il n'est en outre pas nécessaire d'utiliser une surface chaude qui devrait en outre être chauffée au démarrage et/ou pendant la phase de chauffage. Selon un autre avantage de la présente invention, un filtre à pression de diamètre fin est prévu dans l'unité de pompe, ledit filtre protégeant la buse de pulvérisation de l'unité de dosage de tout engorgement. Ce filtre à pression de diamètre fin est disposé pour ce faire après la pompe à membrane dans le flux de HWL. La perte de pression est ainsi moins notable au niveau du filtre à pression de diamètre fin que lorsque le filtre à pression est disposé avant la pompe à membrane dans le canal aspirant. La membrane peut être protégée de l'encrassement grossier dans une configuration avantageuse à l'aide d'un filtre aspirant de gros diamètre, seule une perte de pression limitée se produisant au niveau de ce filtre aspirant de gros diamètre. La pompe à membrane ù notamment ses clapets antiretour ù est ainsi protégée des particules de crasse, garantissant la sécurité fonctionnelle de la pompe à membrane est ainsi garantie dans une particulièrement grande mesure. Selon une autre configuration avantageuse, une unité de commande est intégrée dans l'unité de pompe pour commander la pompe à membrane. Dans une configuration particulièrement avantageuse, une platine chargée thermiquement de cette unité de commande peut être fixée de façon à être protégée des poussières à l'intérieur d'un boîtier, au niveau d'une plaque métallique orientée vers l'extérieur, de sorte que la chaleur de la platine est conduite à l'extérieur du boîtier. Pour renforcer le refroidissement de la platine, la plaque métallique peut être pourvue de rainures de refroidissement à l'extérieur du boîtier. Dans une configuration particulièrement avantageuse de la présente invention, la membrane de la pompe à membrane est déplacée vers l'avant et vers l'arrière par un mécanisme d'embiellage et/ou par un engrenage excentrique. On peut obtenir des pressions très élevées avec un tel entraînement de la pompe à membrane, ce qui permet une pulvérisation encore plus fine de la solution HWL dans le flux de gaz d'échappement avec les avantages précédemment cités. Une buse de pulvérisation peut par exemple être réalisée à l'aide de plusieurs disques comportant des fentes et/ou des trous permettant de dévier la solution HWL en de multiples endroits, de sorte que la solution HWL est soumise à une forte turbulence à la sortie de la buse de pulvérisation. Cette turbulence garantit une pulvérisation de la solution HWL lors de l'entrée dans le flux de gaz d'échappement. De telles buses de turbulence sont connues dans le domaine différent des chauffages. Les buses de turbulence sont également appelées en anglais dans le jargon du métier pressure swirl atomizer . Dans une configuration particulièrement avantageuse, la membrane peut être soutenue par un disque de soutien supplémentaire ou par une douille de serrage arrondie, pour empêcher une flexion et/ou un travail de foulage accru en cas de formation de pression. Dans une configuration particulièrement avantageuse, l'unité de pompe peut être raccordée au circuit d'eau de refroidissement du moteur d'entraînement du véhicule automobile. La solution HWL et/ou l'unité de commande provenant du circuit d'eau de refroidissement du moteur d'entraînement du véhicule automobile peuvent ainsi par exemple être dégelées. Dans une configuration particulièrement avantageuse, le dispositif de post-traitement des gaz d'échappement peut être réalisé de façon sécurisée par rapport au gel après son débranchement, et ce également sans apport d'énergie. Aucune pompe à vide ou ouverture de soupape n'est alors nécessaire. Dans l'objet selon la revendication 13, il est garanti de façon particulièrement avantageuse après déconnexion du système qu'il ne reste plus de solution HWL sous pression dans le dispositif de post-traitement des gaz d'échappement. Ceci est également garanti en l'absence de temps d'inertie de la pompe, parce que le conducteur du véhicule a interrompu l'alimentation en courant du dispositif de post-traitement des gaz d'échappement, par exemple par actionnement du dispositif de secours ou débranchement de la batterie du véhicule. De tels dispositifs tels que : - le dispositif de secours ou - un dispositif de débranchement rapide de la batterie à l'aide d'un levier sont déjà prévus pour le transport de certains produits dangereux. Il n'est pas exclu que ces dispositifs de sécurité soient également utilisés à des fins différentes d'une déconnexion normale. La revendication 14 illustre une configuration particulièrement avantageuse du dispositif de post-traitement des gaz d'échappement qui 30 garantit son fonctionnement après décongélation de la solution HWL gelée. La revendication 18 illustre un dispositif de post-traitement des gaz d'échappement avec lequel on obtient une précision de dosage particulièrement élevée. On mesure la pression et la température de la solution aqueuse d'urée à proximité immédiate de l'injection dans le flux de gaz d'échappement. Un capteur de pression et de température est prévu à cet effet dans l'unité de dosage.
