FR3072967A1 - USE OF A COLLOIDAL DISPERSION AS A GPF REGENERATION ADDITIVE - Google Patents
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Abstract
La présente invention est relative à l'utilisation d'une dispersion colloïdale pour limiter ou éviter l'encrassement qui peut se produire au niveau des injecteurs d'essence ou dans les parties en aval de la chambre de combustion. Elle est aussi relative à un procédé permettant de limiter ou d'éviter un tel encrassement.The present invention relates to the use of a colloidal dispersion to limit or avoid fouling that may occur at the fuel injectors or in the downstream parts of the combustion chamber. It is also related to a method for limiting or avoiding such fouling.
Description
Utilisation d'une dispersion colloïdale pour limiter l'encrassement dans un moteur à essenceUse of colloidal dispersion to limit fouling in a gasoline engine
Domaine techniqueTechnical area
La présente invention est relative à l'utilisation d'une dispersion colloïdale pour limiter ou éviter l'encrassement qui peut se produire au niveau des injecteurs d'essence ou dans les parties en aval de la chambre de combustion. Elle est aussi relative à un procédé permettant de limiter ou d'éviter un tel encrassement.The present invention relates to the use of a colloidal dispersion to limit or avoid fouling which may occur at the level of the fuel injectors or in the parts downstream of the combustion chamber. It also relates to a method making it possible to limit or avoid such fouling.
Problème techniqueTechnical problem
Le marché automobile connaît actuellement le développement commercial de nouveaux moteurs à essence dits à injection directe qui présentent une consommation réduite en essence et un meilleur agrément de conduite (couple à bas régime). Pour améliorer les performances, ces nouveaux moteurs fonctionnent avec une pression d'injection en essence élevée et des injecteurs d'essence à la géométrie adaptée. Ce fonctionnement particulier sous haute pression engendre la formation de nanoparticules carbonées pour lesquels les normes environnementales qu'elles soient européennes, asiatiques ou américaines imposent des limites de plus en plus strictes. Il est également connu que les nouveaux systèmes d'injection directe exposent les injecteurs à des conditions plus sévères en pression et température, ce qui favorise la formation de dépôts.The automobile market is currently experiencing the commercial development of new so-called direct injection petrol engines which have reduced petrol consumption and better driving pleasure (low-end torque). To improve performance, these new engines operate with high fuel injection pressure and fuel injectors with the correct geometry. This particular operation under high pressure generates the formation of carbon nanoparticles for which environmental standards, whether European, Asian or American, impose increasingly strict limits. It is also known that new direct injection systems expose the injectors to more severe pressure and temperature conditions, which promotes the formation of deposits.
Cet encrassement est susceptible d'avoir un impact sur la combustion et partant sur les émissions primaires (c'est-à-dire les émissions en sortie moteur), notamment celles des nanoparticules carbonées, qui deviennent importantes. Cet encrassement serait aussi responsable des phénomènes désignés par le terme anglais Stochastic Pre-lgnition ou Low Spark Pre-lgnition dont les effets sur les véhicules conduisent à des pointes à très haute pression, des bruits et vibrations, et parfois des dommages irréversibles et importants du moteur. Un phénomène similaire d'encrassement avec les systèmes de combustion essence à injection indirecte a également pu être observé.This fouling is likely to have an impact on combustion and therefore on primary emissions (that is to say emissions at engine output), in particular those of carbon nanoparticles, which become significant. This fouling would also be responsible for the phenomena designated by the English term Stochastic Pre-lgnition or Low Spark Pre-lgnition whose effects on vehicles lead to spikes at very high pressure, noises and vibrations, and sometimes irreversible and significant damage of the engine. A similar fouling phenomenon with indirect injection petrol combustion systems has also been observed.
Il est donc nécessaire de mettre au point une solution simple qui vise à limiter ou éviter l'encrassement soit au niveau des injecteurs d'essence soit dans la zone en aval de la chambre de combustion.It is therefore necessary to develop a simple solution which aims to limit or avoid fouling either at the level of the fuel injectors or in the area downstream of the combustion chamber.
Brève description de l'inventionBrief description of the invention
L'invention est relative à l'utilisation d'une dispersion colloïdale comprenant des particules constituées d'un oxyde et/ou un hydroxyde et/ou un oxyhydroxyde :The invention relates to the use of a colloidal dispersion comprising particles consisting of an oxide and / or a hydroxide and / or an oxyhydroxide:
- de fer et/ou de cérium ; ou- iron and / or cerium; or
- de cérium et d'un élément E choisi dans le groupe formé des éléments suivants Al, Cu, Ti, Zr, La, Pr, Nd et Y ;- of cerium and of an element E chosen from the group formed by the following elements Al, Cu, Ti, Zr, La, Pr, Nd and Y;
pour limiter ou éviter l'encrassement qui se produit :to limit or avoid fouling that occurs:
- à l'intérieur d'un injecteur d'essence d'un moteur à combustion interne fonctionnant à l'essence ou au niveau de l'orifice d'éjection de l'essence de celuici ; et/ou- inside a petrol injector of an internal combustion engine running on petrol or at the level of the petrol ejection orifice thereof; and or
- sur une ou plusieurs parties en aval de la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne fonctionnant à l'essence.- on one or more parts downstream of the combustion chamber of an internal combustion engine running on petrol.
Le terme dispersion colloïdale est utilisé pour décrire des particules dispersées dans une phase liquide et ayant une dimension comprise entre 1 et 100 nm.The term colloidal dispersion is used to describe particles dispersed in a liquid phase and having a size between 1 and 100 nm.
