FR3050484A1 - REAGENT INJECTION SYSTEM IN THE EXHAUST LINE OF A THERMAL ENGINE - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système d'injection (1) de réactif dans la ligne d'échappement d'un moteur thermique, comprenant : - un réservoir (2) de réactif (4), - une pompe (6), - un injecteur (7), - un ensemble de conduits (7,8,9) assurant la connexion fluidique du réactif (4) depuis le réservoir(2) vers l'injecteur(7) par aspiration via la pompe (6), caractérisé en ce qu'il comprend un conduit supplémentaire (10) débouchant à une extrémité dans le réservoir (2) de réactif au-dessus du seuil de remplissage maximum (5) en réactif dudit réservoir et raccordé à l'autre de ses extrémités audit ensemble de conduits en amont de la pompe dans une zone de raccordement (11) munie d'un système de vannes pilotées autorisant le passage vers l'injecteur (7), soit du réactif, soit d'air prélevé au-dessus du niveau du réactif dans le réservoir via ledit conduit supplémentaire (10).The invention relates to a system for injecting (1) reagent into the exhaust line of a heat engine, comprising: - a reservoir (2) of reagent (4), - a pump (6), - an injector (7), - a set of ducts (7,8,9) ensuring the fluid connection of the reagent (4) from the reservoir (2) to the injector (7) by suction via the pump (6), characterized in that it comprises an additional conduit (10) opening at one end into the reagent reservoir (2) above the maximum filling threshold (5) in reagent of said reservoir and connected at the other end thereof to said conduit assembly upstream of the pump in a connection zone (11) provided with a controlled valve system allowing passage to the injector (7), either reagent or air taken above the level of the reagent in the reservoir via said additional conduit (10).

Description

SYSTEME D’INJECTION DE REACTIF DANS LA LIGNE D’ECHAPPEMENT D’UNREAGENT INJECTION SYSTEM IN THE EXHAUST LINE OF A

MOTEUR THERMIQUETHERMAL MOTOR

[0001] La présente invention concerne un système d’injection de réactif dans la ligne d’échappement d’un moteur thermique.The present invention relates to a reagent injection system in the exhaust line of a heat engine.

[0002] Ce système permet notamment l’introduction dans une ligne d’échappement d’un moteur thermique d’un réactif en vue de traiter ses gaz d’échappement. L’invention s’intéresse plus particulièrement à la dépollution des gaz d’échappement des moteurs thermiques de véhicules, notamment de véhicules automobiles.This system allows in particular the introduction into an exhaust line of a heat engine of a reagent for treating its exhaust gas. The invention is more particularly concerned with the depollution of the exhaust gases of thermal engines of vehicles, especially motor vehicles.

[0003] Le réactif intéressant plus particulièrement l’invention est un agent réducteur, du type ammoniac, qui permet de traiter les oxydes d’azote (NOx) des gaz d’échappement par réduction catalytique sélective (ou SCR, selon l’acronyme anglophone correspondant « Sélective Catalytic Réduction »). Ce type d’agent réducteur est utilisé dans la technologie dite SCR liquide, qui utilise un précurseur d’agent réducteur sous forme liquide, comme une solution aqueuse d’urée, susceptible de se transformer/de se décomposer en ammoniac quand elle est injectée dans la ligne d’échappement. Dans la suite du présent texte, quand on mentionnera, par soucis de concision, l’urée pour traiter les NOx, ce terme est à comprendre comme un réactif particulièrement visé par l’invention (soit le réactif lui-même - comme l’ammoniac- , soit son précurseur -comme l’urée-) pour traiter des espèces chimiques également particulièrement visées par l’invention, mais sans que l’invention se restreigne spécifiquement à ce réactif et à ces espèces chimiques.The reagent of more particular interest to the invention is a reducing agent, of the ammonia type, which makes it possible to treat the nitrogen oxides (NOx) of the exhaust gas by selective catalytic reduction (or SCR, according to the English acronym corresponding "Selective Catalytic Reduction"). This type of reducing agent is used in so-called liquid SCR technology, which uses a reducing agent precursor in liquid form, such as an aqueous solution of urea, capable of being transformed / decomposed into ammonia when it is injected into the exhaust line. In the remainder of this text, when mentioning, for the sake of brevity, urea to treat NOx, this term is to be understood as a reagent particularly targeted by the invention (the reagent itself - such as ammonia - or its precursor -like urea- to treat chemical species also particularly targeted by the invention, but without the invention is specifically restricted to this reagent and these chemical species.