La revendication 19 illustre le chauffage électrique de l'unité de dosage prévu pour un dégel rapide, en cas de congélation de l'unité de dosage provoquée par des températures basses. D'autres avantages de la présente invention ressortent des revendications suivantes, ainsi que de la description et des dessins.
La présente invention va être expliquée par la suite à l'aide d'un exemple de réalisation, dans lequel : la figure 1 représente une unité de pompe pour un dispositif de post-traitement des gaz d'échappement ; la figure 2a représente dans une première vue une unité de dosage reliée à l'unité de pompe selon la figure 1 par l'intermédiaire de conduites de solution HWL représentées sur la figure 3 ; la figure 2b représente l'unité de dosage de la figure 2a dans une deuxième vue ; la figure 3 représente le dispositif de post-traitement des gaz 20 d'échappement ; la figure 4 représente un disque de buse d'une buse de pulvérisation utilisée dans l'unité de dosage selon les figures 2a et 2b ; la figure 5 représente un autre disque de buse formant un ensemble disques de buse conjointement avec le disque de buse selon la figure 4 ; 25 la figure 6 représente une plaque d'adaptation disposée entre l'ensemble disques de buse et un siège de soupape selon les figures 2a et 2b ; la figure 7 représente un détail de l'unité de pompe dans la zone d'une membrane ; la figure 8 représente un grillage estampé aspergé de la matière 30 synthétique de l'unité de pompe ; la figure 9 représente l'unité de pompe selon la flèche IX de la figure 1 dans une vue en élévation, l'unité de pompe étant représentée de façon éclatée dans la zone d'un élément de compensation compressible ; la figure 10 représente l'unité de pompe selon la flèche X de la figure 1 dans une vue en élévation, l'unité de pompe étant représentée de façon éclatée dans la zone d'un raccord d'eau de refroidissement ; la figure 11 représente l'unité de pompe selon la flèche XI de la figure 1 dans une vue de dessous, l'unité de pompe étant représentée de façon éclatée dans la zone des raccords de solution HWL et d'une soupape de limitation de pression ; et la figure 12 représente l'unité de dosage des figures 2a et 2b dans une vue en perspective, après retrait d'un cache. La figure 1 illustre une unité de pompe 1 pour un dispositif de post-traitement des gaz d'échappement avec laquelle une solution HWL est injectée dans un flux de gaz d'échappement de moteur diesel. L'unité de pompe 1 aspire pour ce faire la solution HWL, la met sous pression et la dirige sous pression vers une unité de dosage 100 représentée sur les figures 2a et 2b qui injecte une partie de la solution HWL dans le flux de gaz d'échappement chaud. L'unité de dosage 100 est en outre refroidie par la solution HWL circulant dans le circuit situé entre l'unité de pompe 1 et l'unité de dosage 100. L'unité de pompe 1 comprend une pompe 2, un filtre à pression 3 et une unité de commande 4. La pompe 2 prend la forme d'une pompe à membrane et comprend un moteur électrique 5 sans balai doté d'un engrenage excentrique 6 fonctionnant comme un mécanisme d'embiellage. Cet engrenage excentrique 6 déplace la zone centrale d'une membrane 7 serrée dans un boîtier intermédiaire 8 au niveau de sa périphérie dans un mouvement de va-et-vient. Deux disques en matière