L'invention est aussi relative à un procédé permettant de limiter ou d'éviter l'encrassement, qui se produit :The invention also relates to a method making it possible to limit or avoid fouling, which occurs:
- à l'intérieur d'un injecteur d'essence d'un moteur à combustion interne fonctionnant à l'essence ou au niveau de l'orifice d'éjection de l'essence de celuici ; et/ou- inside a petrol injector of an internal combustion engine running on petrol or at the level of the petrol ejection orifice thereof; and or
- sur une ou plusieurs parties en aval de la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne fonctionnant à l'essence ;- on one or more parts downstream of the combustion chamber of an internal combustion engine running on petrol;
consistant à utiliser une essence à laquelle a été ajoutée une dispersion colloïdale comprenant des particules constituées d'un oxyde et/ou un hydroxyde et/ou un oxyhydroxyde :consisting in using a gasoline to which a colloidal dispersion has been added comprising particles consisting of an oxide and / or a hydroxide and / or an oxyhydroxide:
- de fer et/ou de cérium ; ou- iron and / or cerium; or
- de cérium et d'un élément E choisi dans le groupe formé des éléments suivants Al, Cu, Ti, Zr, La, Pr, Nd et Y.- of cerium and of an element E chosen from the group formed by the following elements Al, Cu, Ti, Zr, La, Pr, Nd and Y.
L'invention est donc aussi relative à procédé permettant de limiter ou d'éviter l'encrassement, qui se produit :The invention therefore also relates to a method making it possible to limit or avoid fouling, which occurs:
- à l'intérieur d'un injecteur d'essence d'un moteur à combustion interne fonctionnant à l'essence ou au niveau de l'orifice d'éjection de l'essence de celuici ; et/ou- inside a petrol injector of an internal combustion engine running on petrol or at the level of the petrol ejection orifice thereof; and or
- sur une ou plusieurs parties en aval de la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne fonctionnant à l'essence ;- on one or more parts downstream of the combustion chamber of an internal combustion engine running on petrol;
consistant à utiliser une essence comprenant des particules dispersées, constituées d'un oxyde et/ou un hydroxyde et/ou un oxyhydroxyde :consisting in using a gasoline comprising dispersed particles, consisting of an oxide and / or a hydroxide and / or an oxyhydroxide:
- de fer et/ou de cérium ; ou- iron and / or cerium; or
- de cérium et d'un élément E choisi dans le groupe formé des éléments suivants Al, Cu, Ti, Zr, La, Pr, Nd et Y.- of cerium and of an element E chosen from the group formed by the following elements Al, Cu, Ti, Zr, La, Pr, Nd and Y.
L'invention peut s'appliquer à un moteur à essence à injection directe dans lequel l'essence est injectée directement dans la chambre de combustion du moteur ou bien à un moteur à essence à injection indirecte dans lequel l'essence est injectée en amont dans la tubulure d'admission en amont de la soupape d'admission. Dans les moteurs à injection directe ou indirecte, l'injection d'essence est fréquemment commandée par une unité électronique en fonction de paramètres prédéfinis (par ex. le régime du moteur, la température du moteur, la charge du moteur, etc).The invention can be applied to a direct injection petrol engine in which the petrol is injected directly into the combustion chamber of the engine or else to an indirect injection petrol engine in which the petrol is injected upstream in the intake manifold upstream of the intake valve. In engines with direct or indirect injection, fuel injection is frequently controlled by an electronic unit according to predefined parameters (e.g. engine speed, engine temperature, engine load, etc.).
Arrière plan techniqueTechnical background
Des dispersions à base de fer ou de cérium sont déjà connues comme additifs pour les diesels sous le terme de FBC pour Fuel Borne Catalyst. Les particules de fer ou de cérium qui sont présentes dans le diesel ont pour fonction de catalyser en présence d'oxygène la combustion des suies qui se sont déposées sur un filtre à particules de type DPF (Diesel Particulate Filter). Ainsi, par exemple, WO 2008/116550 décrit l'utilisation d'une dispersion colloïdale d'un composé du fer utilisée pour réduire l'encrassement d'injecteurs d'un moteur diesel. L'utilisation et le procédé décrits dans la présente demande sont donc différents puisque les particules de la dispersion agissent à un niveau différent.Dispersions based on iron or cerium are already known as additives for diesels under the term FBC for Fuel Borne Catalyst. The particles of iron or cerium which are present in the diesel have the function of catalyzing in the presence of oxygen the combustion of the soot which is deposited on a particle filter of the DPF type (Diesel Particulate Filter). Thus, for example, WO 2008/116550 describes the use of a colloidal dispersion of an iron compound used to reduce the fouling of injectors of a diesel engine. The use and the process described in the present application are therefore different since the particles of the dispersion act at a different level.
DE 10148129 et WO 10102930 décrivent un moteur à combustion qui comporte une couche catalytiquement active déposée sur les parois du moteur. Cette couche est formée par un catalyseur d'oxydation, de préférence nanostructuré, déposé par une technique de dépôt physique ou chimique.DE 10148129 and WO 10102930 describe a combustion engine which comprises a catalytically active layer deposited on the walls of the engine. This layer is formed by an oxidation catalyst, preferably nanostructured, deposited by a physical or chemical deposition technique.
FR 2615247 décrit un procédé d'élimination des hydrocarbures imbrûlés à l'aide d'une oxydation de ceux-ci au moyen d'un catalyseur revêtant la tête de piston ainsi que la culasse et les soupapes du moteur.FR 2615247 describes a process for the removal of unburnt hydrocarbons by means of their oxidation by means of a catalyst coating the piston head as well as the cylinder head and the valves of the engine.
Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention
Les particules sont constituées d'un oxyde et/ou un hydroxyde et/ou un oxyhydroxyde :The particles consist of an oxide and / or a hydroxide and / or an oxyhydroxide:
- de fer et/ou de cérium ; ou- iron and / or cerium; or
- de cérium et d'au moins un élément E choisi dans le groupe formé des éléments suivants Al, Cu, Ti, Zr, La, Pr, Nd et Y.- of cerium and at least one element E chosen from the group formed by the following elements Al, Cu, Ti, Zr, La, Pr, Nd and Y.
On peut considérer que la composition des particules correspond essentiellement à un oxyde et/ou un hydroxyde et/ou un oxyhydroxyde de fer et/ou de cérium ou de cérium et d'un élément E. Le terme essentiellement signifie que les particules sont constituées d'un oxyde et/ou hydroxyde et/ou un hydroxyde et peuvent contenir également des composés résiduels, issus du procédé de préparation des particules. Par exemple, dans le cas de la précipitation des particules à partir d'une solution aqueuse de nitrate ou de chlorure, les particules peuvent contenir des ions nitrate ou chlorure. De même, dans le cas où on utilise un complexant du fer ou du cérium dans la précipitation comme cela est enseigné dans la demande WO 2003/053560, les particules peuvent contenir des résidus dudit complexant.It can be considered that the composition of the particles corresponds essentially to an oxide and / or a hydroxide and / or an oxyhydroxide of iron and / or of cerium or of cerium and of an element E. The term essentially means that the particles consist of 'an oxide and / or hydroxide and / or a hydroxide and can also contain residual compounds, resulting from the process of preparation of the particles. For example, in the case of precipitation of the particles from an aqueous nitrate or chloride solution, the particles may contain nitrate or chloride ions. Similarly, in the case where an iron or cerium complexing agent is used in the precipitation as taught in application WO 2003/053560, the particles may contain residues of said complexing agent.
Dans le cas de particules mixtes à base de fer et de cérium, la proportion du fer dans les particules peut varier de 0,5% à 50%, plus particulièrement de 0,5% à 25%, cette proportion étant exprimée en poids d'oxyde de fer par rapport au poids total des particules. Dans le cas de particules mixtes à base de E et de cérium, la proportion de l'élément E ou la proportion totale des éléments E dans les particules peut varier de 0,5% à 50%, plus particulièrement de 0,5% à 25%, cette proportion étant exprimée en poids du ou des oxydes de E par rapport au poids total des particules. La proportion du cérium dans les particules mixtes peut varier de 50% à 99,5%, plus particulièrement de 75% à 99,5%, cette proportion étant exprimée en poids d'oxyde de cérium par rapport au poids total des particules. On notera que dans le cas où E est le zirconium, l'hafnium est généralement également présent. Ces proportions sont données en poids d’oxyde sauf indication contraire. On considère pour ces calculs que l’oxyde de cérium est sous forme d’oxyde cérique (CeÛ2) et que les autres éléments sont sous les formes suivantes : AI2O3, Fe2O3, CuO, T1O2, ΖΓΟ2, HfO2, La2O3, Pr6On, Nd2O3, Y2O3. Les proportions des éléments peuvent être obtenues à l’aide des techniques d’analyse usuelles dans les laboratoires, notamment la fluorescence X.In the case of mixed particles based on iron and cerium, the proportion of iron in the particles can vary from 0.5% to 50%, more particularly from 0.5% to 25%, this proportion being expressed by weight d iron oxide relative to the total weight of the particles. In the case of mixed particles based on E and on cerium, the proportion of the element E or the total proportion of the elements E in the particles can vary from 0.5% to 50%, more particularly from 0.5% to 25%, this proportion being expressed by weight of the oxide or oxides of E relative to the total weight of the particles. The proportion of cerium in the mixed particles can vary from 50% to 99.5%, more particularly from 75% to 99.5%, this proportion being expressed by weight of cerium oxide relative to the total weight of the particles. It will be noted that in the case where E is zirconium, hafnium is generally also present. These proportions are given by weight of oxide unless otherwise indicated. For these calculations, it is considered that the cerium oxide is in the form of ceric oxide (CeO2) and that the other elements are in the following forms: AI2O3, Fe 2 O3, CuO, T1O2, ΖΓΟ2, HfO2, La 2 O3, Pr 6 On, Nd 2 O3, Y2O3. The proportions of the elements can be obtained using the usual analysis techniques in laboratories, in particular X-ray fluorescence.
Dans la dispersion, les particules sont dispersées dans une phase organique liquide. De préférence, la phase organique liquide est choisie pour être compatible avec l'essence utilisée. On retiendra cependant que le problème de compatibilité ou d'interférence avec l'essence n'est généralement pas à craindre lorsque la quantité de dispersion qui est ajoutée à l'essence est faible, ce qui est généralement le cas. La phase organique liquide peut être un hydrocarbure apolaire c'est-à-dire qui présente un moment dipolaire résultant nul. A titre d’exemple de phase organique liquide, on peut citer les hydrocarbures aliphatiques comme l’hexane, l’heptane, l’octane, le nonane ; les hydrocarbures cycloaliphatiques tels que le cyclohexane, le cyclopentane ou le cycloheptane ; les hydrocarbures aromatiques tels que le benzène, le toluène, l’éthylbenzène, les xylènes, les naphtènes liquides. Conviennent également les coupes pétrolières contenant un mélange d'hydrocarbures iso- et cyclo-paraffiniques, comme l'Isopar® ou l'Isane®. Par exemple, il est possible d'utiliser de l'Isopar® L, de l'Isane® 175 ou de l'Isane® 185. Conviennent aussi les coupes pétrolières contenant un mélange d’alcoylbenzènes en particulier de diméthylbenzène et de tétraméthylbenzène, comme le Solvesso®.In the dispersion, the particles are dispersed in a liquid organic phase. Preferably, the liquid organic phase is chosen to be compatible with the gasoline used. It should be noted, however, that the problem of compatibility or interference with petrol is generally not to be feared when the amount of dispersion which is added to petrol is small, which is generally the case. The liquid organic phase can be an apolar hydrocarbon, that is to say one which exhibits a resulting dipole moment zero. As an example of a liquid organic phase, there may be mentioned aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, nonane; cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, cyclopentane or cycloheptane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, ethylbenzene, xylenes, liquid naphthenes. Also suitable are petroleum fractions containing a mixture of iso- and cyclo-paraffinic hydrocarbons, such as Isopar® or Isane®. For example, it is possible to use Isopar® L, Isane® 175 or Isane® 185. Also petroleum fractions containing a mixture of alkylbenzenes, in particular dimethylbenzene and tetramethylbenzene, are suitable. Solvesso®.