[0004] L’urée se décompose thermiquement en effet en ammoniac en deux étapes, une thermolyse puis une hydrolyse, à partir d’une température d’environ 135°C. Plus précisément, la solution d'urée injectée dans la ligne d'échappement se vaporise dans un premier temps pour se transformer en urée solide et en vapeur d'eau. Ensuite, l'urée se transforme en ammoniac NH3 et en acide isocyanique HNCO. L'acide isocyanique et l'eau se transforment en ammoniac et en dioxyde de carbone à l'intérieur d'un catalyseur implanté sur la ligne d'échappement. L'ammoniac peut ensuite réduire chimiquement les oxydes d’azote NOx rejetés par le moteur en azote et en eau.Urea is thermally decomposed into ammonia in two steps, thermolysis and hydrolysis, from a temperature of about 135 ° C. Specifically, the urea solution injected into the exhaust line vaporizes initially to turn into solid urea and water vapor. Then, the urea is converted into ammonia NH3 and isocyanic acid HNCO. The isocyanic acid and water are converted into ammonia and carbon dioxide inside a catalyst installed on the exhaust line. Ammonia can then chemically reduce the nitrogen oxides NOx released by the engine into nitrogen and water.

[0005] Il est nécessaire d’injecter l’urée en amont du catalyseur SCR, de façon à ce que la décomposition de l’urée en ammoniac et HNCO ait le temps de se faire entièrement avant de parvenir dans le catalyseur, et à une température des gaz d’échappement suffisante, au point d’injection de l’urée donc, mais également en entrée du catalyseur SCR, pour assurer la décomposition complète de l’urée en ammoniac. Les gaz d’échappement sont d’autant plus chauds qu’ils sont proches de la sortie moteur, on aurait donc tendance à injecter l’urée au plus près de la sortie moteur.It is necessary to inject the urea upstream of the SCR catalyst, so that the decomposition of the urea ammonia and HNCO has time to be fully before reaching the catalyst, and sufficient exhaust gas temperature, at the point of injection of urea therefore, but also at the inlet of the catalyst SCR, to ensure the complete decomposition of urea ammonia. The exhaust gases are hotter as they are close to the motor output, so we would tend to inject urea closer to the motor output.

[0006] Il s’avère que des réactifs aptes à réduire les NOx, comme l’urée et ses produits de décomposition incluant l’ammoniac, tendent à devenir corrosifs, notamment vis-à-vis de matériaux métalliques, à haute température, notamment quand on se rapproche de la température de décomposition de l’urée, et notamment à partir de 120 ou 130°C. L’injecteur, essentiellement métallique, est donc susceptible de se détériorer, par oxydation de ses parois. En outre, des résidus de polymère à base d’urée peuvent se déposer dans l’injecteur à ces températures, et en perturber le fonctionnement. Il est donc nécessaire de prévoir des moyens pour que l’injecteur de ces réactifs soit apte à résister à cette corrosion, et pour éviter/ralentir la formation de ces dépôts polymériques.It turns out that reagents capable of reducing NOx, such as urea and its decomposition products including ammonia, tend to become corrosive, especially vis-à-vis metallic materials, at high temperature, especially when one approaches the decomposition temperature of the urea, and especially from 120 or 130 ° C. The injector, essentially metallic, is therefore likely to deteriorate, by oxidation of its walls. In addition, residues of urea polymer can be deposited in the injector at these temperatures, and disrupt the operation. It is therefore necessary to provide means for the injector of these reagents to be able to resist this corrosion, and to avoid / slow the formation of these polymeric deposits.

[0007] Pour ce faire, on peut envisager des moyens de refroidissement de l’injecteur qui soient externes à la conception de l’injecteur même, par exemple en ayant recours à un groupe moto ventilateur. Ce groupe moto ventilateur peut être dédié, ou être déjà présent pour une fonction de ventilation ou de refroidissement, par exemple de l’habitacle du véhicule, et dont tout ou partie une partie de la capacité de refroidissement est utilisée quand cela est nécessaire pour refroidir l’injecteur. Mais cette solution est complexe et consommatrice en énergie électrique.To do this, we can consider the injector cooling means that are external to the design of the injector itself, for example by using a motorcycle fan assembly. This motorcycle fan unit may be dedicated, or already present for a ventilation or cooling function, for example of the passenger compartment of the vehicle, and all or part of the cooling capacity is used when necessary to cool the injector. But this solution is complex and consumes electricity.

[0008] On pourrait envisager d’injecter de l’urée constamment quand le moteur tourne, de façon à ce que l’urée elle-même serve à refroidir l’injecteur, mais cette solution n’est pas non plus dénuée d’inconvénients : elle entraînerait une surconsommation en urée, nécessiterait un remplissage plus fréquent de son réservoir. En outre, elle risque d’envoyer un excès d’urée dans la ligne d’échappement, entraînant des risques de fuite d’ammoniac en bout de ligne d’échappement, qu’il faudra prendre en compte également.One could consider injecting urea constantly when the engine is running, so that the urea itself serves to cool the injector, but this solution is not without drawbacks either it would lead to overconsumption of urea, would require more frequent filling of its tank. In addition, it may send an excess of urea in the exhaust line, leading to the risk of ammonia leakage at the end of the exhaust line, which must also be taken into account.