synthétique 207, 208 visibles plus en détail sur la figure 7 sont en outre disposés dans le boîtier intermédiaire 8, lesdits disques étant réalisés comme des pièces moulées par injection. Le disque en matière synthétique 207 supérieur est disposé pour ce faire sur le disque en matière synthétique 208 inférieur, de façon à ce que les déformations en forme de languette forment deux clapets anti-retour 9, 10 dans la zone de contact des deux disques en matière synthétique 207, 208. Ces deux clapets anti-retour 9, 10 prennent la forme de soupapes flottantes. Les canaux nécessaires à la circulation de la solution HWL sont en outre prévus dans les disques en matière synthétique 207, 208. Le clapet de retenue 10 s'ouvre dans cette direction, de sorte qu'une chambre de pression 190 pouvant être placée sous pression par la membrane 7 peut envoyer de la solution HWL sous pression. L'autre clapet de retenue 9 s'ouvre dans la direction opposée, de sorte que la chambre de pression 190 peut aspirer la solution HWL. Un canal propre aménagé dans le boîtier intermédiaire 8 part de chaque clapet de retenue 9, 10. Ces canaux sont rendus étanches à l'aide des joints toriques 240, 241. Seule une partie 11 de ces canaux est visible sur les figures 1 et 7. Le clapet de retenue 9 aspirant la solution HWL aspire la solution HWL depuis le raccord aspirant de solution HWL 12 via la partie 11 et un autre canal 242 sortant de là. Cet autre canal 242 supplémentaire et un filtre aspirant 243 disposé en amont sont visibles sur la figure 11. Le filtre aspirant 243 protège la pompe 2 de tout encrassement grossier. Le filtre aspirant 243 est encastré dans le raccord aspirant de solution HWL 12. La solution HWL est conduite hors de la chambre de pression 190 de la membrane 7 jusqu'au filtre à pression 3 via l'autre clapet de retenue 10 et l'autre canal sortant de là non visible plus en détail, ledit filtre prenant ainsi la forme d'un filtre à pression. Depuis ce filtre à pression 3, la solution HWL est conduite à un raccord sous pression de solution HWL 153 visible sur la figure 11. L'unité de dosage 100 est ainsi protégée des particules de crasse et ainsi de tout engorgement avec le filtre à pression 3. Le raccord sous pression de solution HWL 153 suivant le filtre à pression 3 est représenté de façon schématique sur la figure 3. Le raccord sous pression de solution HWL 153 est relié à l'unité de dosage 100 via la conduite de solution HWL 150 externe également visible sur la figure 3. Le raccord aspirant de solution HWL 12 de l'unité de pompe 1 est relié à un réservoir de solution HWL 200 via la conduite de solution HWL 151 et l'unité de dosage 100 au réservoir de solution HWL 200 avec une autre conduite de solution HWL 201, de façon à former un circuit avec le flux dans l'unité de dosage 100 via un écran de reflux 223. Le filtre à pression 3 comprend une cartouche de filtre 15 placée dans un creuset 16. Ce creuset 16 comporte un filetage extérieur 17 vissé dans un filetage intérieur 14 d'une douille 13. Le filetage intérieur 14 est disposé pour ce faire au niveau d'une extrémité de la douille 13. La douille 13 est reliée fixement sans mouvement au boîtier intermédiaire 8 au niveau de l'autre extrémité. La cartouche de filtre 15 est ainsi tendue de façon étanche contre le boîtier intermédiaire 8.