Les particules de la dispersion selon l'invention peuvent être amorphes ou cristallisées.The particles of the dispersion according to the invention can be amorphous or crystallized.
Selon une autre caractéristique de l’invention, au moins 85%, plus particulièrement au moins 90% et encore plus particulièrement au moins 95% des particules de la dispersion sont des particules primaires. On entend par particule primaire, une particule qui est parfaitement individualisée et qui n’est pas agrégée avec une autre ou plusieurs autres particules. Cette caractéristique peut être mise en évidence par la méthode de comptage par MET (microscopie électronique à transmission à haute résolution) décrite plus loin. Le % donné ici est un % en nombre.According to another characteristic of the invention, at least 85%, more particularly at least 90% and even more particularly at least 95% of the particles of the dispersion are primary particles. By primary particle is meant a particle which is perfectly individualized and which is not aggregated with another or more other particles. This characteristic can be demonstrated by the MET counting method (high resolution transmission electron microscopy) described below. The% given here is a% by number.
Les particules de la dispersion peuvent présenter au moins l'une des caractéristiques suivantes :The particles of the dispersion can have at least one of the following characteristics:
lorsque les particules sont cristallisées, une taille moyenne dDRx déterminée par la technique de diffraction des rayons X inférieure ou égale à 10 nm ;when the particles are crystallized, an average size d D Rx determined by the X-ray diffraction technique less than or equal to 10 nm;
une taille moyenne dMET déterminée à l’aide de la MET inférieure ou égale à 10 nm ;an average size d M ET determined using the MET less than or equal to 10 nm;
un diamètre hydrodynamique Dh mesuré par diffusion dynamique de la lumière, inférieur ou égal à 30 nm.a hydrodynamic diameter D h measured by dynamic light scattering, less than or equal to 30 nm.
düRx correspond à la taille t du domaine cohérent calculé selon le modèle de Scherrer à partir de la largeur d'une ou de plusieurs pics de diffraction les plus intenses de l'oxyde. Il est possible d'utiliser plusieurs pics caractéristiques (2 oudüRx corresponds to the size t of the coherent domain calculated according to the Scherrer model from the width of one or more of the most intense diffraction peaks of the oxide. It is possible to use several characteristic peaks (2 or
3) pour calculer dDRx. Dans ce cas, dDRx correspond à la moyenne arithmétique des tailles t correspondantes. Selon le modèle de Scherrer, une taille t est déterminée par la formule suivante :3) to calculate d D Rx. In this case, d D Rx corresponds to the arithmetic mean of the corresponding sizes t. According to Scherrer's model, a size t is determined by the following formula:
Λ · λ t : taille à l'angle 2Θ (thêta) ;Λ · λ t: size at angle 2Θ (theta);
k : facteur de forme égal à 0,89 ;k: form factor equal to 0.89;
λ (lambda) : longueur d’onde du faisceau incident 1,54 A ;λ (lambda): wavelength of the incident beam 1.54 A;
H : largeur à mi-hauteur d'un pic caractéristique ;H: width at mid-height of a characteristic peak;
s : largeur due au défaut de l’optique instrumentale qui dépend de l’instrument utilisé et de l’angle Θ (thêta) ;s: width due to the defect of the instrumental optics which depends on the instrument used and the angle Θ (theta);
Θ : angle de Bragg.Θ: Bragg angle.
La largeur instrumentale s peut être déterminée de manière connue de l'homme du métier par une analyse de LaB6.The instrumental width s can be determined in a manner known to those skilled in the art by a LaB 6 analysis.
Les particules peuvent être constituées d'un oxyde, notamment d'un oxyde de fer, notamment d'un oxyde de fer cristallisé. Lorsque l'oxyde de fer est la magnétite et/ou la maghémite et on peut retenir les pics de diffraction (440) décrits respectivement dans les fiches 01-088-0315 et 00-039-1346 et de l'ICDD (International Center for Diffraction Data). Lorsque l'oxyde de fer est peu cristallisé, on peut retenir le pic de diffraction large situé entre 35° et 61°.The particles may consist of an oxide, in particular an iron oxide, in particular a crystallized iron oxide. When the iron oxide is magnetite and / or maghemite and we can retain the diffraction peaks (440) described respectively in files 01-088-0315 and 00-039-1346 and of the ICDD (International Center for Diffraction Data). When the iron oxide is not very crystallized, the broad diffraction peak situated between 35 ° and 61 ° can be retained.
Les particules peuvent être constituées d'un oxyde de cérium. Dans ce cas, on peut retenir les pics de diffraction décrits dans la fiche 01-089-8436 de l'ICDD. On peut notamment retenir les pics aux angles suivants : 28,5°±0,1 ; 47,5°±0,1 et 56,3°±0,1.The particles may consist of a cerium oxide. In this case, we can retain the diffraction peaks described in file 01-089-8436 of the ICDD. We can in particular retain the peaks at the following angles: 28.5 ° ± 0.1; 47.5 ° ± 0.1 and 56.3 ° ± 0.1.