[0009] Le but de l’invention est de remédier à ces inconvénients. Plus précisément, l’invention a pour but de mettre au point un nouveau type d’injecteur apte à injecter des réactifs corrosifs à haute température en minimisant sa détérioration, dont la conception soit réalisable à l’échelle industrielle, et dont la mise en œuvre reste simple.The object of the invention is to overcome these disadvantages. More specifically, the object of the invention is to develop a new type of injector capable of injecting corrosive reagents at high temperature while minimizing its deterioration, the design of which is feasible on an industrial scale, and the implementation of which remains simple.

[0010] L’invention a tout d’abord pour objet un système d’injection de réactif dans la ligne d’échappement d’un moteur thermique, comprenant : - un réservoir de réactif, - une pompe, - un injecteur, - un ensemble de conduits assurant la connexion fluidique du réactif depuis le réservoir vers l’injecteur par aspiration via la pompe. Le système en question comprend un conduit supplémentaire débouchant à une extrémité dans le réservoir de réactif au-dessus du seuil de remplissage maximum en réactif dudit réservoir et raccordé à l’autre de ses extrémités audit ensemble de conduits en amont de la pompe dans une zone de raccordement munie d’un système de vannes pilotées autorisant le passage vers l’injecteur, soit du réactif, soit d’air prélevé au-dessus du niveau du réactif dans le réservoir via ledit conduit supplémentaire.The invention firstly relates to a reagent injection system in the exhaust line of a heat engine, comprising: - a reagent reservoir, - a pump, - an injector, - a conduit assembly providing the fluidic connection of the reagent from the reservoir to the injector by suction via the pump. The system in question comprises an additional conduit opening at one end into the reagent tank above the maximum reagent filling threshold of said reservoir and connected at the other end thereof to said set of pipes upstream of the pump in a zone. connecting piece provided with a controlled valve system allowing passage to the injector, either reagent or air taken above the level of the reagent in the reservoir via said additional conduit.

[0011] L’invention propose ainsi de refroidir l’injecteur, ou tout au moins de le maintenir en dessous d’une température susceptible de le dégrader ou d’en détériorer le fonctionnement, par des moyens à la fois simples à mettre en oeuvre et efficaces : ces moyens consistent à prévoir que l’injecteur peut injecter du réactif (de l’urée) dans son mode de fonctionnement normal quand il est nécessaire de traiter des NOx contenus dans le flux des gaz d’échappement, mais également de l’air quand il n’est pas nécessaire de traiter les NOx mais que l’injecteur risque de dépasser une certaine température. Injecter de l’air refroidit de fait le corps de l’injecteur, sans perturber la ligne d’échappement. Et injecter plus précisément de l’air prélevé dans le réservoir d’urée, en utilisant les mêmes conduites d’acheminement de fluide vers l’injecteur, mis à part une conduite supplémentaire rend la mise en œuvre de l’invention très simple : On n’a aucune redondance dans les circuits d’approvisionnement en urée et en air de l’injecteur, on peut notamment utiliser la même pompe d’aspiration pour aspirer l’urée ou l’air, et le même conduit d’amenée débouchant dans l’injecteur, et il s’est avéré que l’injecteur, conçu au départ pour injecter un liquide (en l’occurrence de l’urée en phase aqueuse), était apte à injecter aussi de l’air (en phase gazeuse) sans poser de problème.The invention thus proposes to cool the injector, or at least to keep it below a temperature likely to degrade or deteriorate the operation, by means both simple to implement and effective: these means consist in providing that the injector can inject reagent (urea) in its normal operating mode when it is necessary to treat NOx contained in the flow of the exhaust gas, but also the air when it is not necessary to treat NOx but the injector may exceed a certain temperature. Injecting air effectively cools the body of the injector without disturbing the exhaust line. And more precisely injecting the air taken from the urea tank, by using the same lines for conveying fluid towards the injector, apart from an additional pipe makes the implementation of the invention very simple: has no redundancy in the urea and air supply circuits of the injector, it can in particular use the same suction pump to suck the urea or air, and the same supply duct opening into the injector, and it turned out that the injector, originally designed to inject a liquid (in this case urea in the aqueous phase), was able to also inject air (in the gas phase) without problem.