Pour fléchir la membrane 7 dans un sens ou dans l'autre, le moteur électrique 5 est réalisé sous la forme d'un moteur à induit extérieur permettant d'économiser de la place. Un stator 18 du moteur électrique 5 reposant radialement à l'intérieur d'un rotor 19 est entouré par ce dernier. Le stator 18 comporte des bobines dotées de conduites 20 conduisant à une platine de commande de moteur 205 situé à l'intérieur de l'unité de commande 4. Le rotor 19 est relié, sur le côté opposé à l'engrenage excentrique 6, à un disque 21 percé en son centre, à travers le trou central duquel un arbre 22 est placé de telle sorte que le rotor 19 et l'arbre 22 sont reliés fixement en rotation l'un par rapport à l'autre. L'arbre 22 est disposé de façon à pouvoir tourner dans deux paliers tournants 23, 24 dans la zone de l'engrenage excentrique 6. Les deux paliers tournants 23, 24 sont logés dans un logement de palier 25 relié fixement sans déplacement au boîtier intermédiaire 8. Un vissage 26 est en outre prévu. La membrane 7 est tendue à l'aide de ce vissage 26 entre une plaque de support 206 du logement de palier 25 et le disque en matière synthétique 207 supérieur. Un excentre 27 est comprimé par complémentarité de frottements sur l'arbre 22 dans la zone située entre les deux paliers tournants 23, 24. L'axe central de cet excentre 27 est décalé parallèlement à l'axe de rotation de l'arbre 22. Un palier tournant 28 d'une bielle 29 est disposé coaxialement sur l'excentre 27. Son autre extrémité est vissée à une douille de soutien 31 via un boulon fileté 30, ladite douille étant reliée fixement sans déplacement à une douille de serrage 32 arrondie. La douille de soutien 31 est vulcanisée dans la membrane. La douille de serrage 32 sert à soutenir la membrane 7 lorsqu'une pression s'exerce. Le boulon fileté 30 est pourvu d'un hexagone 33 et comporte un filetage au niveau de ses deux extrémités. Les paliers tournants 23, 24 et 28 sont dotés d'un système de remplissage de graisse longue durée pour la lubrification.
L'unité de commande 4 est disposée à l'intérieur d'un boîtier de commande 37 réalisé d'un seul tenant avec un boîtier de pompe 38. Le boîtier de commande 37 est séparé du boîtier de pompe 38 de façon étanche à l'huile à l'aide d'une paroi de séparation 39, les conduites 20 des bobines étant reliées à la platine de commande de moteur 205 à l'aide de pistes conductrices 40 disposées dans la matière synthétique coulée en pointe du boîtier de pompe 38. Les fonctions de commande de dosage, de réglage de la pression, d'analyse du capteur et de communication CAN sont disposées sur une autre platine 41. L'autre platine 41 est vissée sur un côté d'une plaque en aluminium 42 sur l'autre côté de laquelle des rainures de refroidissement 43 sont disposées. Cette plaque en aluminium 42 est disposée de telle sorte dans une ouverture du boîtier de commande 37 que les rainures de refroidissement 43 sont orientées vers l'extérieur et dirigent ainsi la chaleur de la platine 41 provenant de l'électronique vers l'extérieur. Une platine estampée 44 de matière synthétique du boîtier de commande 37 est injectée pour la connexion : - de la platine de commande de moteur 205 ; - de l'autre platine 41 ; et - du bus CAN du véhicule. Cette platine estampée 44 apparaît également sur la figure 8 et comporte quatre fiches de contact 45, 210, 211, 212 s'étendant perpendiculairement telles des lames hors de la platine estampée 44. Une fiche de contact 45 à 20 pôles établit la connexion entre la platine estampée 44 et l'autre platine 41. Cette connexion est réalisée en plaçant la platine 41 sur le boîtier de commande 37. Une fiche de contact 210 à 4 pôles établit la connexion avec la platine de commande de moteur 205. Deux fiches de contact 211, 212 sont prévues pour la connexion