Lorsque les particules sont à base de fer et de cérium ou de E et de cérium, notamment lorsque les particules sont constituées d'un oxyde mixte de fer et de cérium ou d'un oxyde mixte de cérium et du ou des élément(s) E, les pics caractéristiques que l'on peut retenir peuvent correspondre à ceux de l'oxyde de fer ou de cérium ou de l'élément E ou peuvent être en décalage par rapport à ceux-ci.When the particles are based on iron and cerium or E and cerium, in particular when the particles consist of a mixed oxide of iron and cerium or of a mixed oxide of cerium and of the element (s) E, the characteristic peaks which can be retained may correspond to those of iron or cerium oxide or of element E or may be offset from them.
L’analyse DRX peut être réalisée par exemple sur un appareil commercial de type X’Pert PRO MPD PANalytical composé notamment d’un goniomètre Θ-Θ, permettant la caractérisation d’échantillons liquides. L’échantillon reste horizontal pendant l’acquisition et ce sont la source et le détecteur qui se déplacent. Cette installation est pilotée par le logiciel X’Pert Datacollector fourni par le constructeur et l’exploitation des diagrammes de diffraction obtenus peut être réalisée à l'aide du logiciel X’Pert HighScore Plus version 2.0 ou supérieure (fournisseur PANalytical).The DRX analysis can be carried out for example on a commercial device of the X’Pert PRO MPD PANalytical type, composed in particular of a Θ-Θ goniometer, allowing the characterization of liquid samples. The sample remains horizontal during the acquisition and the source and the detector move. This installation is controlled by the X’Pert Datacollector software supplied by the manufacturer and the exploitation of the diffraction diagrams obtained can be carried out using the X’Pert HighScore Plus software version 2.0 or higher (PANalytical supplier).
dMET est calculé à partir d’une distribution des diamètres des particules déterminés à l’aide de la MET. Les particules présentent un dMET inférieur ou égal à 10 nm, dMET étant calculé à partir d’une distribution de diamètres des particules déterminés à l’aide de la MET. La méthode pour obtenir la distribution consiste à mesurer le diamètre d’au moins 300 particules sur un ou plusieurs cliché(s) de microscopie électronique (après avoir déposé la dispersion sur une membrane et avoir laissé la phase organique liquide s'évaporer). L’agrandissement du microscope qui est retenu doit permettre de distinguer nettement les images des particules sur un cliché. L’agrandissement peut être par exemple compris entre 50 000 et 1 000 000. Le diamètre d’une particule qui est retenu est celui du cercle minimum permettant de circonscrire l’intégralité de l’image de la particule telle qu’elle est visible sur un cliché MET. Le terme cercle minimum (en Anglais, minimal enclosing circle) a le sens qui lui est donné en mathématique et représente le cercle de diamètre minimum permettant de contenir un ensemble de points d'un plan. Ne sont retenues que les particules dont au moins la moitié du périmètre est définie. On peut utiliser le logiciel ImageJ pour réaliser plus simplement le traitement ; ce logiciel en libre accès a été développé initialement par l’institut américain NIH et est disponible à l’adresse suivante : http://rsb.info.nih.gov ou http://rsb.info.nih.gov/ij/download.htmI. Après avoir déterminé les diamètres des particules retenus par la méthode ci-dessus, on regroupe lesdits diamètres en plusieurs classes granulométriques allant de 0 à 300 nm, la largeur de chaque classe étant de 1 nm (étant entendu que pour les dispersions présentant une distribution resserée, certaines des classes peuvent être vides). Le nombre de particules dans chaque classe est la donnée de base pour représenter la distribution en nombre (cumulée). A partir de la distribution, on détermine le diamètre moyen dMET qui correspond au diamètre médian tel qu'il est entendu classiquement en statistique. cImet est tel que 50% des particules (en nombre) prises en compte sur le ou les cliché(s) MET ont un diamètre plus petit que cette valeur.d M ET is calculated from a distribution of particle diameters determined using the MET. The particles have a d M ET less than or equal to 10 nm, d M ET being calculated from a distribution of particle diameters determined using the TEM. The method for obtaining the distribution consists in measuring the diameter of at least 300 particles on one or more electron microscopy plate (s) (after having deposited the dispersion on a membrane and having allowed the liquid organic phase to evaporate). The enlargement of the microscope which is chosen must make it possible to clearly distinguish the images of the particles on a photograph. The magnification can for example be between 50,000 and 1,000,000. The diameter of a particle which is retained is that of the minimum circle making it possible to circumscribe the entire image of the particle as it is visible on a MET snapshot. The term minimum circle (in English, minimal enclosing circle) has the meaning given to it in mathematics and represents the circle of minimum diameter allowing to contain a set of points of a plane. Only the particles of which at least half of the perimeter is defined are retained. You can use ImageJ software to carry out the treatment more simply; this open source software was originally developed by the American institute NIH and is available at the following address: http://rsb.info.nih.gov or http://rsb.info.nih.gov/ij/ download.htmI. After determining the diameters of the particles retained by the above method, said diameters are grouped into several particle size classes ranging from 0 to 300 nm, the width of each class being 1 nm (it being understood that for dispersions having a narrow distribution , some of the classes may be empty). The number of particles in each class is the basic data to represent the number distribution (cumulative). From the distribution, the mean diameter d M ET is determined which corresponds to the median diameter as conventionally understood in statistics. cImet is such that 50% of the particles (by number) taken into account on the MET plate (s) have a diameter smaller than this value.
Le diamètre hydrodynamique Dh (diamètre médian) est mesuré par diffusion dynamique de la lumière à partir d'une distribution en nombre des tailles de particules. La mesure se fait dans la phase organique liquide de la dispersion.The hydrodynamic diameter D h (median diameter) is measured by dynamic light scattering from a number distribution of particle sizes. The measurement is made in the liquid organic phase of the dispersion.