[0012] De préférence le réactif est sous forme liquide, le réactif comprenant notamment de l’urée en phase aqueuse.Preferably the reagent is in liquid form, the reagent comprising in particular urea in the aqueous phase.

[0013] Selon un mode de réalisation préféré, le réactif est un précurseur liquide d’un agent réducteur de type ammoniac, pour réduire les NOx des gaz d’échappement.According to a preferred embodiment, the reagent is a liquid precursor of a reducing agent of ammonia type, to reduce NOx exhaust gas.

[0014] Avantageusement, le réservoir est muni d’une entrée d’air extérieur au-dessus du niveau de remplissage maximal du réservoir, ladite entrée d’air étant de préférence munie d’un moyen de filtrage. On s’assure ainsi que de l’air remplace l’urée dans le réservoir au fur et à mesure de la consommation en urée, et que cet air est débarrassé d’impuretés, de poussières qui seraient susceptibles d’encrasser l’injecteur.Advantageously, the tank is provided with an outside air inlet above the maximum filling level of the tank, said air inlet preferably being provided with a filtering means. This ensures that air replaces the urea in the tank as and when consumption of urea, and that this air is free of impurities, dust that would likely foul the injector.

[0015] Avantageusement, le système d’injection selon l’invention comprend des moyens de pilotage de la pompe et des vannes de type moyens électroniques/informatiques. Les systèmes d’injection conventionnels sont généralement pilotés avec des moyens de ce type, du type calculateur. La mise en œuvre de l’invention ajoute au pilotage de la pompe le pilotage des vannes pour passer d’un mode d’injection d’urée à un mode d’injection d’air.Advantageously, the injection system according to the invention comprises pump control means and valves of the electronic / computer type. Conventional injection systems are generally controlled with means of this type, of the calculator type. The implementation of the invention adds to the control of the pump the control of the valves to switch from a urea injection mode to an air injection mode.

[0016] L’invention a également pour objet un procédé d’injection de réactif dans la ligne d’échappement d’un moteur thermique mettant en œuvre le système décrit plus haut.The invention also relates to a reagent injection process in the exhaust line of a heat engine implementing the system described above.

[0017] L’invention a également pour objet un procédé d’injection de réactif dans la ligne d’échappement d’un moteur thermique, le réactif venant réagir avec une ou des espèces chimiques contenues dans les gaz d’échappement, le procédé prévoyant d’injecter le réactif quand le taux de cette/ces espèces chimiques atteint ou dépasse un seuil donné et d’injecter de l’air seulement quand ce taux est en deçà dudit seuil.The invention also relates to a reagent injection process in the exhaust line of a heat engine, the reagent reacting with one or more chemical species contained in the exhaust gas, the method providing for to inject the reagent when the rate of this / these chemical species reaches or exceeds a given threshold and to inject air only when this rate is below this threshold.

[0018] Selon un mode de réalisation, on injecte de l’air quand ledit taux est en deçà dudit seuil et que l’injecteur atteint un seuil de température.According to one embodiment, air is injected when said rate is below said threshold and that the injector reaches a temperature threshold.

[0019] Dans ce mode de réalisation, la température de l’injecteur peut être mesurée directement (au niveau de l’injecteur lui-même) ou indirectement (à partir de la température des gaz d’échappement dans la ligne d’échappement à proximité de la zone où débouche l’injecteur par exemple).In this embodiment, the temperature of the injector can be measured directly (at the level of the injector itself) or indirectly (from the temperature of the exhaust gas in the exhaust line to proximity to the area where the injector opens, for example).

[0020] Le procédé de l’invention propose donc un mode « actif » où l’on injecte de l’urée dans la ligne, pour un traitement effectif de certains des gaz contenus dans les gaz d’échappement, et un mode « refroidissement » où l’on continue à injecter un fluide, de l’air, par l’injecteur pour le maintenir à une température inférieure à une température qui conduirait à le détériorer, notamment sous l’effet corrosif du réactif au-delà d’environ 120 à 130° quand il s’agit d’urée. On peut prévoir un trasième mode, où l’on injecte ni urée ni air si le traitement des NOx ne nécessite pas une injection d’urée supplémentaire et que l’injecteur reste sous une température seuil pouvant conduire à sa détérioration.The method of the invention therefore proposes an "active" mode where urea is injected into the line, for an effective treatment of some of the gases contained in the exhaust gas, and a "cooling" mode. Where it continues to inject a fluid, air, by the injector to maintain it at a temperature below a temperature that would lead to deteriorate, especially under the corrosive effect of the reagent beyond about 120 to 130 ° when it comes to urea. A third mode can be provided, in which neither urea nor air is injected if the NOx treatment does not require an additional urea injection and the injector remains under a threshold temperature that can lead to its deterioration.