vers l'extérieur. La fiche de contact 211 à 8 pôles établit la connexion avec l'unité de dosage 100 pour : - la commande et/ou l'alimentation en courant de sa soupape de dosage 34 ; - la commande et/ou l'alimentation en courant d'un chauffage électrique 265 ; - l'alimentation en courant d'un capteur de pression et de température 221 ; et - la réception du signal du capteur de pression et de température 221. La fiche de contact 212 à 7 pôles établit la connexion avec l'électronique du véhicule et l'alimentation en tension. La communication est réalisée pour ce faire via des signaux de bus CAN. Deux raccords d'eau de refroidissement 46, 154 sont prévus sur le côté du boîtier intermédiaire 8 reposant à l'opposée du raccord aspirant 12, lesdits raccords étant notamment visibles sur les figures 9 à 11. Ces deux raccords d'eau de refroidissement 46, 154 conduisent aux deux extrémités d'un canal de refroidissement 47 réalisé dans le boîtier intermédiaire 8. Étant donné que les deux raccords d'eau de refroidissement 46, 154 sont raccordés par ailleurs dans un circuit d'eau de refroidissement 227 visible sur la figure 3 d'un moteur d'entraînement de véhicule automobile 155, l'unité de pompe 1 peut ainsi être dégelée par l'eau de refroidissement chaude du circuit d'eau de refroidissement 227 du moteur d'entraînement de véhicule automobile 155 et/ou être maintenue à température de fonctionnement. L'unité de dosage 100 représentée plus en détail sur les figures 2a et 2b comprend la soupape de dosage 34 électromagnétique. Cette soupape de dosage 34 électromagnétique comporte un aimant électromagnétique 158 doté d'un ancrage 159 pouvant comprimer un ressort à pression cylindrique 161 contre sa force élastique, de sorte que la pression de la solution HWL peut repousser une aiguille 160 dans la position ouverte. Le ressort à pression cylindrique 161 s'appuie pour ce faire contre un boulon fileté 191 permettant de régler la précontrainte du ressort à pression cylindrique 161. Si l'aimant électromagnétique 158 n'est pas alimenté en courant via ses raccords 162, le ressort à pression cylindrique 161 appuie de nouveau sur l'aiguille 160 contre un siège de soupape 102 dans une position fermée. L'aiguille 160 est réalisée pour ce faire de façon relativement longue et introduite dans un palier de glissement linéaire 163. Le guidage est quant à lui réalisé à l'aide d'une membrane d'étanchéification 164 protégeant l'aimant électromagnétique 158 de la solution HWL agressive. Un canal de refroidissement 165 qui ferme le circuit entre les deux raccords d'unité de dosage 156, 157 est prévu entre ces deux guides. Les raccords d'unité de dosage 156, 157 sont raccordés à cette fin aux conduites de solution HWL 150, 201. Partant du raccord d'unité de dosage 157 prenant la forme d'un afflux, la solution HWL est conduite dans le palier de glissement linéaire 163 en direction du siège de soupape 102 via un crible de filtre 260, en passant par plusieurs évidements. Si la solution HWL traverse à l'état alimenté en courant de l'aimant électromagnétique 158 une ouverture centrale réalisée dans le siège de soupape 102, la solution HWL est conduite à travers une buse de pulvérisation 101. La buse de pulvérisation 101 prend la forme d'une buse à turbulence et comporte les deux disques de buse 167, 168 représentés l'un sur l'autre sur les figures 4 et 5. Ces deux disques de buse 167, 168 sont serrés pour ce faire contre le siège de soupape 102 à l'aide d'un insert de buse de sortie 169, une plaque d'adaptation 170 visible sur la figure 6 étant serrée entre les disques de buse 167, 168 et le siège de soupape 102. La mise sous tension de la plaque d'adaptation 170 et des disques de buse 167, 168 est réalisée au moyen d'un bord rabattu non représenté plus en détail au niveau de