Comme exemples de dispersions colloïdales, on peut mentionner celles décrites dans les demandes de brevets et brevets suivants : US 6,210,451, EP 671205, WO 97/19022, WO 01/10545 et WO 03/053560, ces deux dernières décrivant notamment des dispersions à base de composés de cérium et de fer respectivement et contenant en outre un agent amphiphile. Les demandes WO 2012/084838 et WO 2012/084851 décrivent par ailleurs des dispersions d'un composé du fer sous forme cristallisée qui peuvent aussi être utilisées. Le brevet EP 2129751 B1 décrit quant à lui des particules d'oxyde de fer sur lesquelles est greffé un acide polycarboxylique à longue chaîne.As examples of colloidal dispersions, mention may be made of those described in the following patent applications and patents: US 6,210,451, EP 671205, WO 97/19022, WO 01/10545 and WO 03/053560, the latter two notably describing dispersions based on of cerium and iron compounds respectively and additionally containing an amphiphilic agent. Applications WO 2012/084838 and WO 2012/084851 also describe dispersions of an iron compound in crystallized form which can also be used. Patent EP 2 129 751 B1 describes iron oxide particles on which a long chain polycarboxylic acid is grafted.
Les particules peuvent être constituées d'un oxyde et/ou un hydroxyde et/ou un oxyhydroxyde de fer. Ces particules peuvent être préparées selon l'enseignement de la demande internationale WO 03/053560.The particles may consist of an oxide and / or an hydroxide and / or an iron oxyhydroxide. These particles can be prepared according to the teaching of international application WO 03/053560.
Les particules peuvent être constituées d'un oxyde et/ou un hydroxyde et/ou un oxyhydroxyde de cérium. Ces particules peuvent être préparées selon l'enseignement de US 6,210,451 ou de EP 0671205. Plus particulièrement, les particules peuvent être à base de dioxyde de cérium et être sous forme d'aglomérats de cristallites dont le d80 (distribution en nombre) est au plus égal à 10 nm, d80 étant déterminé par comptage par microscopie électronique par transmission à haute résolution.The particles may consist of an oxide and / or a hydroxide and / or a cerium oxyhydroxide. These particles can be prepared according to the teaching of US 6,210,451 or EP 0671205. More particularly, the particles can be based on cerium dioxide and be in the form of crystallite agglomerates of which the d80 (number distribution) is at most equal to 10 nm, d80 being determined by counting by high resolution transmission electron microscopy.
Les particules peuvent être sous forme d'oxyde de cérium. Ces particules peuvent être préparées selon l'enseignement des demandes internationales WO 97/19022 ou WO 01/10545.The particles can be in the form of cerium oxide. These particles can be prepared according to the teaching of international applications WO 97/19022 or WO 01/10545.
Pour assurer une stabilité de la dispersion, celle-ci comprend avantageusement au moins agent amphiphile dont la fonction est de stabiliser les particules. L’agent amphiphile peut être un acide carboxylique comprenant de 7 à 50 atomes de carbone, de préférence de 7 à 25 atomes de carbone. L'acide carboxylique peut être un monoacide ou un diacide. Cet acide peut être linéaire ou ramifié. Il peut être choisi parmi les acides aryliques, aliphatiques ou arylaliphatiques, portant éventuellement d’autres fonctions à condition que ces fonctions soient stables dans les milieux où l’on désire utiliser les dispersions selon la présente invention. Ainsi, on peut mettre en œuvre par exemple des acides carboxyliques aliphatiques, qu’ils soient naturels ou synthétiques.To ensure stability of the dispersion, it advantageously comprises at least one amphiphilic agent whose function is to stabilize the particles. The amphiphilic agent can be a carboxylic acid comprising from 7 to 50 carbon atoms, preferably from 7 to 25 carbon atoms. The carboxylic acid can be a monoacid or a diacid. This acid can be linear or branched. It can be chosen from aryl, aliphatic or arylaliphatic acids, optionally carrying other functions provided that these functions are stable in the media where it is desired to use the dispersions according to the present invention. Thus, it is possible to use, for example, aliphatic carboxylic acids, whether natural or synthetic.
A titre d’exemple d'acides, on peut citer les acides gras de tallol, d’huile de soja, de suif, d’huile de lin, l’acide oléique, l’acide linoléique, l’acide stéarique et ses isomères, en particulier l'acide isostéarique, l’acide pélargonique, l’acide caprique, l’acide laurique, l’acide myristique, l’acide dodécylbenzènesulfonique, l’acide éthyl-2-hexanoïque, l’acide naphténique, l’acide hexoïque. L'acide oléique ou isostéarique sont deux acides qui peuvent convenir pour stabiliser les particules. Il peut s'agir aussi des acides succiniques substitués par des groupements polybutényl, par exemple le PIBSA de formule (I) dans lequel PIBExamples of acids that may be mentioned include tall oil fatty acids, soybean oil, tallow, linseed oil, oleic acid, linoleic acid, stearic acid and its isomers. , in particular isostearic acid, pelargonic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, 2-ethylhexanoic acid, naphthenic acid, acid hexoic. Oleic or isostearic acid are two acids which may be suitable for stabilizing particles. It may also be succinic acids substituted by polybutenyl groups, for example the PIBSA of formula (I) in which PIB
L'agent amphiphile peut être également le composé de formule (II) :The amphiphilic agent can also be the compound of formula (II):
C«3 (II) ou encore le diacide issu du composé de formule (II).C "3 (II) or the diacid derived from the compound of formula (II).