[0021] Contrairement aux solutions précédemment envisagées pour éviter réchauffement de l’injecteur, ce procédé n’entraîne pas de surconsommation en réactif et ne nécessite pas de moyens de refroidissement extérieurs/additionnels du type ventilateurs ou échangeurs thermiques. Il peut être mis en œuvre avec pas/très peu de modification par rapport à l’architecture du système de traitement des gaz d’échappement dans son ensemble : on peut prélever de l’air dans le réservoir de réactif, utiliser une même pompe d’aspiration, le même calculateur de pilotage, on garde exactement la même conception pour l’injecteur.Unlike previously considered solutions to prevent reheating of the injector, this method does not cause overconsumption in reagent and does not require external / additional cooling means of the type fans or heat exchangers. It can be implemented with no / very little modification compared to the architecture of the exhaust system as a whole: you can draw air into the reagent tank, use a single pump of suction, the same control computer, we keep exactly the same design for the injector.

[0022] Selon un mode de réalisation préféré, soit on mesure le taux de la ou des espèces chimiques, notamment par un ou plusieurs capteurs disposés sur la ligne d’échappement (des capteurs de NOx), soit on l’estime, notamment à l’aide d’une cartographie. On peut aussi, pour piloter le système d’injection, exploiter à la fois des données mesurées et estimées.According to a preferred embodiment, the rate of the chemical species or species is measured, in particular by one or more sensors arranged on the exhaust line (NOx sensors), or it is estimated, in particular at using a map. In order to control the injection system, it is also possible to use both measured and estimated data.

[0023] Dans l’exemple préféré de l’invention, les espèces chimiques sont des gaz NOx.In the preferred example of the invention, the chemical species are NOx gases.

[0024] Le procédé selon l’invention utilise avantageusement un injecteur, une pompe et un réservoir de réactif, et un conduit d’amenée à l’injecteur qui sont communs, pour injecter sous pression dans la ligne d’échappement alternativement le réactif ou de l’air.The method according to the invention advantageously uses an injector, a pump and a reagent reservoir, and a feed conduit to the injector which are common to inject under pressure in the exhaust line alternately the reagent or air.

[0025] L’invention peut préconiser ainsi que l’injecteur injecte en permanence un fluide, soit l’urée pour traiter les gaz d’échappement, soit de l’air pour éviter son échauffement, tant que le moteur tourne, ou qu’il soit aussi autorisé que l’injecteur n’injecte rien, quand le risque d’échauffement n’est pas avéré et que la ligne d’échappement n’a pas besoin de réactif en plus.The invention can thus recommend that the injector permanently injects a fluid, either urea to treat the exhaust gas, or air to prevent it from heating up, as long as the engine is running, or that it is also allowed that the injector injects nothing, when the risk of overheating is not proven and that the exhaust line does not need more reagent.

[0026] L’invention a également pour objet le système de traitement des gaz d’échappement d’un moteur thermique, intégrant le système d’injection décrit plus haut.The invention also relates to the exhaust gas treatment system of a heat engine, incorporating the injection system described above.

[0027] L’invention a également pour objet la ligne d’échappement d’un moteur thermique, intégrant ledit système de traitement. Elle a également pour objet le groupe motopropulseur comprenant un moteur thermique et ladite ligne d’échappement, ainsi que tout véhicule comprenant un tel groupe motopropulseur.The invention also relates to the exhaust line of a heat engine, incorporating said processing system. It also relates to the power train comprising a heat engine and said exhaust line, as well as any vehicle comprising such a powertrain.

[0028] L'invention a également pour objet un calculateur comportant une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé de mise en œuvre du système d’injection ou du procédé d’injection selon l'invention.The invention also relates to a computer having a memory storing software instructions for the implementation of the implementation method of the injection system or the injection method according to the invention.

[0029] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui en est faite ci-après selon un exemple, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - La figure 1 est une représentation schématique du système d’injection selon l’invention ; - La figure 2 est représentation schématique sous forme d’un logigramme du pilotage du système d’injection de la figure 1.Other features and advantages of the invention will become apparent from the description which is given hereinafter according to an example, by way of indication and in no way limitative, with reference to the appended figures, in which: - Figure 1 is a schematic representation of the injection system according to the invention; FIG. 2 is a schematic representation in the form of a logic diagram of the control of the injection system of FIG. 1.

[0030] Toutes ces figures sont extrêmement schématiques, et les différents composants représentés à la figure 1 ne sont pas nécessairement à l’échelle.All these figures are extremely schematic, and the different components shown in Figure 1 are not necessarily scaled.

[0031] L’exemple concerne un système d’injection d’urée dans une ligne d’échappement d’un moteur thermique de type diesel équipant un véhicule automobile.The example relates to a urea injection system in an exhaust line of a diesel-type engine fitted to a motor vehicle.