l'insert de buse de sortie 169. Cet insert de buse de sortie 169 comporte une sortie s'élargissant en trompette ù non visible plus en détail. La forme des ouvertures 180, 181 des disques de buse 167, 168 provoque des turbulences dans la solution HWL sortante, lesdites turbulences atomisant la solution HWL lors de sa sortie. La solution HWL est ensuite pulvérisée selon la figure 3 dans une zone de la chaîne de gaz d'échappement 177 située avant le catalyseur 178. L'unité de dosage 100 est reliée à l'unité de pompe via une fiche de contact 166 à 8 pôles, une conduite électrique 174 et la fiche de contact 212 à 8 pôles. L'électronique de l'unité de commande 4 comprend un dernier étage, de sorte que la tension peut être appliquée directement au niveau des raccords 162 de l'aimant électromagnétique 158 raccordés aux fiches de contact 212, 166 à 8 pôles pour ouvrir la soupape de dosage 34 électromagnétique. La figure 12 illustre l'unité de dosage 100 sans le cache 266. La figure 12 montre ainsi que la fiche de contact 166 à 8 pôles de l'unité de dosage 100 n'est pas reliée qu'aux raccords 162 de l'aimant électromagnétique 158. La fiche de contact 166 à 8 pôles est également reliée au chauffage électrique 265 de la soupape de dosage 34 et du capteur de pression et de température 221. L'unité de pompe 1 reçoit des informations provenant d'un appareil de commande 175 via un conducteur de signaux 176, ledit appareil communiquant avec la commande de moteur du moteur d'entraînement de véhicule automobile 155. Ce conducteur de signaux retransmet entre autres les signaux de bus CAN. L'unité de dosage 100 est dotée d'un écran de reflux 223 situé avant le raccord d'unité de dosage 156, dans un canal de reflux 222. Cet écran de reflux 223 garantit que l'unité de dosage 100 est traversée en permanence par de la solution HWL. La température de l'unité de dosage 100 est ainsi maintenue à un niveau bas. La pression régnant dans le dispositif de post-traitement des gaz d'échappement est par ailleurs ramenée à la pression du réservoir lors de la déconnexion de l'alimentation en courant, sans qu'aucun apport d'énergie ne soit nécessaire pour ouvrir une soupape.
Tous les composants du dispositif de post-traitement des gaz d'échappement sont réalisés de telle sorte qu'un gel de la solution HWL sans pression ne provoque pas de dommages. II en va de même pour l'unité de dosage 100. La solution HWL peut se dilater contre la membrane d'étanchéification 164 dans la soupape de dosage 34 électromagnétique. Un soufflet 224 en métal pouvant se dilater contre un ressort sous pression 225 est monté dans le capteur de pression et de température 221. C'est également le cas pour l'unité de pompe 1. La solution HWL peut se dilater dans cette unité de pompe 1 contre : - la membrane 7 ; - une membrane de délimitation 244 visible sur la figure 11 ; et - un élément de compensation 245 compressible visible sur la figure 9. La membrane de délimitation 244 visible sur la figure 11 appartient à une soupape de limitation de pression 246. Un canal d'injection 252 est prévu sur le côté de la membrane de délimitation 244 opposé à la soupape de limitation de pression 246, ledit canal étant intégré dans le flux de solution HWL dans le boîtier intermédiaire 8. La soupape de limitation de pression 246 comporte un boîtier de délimitation 250 vissé fixement au boîtier intermédiaire 8. À l'intérieur du boîtier de délimitation 250, la membrane de délimitation 244 s'appuie de façon élastique contre un élément de réglage 249 via un disque de soutien et de guidage 247 central et un ressort à pression cylindrique 248. Cet élément de réglage 249 est vissé de l'extérieur dans le boîtier de délimitation 250. La précontrainte du ressort à pression cylindrique 248 peut être réglée par vissage/dévissage.