Dans le cas des agents amphiphiles de formule (I) ou (II), l'agent peut se greffer chimiquement sur les particules. Pour cela, on peut faire réagir dans un solvant organique au reflux une dispersion d'un composé du fer qui est préparée à partir de chlorure de fer (III) et de bicarbonate de sodium et le composé de formule (I), de formule (II) ou encore le diacide issu dudit composé de formule (II), en suivant l'enseignement de l'exemple 1 de EP 2129751 B1.In the case of amphiphilic agents of formula (I) or (II), the agent can be chemically grafted onto the particles. For this, it is possible to react in an organic solvent at reflux a dispersion of an iron compound which is prepared from iron (III) chloride and sodium bicarbonate and the compound of formula (I), of formula ( II) or the diacid derived from said compound of formula (II), following the teaching of Example 1 of EP 2129751 B1.
Des mélanges d'acides peuvent être également utilisés, en particulier des mélanges d'acides qui contiennent des distributions en longueurs de chaînes. Par exemple, la Prisorine 3501 de Croda correspond à un mélange d'acides en C16-C22.Mixtures of acids can also be used, in particular mixtures of acids which contain chain length distributions. For example, Prisorine 3501 from Croda corresponds to a mixture of C16-C22 acids.
L’agent amphiphile peut également être choisi parmi les alkyl éthers phosphates polyoxyéthylénés. On entend ici les phosphates de formule :The amphiphilic agent can also be chosen from polyoxyethylenated alkyl ether phosphates. Here we mean the phosphates of formula:
Ri-O-(CH2-CH2-O)n-P(=O)(OM)2 ou encore les phosphates de dialcoyle polyoxyéthylénés de formule : R3-O-(CH2CH2O)n-P(X)(=O)(OM) avecX= R2-O-(CH2CH2O)nformules dans lesquelles :Ri-O- (CH 2 -CH 2 -O) nP (= O) (OM) 2 or alternatively the polyoxyethylenated dialkyl phosphates of formula: R 3 -O- (CH 2 CH 2 O) n -P (X) (= O) (OM) with X = R 2 -O- (CH 2 CH 2 O) n formulas in which:
Ri, R2, R3i identiques ou différents représentent un groupe alkyle linéaire ou ramifié, pouvant comprendre de 2 à 20 atomes de carbone; un radical phényle; un radical alkylaryl, plus particulièrement un radical alkylphényl, ayant notamment un groupe chaîne alkyle de 8 à 12 atomes de carbone; un groupe arylalkyle, plus particulièrement un radical phénylaryl ;Ri, R 2 , R 3i, which are identical or different, represent a linear or branched alkyl group, which can comprise from 2 to 20 carbon atoms; a phenyl radical; an alkylaryl radical, more particularly an alkylphenyl radical, in particular having an alkyl chain group of 8 to 12 carbon atoms; an arylalkyl group, more particularly a phenylaryl radical;
n est un nombre entier représentant le nombre d'oxyde d'éthylène compris entre pouvant aller de 0 et 12;n is an integer representing the number of ethylene oxide between 0 and 12;
M représente un atome d'hydrogène, de sodium ou de potassium.M represents a hydrogen, sodium or potassium atom.
Le radical Ri peut être notamment un radical hexyle, octyle, décyle, dodécyle, oléyle, nonylphényle.The radical Ri may in particular be a hexyl, octyl, decyl, dodecyl, oleyl, nonylphenyl radical.
On peut citer comme exemple de ce type de composés amphiphiles ceux commercialisés sous les marques Lubrophos® et Rhodafac® commercialisés par Rhodia et notamment les produits ci-dessous :As an example of this type of amphiphilic compound, mention may be made of those sold under the brands Lubrophos® and Rhodafac® sold by Rhodia and in particular the products below:
- les poly-oxy-éthylène alkyl (C3-Cio) éthers phosphates Rhodafac® RA 600 ;- poly (oxy-ethylene (C 3 -Cio) alkyl ethers phosphates Rhodafac® RA 600;
- le poly-oxyéthylène tridécyl éther phosphate Rhodafac® RS 710 ou RS 410 ;- poly-oxyethylene tridecyl ether phosphate Rhodafac® RS 710 or RS 410;
- le poly-oxy-éthylène oléocétyl éther phosphate Rhodafac® PA 35 ;- poly-oxy-ethylene oleocetyl ether phosphate Rhodafac® PA 35;
- le poly-oxy-éthylène nonylphenyl éther phosphate Rhodafac® PA 17 ;- poly-oxy-ethylene nonylphenyl ether phosphate Rhodafac® PA 17;
- le poly-oxy-éthylène nonyl(ramifié) éther phosphate Rhodafac® RE 610.- poly (oxy-ethylene nonyl (branched) ether phosphate Rhodafac® RE 610.
L’agent amphiphile peut également être choisi parmi les alkyl éther carboxylates polyoxyéthylénés de formule : R4-(OC2H4)n-O-R5 dans laquelle R4 est un groupe alkyl linéaire ou ramifié pouvant comprendre notamment 4 à 20 atomes de carbone, n est un nombre entier pouvant aller par exemple jusqu'à 12 et R5 est un reste d'acide carboxylique comme par exemple -CH2COOH. A titre d'exemple, on peut mentionner pour ce type de composé amphiphile ceux commercialisé sous la marque AKIPO® par Kao Chemicals.The amphiphilic agent can also be chosen from polyoxyethylenated alkyl ether carboxylates of formula: R 4 - (OC2H 4 ) n -O-R5 in which R 4 is a linear or branched alkyl group which can especially comprise 4 to 20 carbon atoms, n is an integer which can range for example up to 12 and R 5 is a residue of carboxylic acid such as for example -CH 2 COOH. By way of example, mention may be made for this type of amphiphilic compound of those sold under the brand AKIPO® by Kao Chemicals.