[0032] La figure 1 représente un système d’injection d’urée 1 appartenant à un système de traitement des gaz d’échappement connu en soi, équipant la ligne d’échappement et incluant un catalyseur SCR, et qui ne sera donc pas décrit en détails. Pour un exemple de système de ce type, on peut se reporter notamment au brevet WO 2015/181456.FIG. 1 represents a urea injection system 1 belonging to an exhaust gas treatment system known per se, fitted to the exhaust line and including an SCR catalyst, and which will therefore not be described. in detail. For an example of a system of this type, one can refer in particular to the patent WO 2015/181456.

[0033] Le système d’injection 1 comprend un réservoir 2 fermé, muni d’une prise d’air 3 extérieur au réservoir munie d’un filtre (non représenté). Ce réservoir est rempli périodiquement avec de l’urée en phase aqueuse 4 (dans un pourcentage massique en urée de l’ordre de 30%) jusqu’à un seuil de remplissage maximal 5. Le système comprend également une pompe 6, un injecteur 7 débouchant dans la ligne d’échappement (non représentée). La pompe est par exemple, de façon connue, un module jauge-pompe piloté, et est aussi désignée usuellement sous le terme de pompe de gavage. Un ensemble de conduits assure la connexion fluidique depuis l’urée 4 contenue dans le réservoir 2 jusqu’à l’injecteur 7 via la pompe 6. Selon l’invention, on vient ajouter un conduit supplémentaire 10 qui débouche à l’une de ses extrémités au-dessus du niveau maximal 5 en urée du réservoir 2. A l’autre de ses extrémités, il vient de raccorder au conduit 7 dans une zone de raccordement équipée de moyens de commutation 11, à savoir un système de vannes pilotables permet de faire passer à l’injecteur soit de l’urée provenant du conduit 7 plongeant dans le réservoir, soit de l’air prélevé par le conduit 10 au-dessus du niveau d’urée dans le réservoir. La flèche f représente la direction générale d’écoulement de l’urée depuis le réservoir 2 vers l’injecteur 7.The injection system 1 comprises a closed tank 2, provided with an air intake 3 outside the tank provided with a filter (not shown). This reservoir is periodically filled with urea in aqueous phase 4 (in a urea mass percentage of the order of 30%) to a maximum filling threshold 5. The system also comprises a pump 6, an injector 7 opening into the exhaust line (not shown). The pump is, for example, in a known manner, a pilot pump gauge module, and is also usually referred to as a booster pump. A set of conduits provides the fluidic connection from the urea 4 contained in the tank 2 to the injector 7 via the pump 6. According to the invention, there is added an additional conduit 10 which leads to one of its extremes above the maximum level 5 urea reservoir 2. At the other end thereof, it has just connected to the conduit 7 in a connection area equipped with switching means 11, namely a system of controllable valves allows to passing to the injector is urea from the pipe 7 immersed in the tank, or air drawn through line 10 above the level of urea in the tank. The arrow f represents the general direction of flow of the urea from the tank 2 to the injector 7.

[0034] Un calculateur (non représenté) pilote le fonctionnement de la pompe 6 et des vannes du système de commutation 11, pour gérer l’injection d’urée ou d’air dans la ligne d’échappement, le contrôle commande est représenté de façon simplifiée à la figure 2.A computer (not shown) controls the operation of the pump 6 and the valves of the switching system 11, to manage the injection of urea or air into the exhaust line, the control is represented by simplified way in Figure 2.

[0035] Le principe en est le suivant : en fonctionnement normal, la ligne du système d’injection 1 est sous pression (on comprend par « ligne » les conduites assurant la connexion fluidique depuis le réservoir jusqu’à l’injecteur) et l’injection d’urée est réalisée pour traiter les NOx quand les conditions sont réunies. Dans certains cas de vie du moteur, les gaz d’échappement peuvent atteindre de très fortes températures (par exemple une descente de col après un roulage avec caravane, une mise au ralenti du véhicule après un roulage chargé...), l’injecteur 7, qui débouche dans la ligne d’échappement, est alors soumis à de fortes températures mettant en danger son intégrité. Pour le refroidir, il serait envisageable d’injecter de l’urée qui servira aussi, en cas de besoin, à traiter les NOx mais cela engendrerait une surconsommation en urée dans les phases de vie moteur ne le nécessitant pas forcément, ou pas dans ces quantités, pour le traitement des NOx.The principle is as follows: in normal operation, the line of the injection system 1 is under pressure (it is understood by "line" the pipes providing the fluidic connection from the reservoir to the injector) and the Urea injection is performed to treat NOx when conditions are met. In certain cases of engine life, the exhaust gases can reach very high temperatures (for example a descent of the collar after a caravan ride, an idling of the vehicle after a loaded ride ...), the injector 7, which opens into the exhaust line, is then subjected to high temperatures endangering its integrity. To cool it, it would be possible to inject urea which will also serve, if necessary, to treat NOx but it would cause an overconsumption of urea in the phases of engine life does not necessarily require it, or not in these quantities, for the treatment of NOx.