L'élément de compensation 245 compressible visible sur la figure 9 est maintenu dans un évidemment du boîtier intermédiaire 8 à l'aide d'un cache 251. L'élément de compensation 245 compressible est intégré dans le flux de solution HWL jusqu'au raccord sous pression de solution HWL 153 à l'aide d'un canal d'injection 253. Pour empêcher toute sortie de la solution HWL agressive, un joint torique est disposé de façon étanche entre le cache 251 et le boîtier intermédiaire 8. Un élément de compensation compressible similaire à l'élément de compensation 245 peut également être disposé à l'intérieur du filtre à pression 3 ou à côté de lui.
Les composants restants du dispositif de post-traitement des gaz d'échappement, c'est-à-dire notamment : û le réservoir 200 ; - les conduites de solution HWL 150, 151, 201 ; - le raccord aspirant de solution HWL 12 ; - le raccord sous pression de solution HWL 153 ; et - les raccords d'unité de dosage 156, 157 sont également sécurisés par rapport au gel grâce au choix du matériau et/ou de l'élément de compensation compressible. Les composants individuels ou l'ensemble des composants ne sont pas réalisés de façon sécurisée par rapport au gel dans une variante de réalisation et un dispositif peut également être prévu pour permettre à la solution HWL d'être aspirée ou pompée hors de l'unité de pompe de façon à éviter tout risque de destruction provoqué par la dilatation de la solution HWL lorsque les températures extérieures sont inférieures à zéro. Les deux raccords d'unité de dosage 156, 157 sont regroupés en une unité modulaire commune vissée avec une vis centrale à l'unité de dosage 100. Les raccords d'eau de refroidissement 46, 154 sont également regroupés en une unité modulaire commune vissée à l'unité de pompe 1 au moyen d'une vis centrale. Les deux unités modulaires peuvent être fabriquées à partir de matériaux différents. II est possible d'utiliser, outre les matières synthétiques, l'aluminium ou l'acier inoxydable. Le dispositif de post-traitement des gaz d'échappement représenté peut notamment être utilisé dans les véhicules utilitaires lourds, étant donné que ceux-ci sont la plupart du temps équipés d'un moteur diesel. La réduction NOx est particulièrement nécessaire dans les moteurs diesel. Les rapports des espaces utiles et les accélérations sont tels dans un tel véhicule utilitaire lourd que cela permet l'agencement d'une unité de dosage relativement grande et lourde, du fait de l'aimant électromagnétique 158. La présente invention peut toutefois être également utilisée dans les petits véhicules de tourisme. La présente invention peut en outre être utilisée avec des moteurs à essence.
Une autre buse de pulvérisation peut également être prévue à la place de la buse à turbulence. Le boîtier de l'unité de pompe ne doit pas nécessairement être constitué de parties de boîtier séparées de boîtier de pompe, boîtier intermédiaire et douille. Un boîtier d'un seul tenant peut également être prévu pour l'unité de pompe. Il est en outre possible de ne réaliser que le filtre à pression et le boîtier intermédiaire d'un seul tenant ou de réaliser le boîtier intermédiaire d'un seul tenant avec le boîtier de pompe. Une séparation peut en outre être prévue entre le boîtier de pompe et le boîtier de commande. Dans une variante de configuration, aucun boulon fileté 30 n'est prévu. Au lieu de cela, la douille de serrage 32 est directement vissée à la bielle. Un palier glissant peut être utilisé à la place du palier tournant 28. Les deux platines de l'unité de pompe peuvent également être regroupées en une seule platine. Le chauffage électrique de la soupape de dosage peut prendre la forme d'un chauffage PTC. En variante, ce chauffage peut également prendre la forme d'un canal qui est intégré dans le circuit d'eau de refroidissement du moteur d'entraînement de véhicule automobile. Les configurations décrites dans les différents modes de réalisation ne sont que des exemples. Une combinaison des caractéristiques décrites pour les différents modes de réalisation est également possible. D'autres caractéristiques, notamment des caractéristiques non décrites, des pièces de dispositif appartenant à la présente invention, sont empruntées aux formes des parties de dispositif représentées sur les dessins.