[0036] Pour ces cas de vie notamment, l’invention prévoit donc d’équiper le système d’injection 1 de deux lignes qui permettent soit de prélever de l’urée, soit de l’air filtré, depuis le réservoir d’urée 2.For these cases of life in particular, the invention therefore provides to equip the injection system 1 with two lines that allow either to collect urea or filtered air from the urea tank 2.

[0037] Dans les phases de vie où l’injection d’urée n’est pas nécessaire pour traiter les NOx (par exemple quand le catalyseur SCR contient suffisamment d’ammoniac issu de la décomposition de l’urée), le prélèvement d’urée est arrêté et est positionné sur le prélèvement en air. Ainsi, l’urée injectée dans la ligne d’échappement est utilisée pour traiter les NOx (tout en refroidissant l’injecteur 7), puis c’est l’air qui prend le relais, cette fois uniquement pour refroidir l’injecteur 7.In the phases of life where the injection of urea is not necessary to treat the NOx (for example when the SCR catalyst contains sufficient ammonia from the decomposition of the urea), the sampling of Urea is stopped and is positioned on the air sample. Thus, the urea injected into the exhaust line is used to treat the NOx (while cooling the injector 7), then it is the air that takes over, this time only to cool the injector 7.

[0038] Si l’on se reporte à la figure 2, la logique du pilotage de la pompe 6 et du système de commutation 11 est, de façon simplifiée, la suivante : - A : besoin de refroidissement de l’injecteur 7 ? B : est ce qu’il y a un besoin de traitement des NOx par introduction d’urée ? - C : dans l’affirmative (« Y » signifiant oui, et « N » non dans le logigramme), on vient commander l’injection d’urée dans la quantité voulue pendant une période de temps voulu, (et on opère du même coup le refroidissement de l’injecteur 7) - D : dans la négative, on vient passer la ligne d’injection en mode injection d’air avec le système de commutation 11, on met la ligne d’injection sous pression d’air et on injecte de l’air dans la ligne d’échappement (assurant ainsi le refroidissement de l’injecteur 7) - E : est-ce que l’injecteur est refroidi ? - D : dans la négative, on continue à injecter de l’air F : dans l’affirmative, est-ce qu’il y a un besoin de traitement des NOx par introduction d’urée ? - G : dans la négative, on arrête d’injecter de l’air - H : dans l’affirmative, on repasse en mode injection d’urée [0039] Dans cette mise en oeuvre du système d’injection, on voit que l’on a trois modes de fonctionnement : le mode injection d’urée (pour traiter les gaz d’échappement et refroidir l’injecteur), le mode injection d’air (pour refroidir l’injecteur), et le mode inactif (sans injection) quand le moteur thermique fonctionne, quand l’injecteur reste sous une température donnée et qu’il n’y a pas besoin d’urée supplémentaire dans la ligne d’échappement.If we refer to Figure 2, the logic of the control of the pump 6 and the switching system 11 is, in a simplified manner, the following: - A: need to cool the injector 7? B: Is there a need for NOx treatment by introducing urea? - C: in the affirmative ("Y" meaning yes, and "N" not in the flowchart), we order the injection of urea in the desired quantity for a desired period of time, (and we operate in the same blow the cooling of the injector 7) - D: in the negative, we just pass the injection line in air injection mode with the switching system 11, we put the injection line under air pressure and we inject air into the exhaust line (thus ensuring the cooling of the injector 7) - E: is the injector cooled? - D: if not, continue to inject air F: if so, is there a need for treatment of NOx by introduction of urea? - G: in the negative, we stop injecting air - H: if yes, we go back to urea injection mode [0039] In this implementation of the injection system, we see that the There are three modes of operation: the urea injection mode (to treat the exhaust gas and cool the injector), the air injection mode (to cool the injector), and the inactive mode (without injection ) when the engine is running, when the injector remains under a given temperature and there is no need for additional urea in the exhaust line.

[0040] On peut alternativement prévoir uniquement le mode injection d’urée et le mode injection d’air, pour garantir toujours le refroidissement de l’injecteur, sans plus avoir à surveiller systématiquement la température de l’injecteur (ou de son environnement immédiat).One can alternatively provide only the urea injection mode and the air injection mode, to always ensure the cooling of the injector, without having to systematically monitor the temperature of the injector (or its immediate environment ).

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Système d’injection (1) de réactif dans la ligne d’échappement d’un moteur thermique, comprenant : - un réservoir (2) de réactif (4), - une pompe (6), - un injecteur (7), - un ensemble de conduits (7,8,9) assurant la connexion fluidique du réactif (4) depuis le réservoir(2) vers l’injecteur(7) par aspiration via la pompe (6), caractérisé en ce qu’il comprend un conduit supplémentaire (10) débouchant à une extrémité dans le réservoir (2) de réactif au-dessus du seuil de remplissage maximum (5) en réactif dudit réservoir et raccordé à l’autre de ses extrémités audit ensemble de conduits en amont de la pompe dans une zone de raccordement (11) munie d’un système de vannes pilotées autorisant le passage vers l’injecteur (7), soit du réactif, soit d’air prélevé au-dessus du niveau du réactif dans le réservoir via ledit conduit supplémentaire (10).A reagent injection system (1) in the exhaust line of a heat engine, comprising: - a reagent reservoir (2) (4), - a pump (6), - an injector (7) - a set of ducts (7,8,9) ensuring the fluid connection of the reagent (4) from the reservoir (2) to the injector (7) by suction via the pump (6), characterized in that comprises an additional conduit (10) opening at one end into the reagent reservoir (2) above the maximum filling threshold (5) in reagent of said reservoir and connected at the other end thereof to said conduit assembly upstream of the pump in a connection zone (11) provided with a controlled valve system allowing passage to the injector (7), either reagent or air taken above the level of the reagent in the reservoir via said additional conduit (10). 2. Système d’injection (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le réactif (4) est un précurseur liquide d’un agent réducteur, notamment de type ammoniac, pour réduire les NOx des gaz d’échappement.2. Injection system (1) according to the preceding claim, characterized in that the reagent (4) is a liquid precursor of a reducing agent, in particular of the ammonia type, for reducing NOx of the exhaust gas. 3. Système d’injection (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir (2) est muni d’une entrée d’air (3) extérieur au-dessus du niveau de remplissage maximal du réservoir, ladite entrée d’air étant de préférence munie d’un moyen de filtrage.Injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the tank (2) is provided with an outside air inlet (3) above the maximum filling level of the tank, said air inlet preferably being provided with filter means. 4. Système d’injection (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de pilotage de la pompe (6) et des vannes (11) de type moyens électroniques/informatiques.4. Injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises pump control means (6) and valves (11) of the electronic / computer means. 5. Procédé d’injection de réactif (4) dans la ligne d’échappement d’un moteur thermique mettant en œuvre le système d’injection (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réactif vient réagir avec une ou des espèces chimiques contenues dans les gaz d’échappement, et en ce qu’on injecte le réactif quand le taux de cette/ces espèces chimiques atteint ou dépasse un seuil donné et en ce qu’on injecte de l’air seulement quand ce taux est en deçà dudit seuil.5. Method for injecting reagent (4) into the exhaust line of a heat engine implementing the injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the reagent reacts with one or more chemical species contained in the exhaust gases, and in that the reagent is injected when the rate of this / these chemical species reaches or exceeds a given threshold and in that air is injected only when this rate is below this threshold. 6. Procédé d’injection de réactif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’on injecte de l’air quand ledit taux est en deçà dudit seuil et que l’injecteur (7) atteint un seuil de température.6. Reagent injection method according to the preceding claim, characterized in that the air is injected when said rate is below said threshold and the injector (7) reaches a temperature threshold. 7. Procédé d’injection selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la température de l’injecteur (7) est mesurée directement ou indirectement.7. Injection method according to the preceding claim, characterized in that the temperature of the injector (7) is measured directly or indirectly. 8. Procédé selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l’on mesure, notamment par un ou plusieurs capteurs disposés sur la ligne d’échappement, ou en ce qu’on estime le taux de la ou des espèces chimiques, notamment à l’aide d’une cartographie.8. Method according to one of claims 5 to 7, characterized in that it is measured, in particular by one or more sensors arranged on the exhaust line, or in that the rate of the species or species is estimated. chemicals, including mapping. 9. Procédé selon l’une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que ledit procédé utilise un injecteur (7), une pompe (6) et un réservoir (2) de réactif, et un conduit d’amenée à l’injecteur (9) qui sont communs, pour injecter sous pression dans la ligne d’échappement alternativement le réactif ou de l’air.9. Method according to one of claims 5 to 8, characterized in that said method uses an injector (7), a pump (6) and a reservoir (2) of reagent, and a feed line to the injector (9) which are common, to inject under pressure in the exhaust line alternately the reagent or air.