Claims (3)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement pourvu d'une unité de commande (4) pour commander une pompe à membrane (2) qui aspire une solution aqueuse d'urée hors d'un circuit et qui pompe par l'intermédiaire d'un filtre à pression (3) jusqu'à atteindre une unité de dosage (100) à l'aide d'une buse de pulvérisation (101) destinée à pulvériser la solution aqueuse d'urée dans un flux de gaz d'échappement (177).
2. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une unité de pompe (1) est prévue, ladite unité comprenant la pompe à membrane (2), le filtre à pression (3) et l'unité de commande (4).
3. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que la solution aqueuse d'urée est amenée du filtre à pression (3) : - à un raccord sous pression (153) de l'unité de pompe (1) ; 20 - à une conduite aqueuse d'urée (150) ; et - à un raccord d'unité de dosage (156) ; jusqu'à l'unité de dosage (100). 6. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon l'une 25 quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un catalyseur (178) suit la buse de pulvérisation (101) dans le flux de gaz d'échappement (177). 7. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon l'une 30 quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la buse de pulvérisation (101) est une buse à turbulence.6. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie de boîtier d'un boîtier d'unité de pompe à l'intérieur duquel des canaux circulent est prévue entre la pompe à membrane (2) et le filtre à pression (3). 7. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un canal d'eau de refroidissement (47) est prévu dans l'unité de pompe (1) et est relié à un circuit d'eau de refroidissement (227) d'un moteur d'entraînement de véhicule automobile (155), de sorte que la solution aqueuse d'urée peut être dégelée à l'intérieur de l'unité de pompe (1). 8. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une membrane (7) de la pompe à membrane (2) accumulant la pression dans une chambre de pression (190) est réalisée comme un composant fermé contre lequel repose unilatéralement un élément de soutien (32) d'une bielle (29). 9. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de commande (4) est disposée dans un boîtier de commande (37) et comprend une couche de platine (41) fixée de telle sorte sur une plaque en métal (42) que la chaleur est dirigée vers l'extérieur. 10. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon la revendication 9, caractérisé en ce que la plaque en métal (42) comporte au moins une rainure (43) orientée vers l'extérieur. 11. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la membrane (7) se déplace vers l'avant et vers l'arrière depuis un engrenage excentrique (6). 12. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filtre à pression (15) est vissé de façon étanche à l'unité de pompe (1). 13. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de dosage (100) comprend une soupape de dosage (34) qui est intégrée conjointement à un réservoir (200) dans un circuit de solution aqueuse d'urée en circulation, de sorte que la soupape de dosage (34) est refroidie et qu'une pression peut être dégradée dans la solution aqueuse d'urée, et ce, également sans alimentation en courant dans le flux circulant de la soupape de dosage (34) vers le réservoir (200), via un écran de reflux (223). 14. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la membrane (7) de la pompe à membrane (2) est prévue dans l'unité de pompe (1), qu'au moins un élément compressible (224, 164) est prévu dans l'unité de dosage (100) et qu'un dispositif de libération de pression et des conduites de solution aqueuse d'urée (150, 151, 201) élastiquement déformables sont prévus dans le réservoir (200). 15. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'élément compressible de l'unité de dosage (100) est une membrane d'étanchéification (164). 16. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que l'élément compressible de l'unité de dosage (100) est un soufflet (224). 30 17. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que des canaux25 sont prévus dans l'unité de pompe (1) pour conduire la solution aqueuse d'urée, lesdits canaux étant reliés à un élément de compensation (245) compressible. 18. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un capteur de pression et de température (221) est prévu dans l'unité de dosage (100) pour mesurer la pression et la température de la solution aqueuse d'urée. 19. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de dosage (100) est un chauffage électrique (265).
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