Outre les particules précédemment décrites, la dispersion peut comprendre également au moins un autre additif choisi dans le groupe formé par les inhibiteurs de corrosion, les additifs améliorant le pouvoir lubrifiant, les détergents, les antimousses, les antigels, les antioxydants, les colorants, les additifs de stabilisation, les additifs améliorant l'indice d'octane. Ces derniers additifs sont utilisés pour éviter l’usure ou le grippage des pompes à haute pression notamment et des injecteurs. Cet autre additif peut être ajouté directement à la dispersion colloïdale. Selon une variante, la combinaison des particules et de l'autre additif peut être obtenue en introduisant séparément ledit additif dans l'essence.In addition to the particles described above, the dispersion can also comprise at least one other additive chosen from the group formed by corrosion inhibitors, additives improving the lubricating power, detergents, defoamers, antifreezes, antioxidants, dyes, stabilizing additives, additives improving the octane number. These latter additives are used to prevent wear or seizure of high pressure pumps in particular and injectors. This other additive can be added directly to the colloidal dispersion. According to a variant, the combination of the particles and the other additive can be obtained by separately introducing said additive into the gasoline.
Ainsi, la dispersion comprend :Thus, the dispersion includes:
- les particules telles que précédemment décrites, notamment les particules d'oxyde de fer, d'oxyde de cérium, d'oxyde mixte de fer et de cérium ou d'oxyde mixte de cérium et de l'élément E ;the particles as previously described, in particular the particles of iron oxide, of cerium oxide, of mixed oxide of iron and of cerium or of mixed oxide of cerium and of element E;
- au moins un agent amphiphile ;- at least one amphiphilic agent;
- la phase organique liquide ;- the liquid organic phase;
- éventuellement un additif choisi dans le groupe formé par les inhibiteurs de corrosion, les additifs améliorant le pouvoir lubrifiant, les détergents, les antimousses, les antigels, les antioxydants, les colorants, les additifs de stabilisation, les additifs améliorant l'indice d'octane.- optionally an additive chosen from the group formed by corrosion inhibitors, additives improving the lubricating power, detergents, defoamers, antifreezes, antioxidants, dyes, stabilizing additives, additives improving the index of octane.
Selon un mode de réalisation, la dispersion ne comprend pas l'additif. Selon un autre mode de réalisation, la dispersion consiste en les particules, en au moins un agent amphiphile et en une phase organique liquide.According to one embodiment, the dispersion does not include the additive. According to another embodiment, the dispersion consists of the particles, at least one amphiphilic agent and a liquid organic phase.
Cas des injecteurs d'essencePetrol injectors
Les particules et la dispersion ainsi décrites ont peuvent être utilisées pour limiter ou éviter l'encrassement qui se produit à l'intérieur d'un injecteur d'essence d'un moteur à combustion interne fonctionnant à l'essence ou au niveau de l'orifice d'éjection de l'essence de celui-ci.The particles and dispersion thus described can be used to limit or avoid fouling which occurs inside a petrol injector of an internal combustion engine operating on petrol or at the level of the petrol ejection port thereof.
Les injecteurs d'essence ont pour fonction de vaporiser ou nébuliser l'essence soit dans la chambre de combustion (injection directe) soit en amont dans la tubulure d'admission en amont de la soupape d'admission (injection indirecte). Des exemples d'injecteurs sont donnés dans les demandes FR 3023875 A1 et FR 3045109 A1. Les injecteurs comprennent au moins un orifice d'éjection de l'essence et une tubulure d'amenée de l'essence vers l'orifice. La géométrie de l'injecteur, notamment de son orifice d'éjection, est configurée de façon à ce que l'essence soit vaporisée ou nébulisée efficacement.The fuel injectors have the function of vaporizing or nebulizing the petrol either in the combustion chamber (direct injection) or upstream in the intake manifold upstream of the intake valve (indirect injection). Examples of injectors are given in applications FR 3023875 A1 and FR 3045109 A1. The injectors include at least one fuel ejection port and a gasoline supply pipe to the port. The geometry of the injector, in particular of its ejection orifice, is configured so that the gasoline is vaporized or nebulized effectively.
Un injecteur d'essence comprend généralement :A gasoline injector generally includes:
- au moins un passage d'écoulement de l'essence, comprenant une extrémité d'entrée de l'essence et un orifice d'éjection de l'essence ;- At least one petrol flow passage, comprising a petrol inlet end and a petrol ejection orifice;
- une soupape de régulation de fluide permettant de placer l'extrémité d'entrée de l'essence en communication de fluide avec une source d'essence liquide et d'introduire l'essence dans le passage d'écoulement ;- a fluid regulation valve making it possible to place the inlet end of the gasoline in fluid communication with a source of liquid gasoline and to introduce the gasoline into the flow passage;
- éventuellement une source de chaleur disposée le long du passage d'écoulement permettant de réchauffer l'essence à une température adéquate pour que l'essence soit vaporisée ou nébulisée lors de son éjection par l'orifice d'éjection.- possibly a heat source arranged along the flow passage allowing the petrol to be heated to an adequate temperature so that the petrol is vaporized or nebulized during its ejection by the ejection orifice.
En raison des conditions de température et de pression, l'encrassement est susceptible de se produire dans les injecteurs eux-mêmes, notamment dans le passage d'écoulement de l'essence. Ceci est d'autant plus vrai que ce passage d'écoulement dans laquelle circule l'essence est généralement de faible diamètre, par exemple inférieur ou égal à 2 mm. L'encrassement peut être constitué par des dépôts de matières organiques (appelé vernis ou laques ; en Anglais, varnish et lacquers).Due to temperature and pressure conditions, fouling is likely to occur in the injectors themselves, particularly in the gas flow passage. This is all the more true since this flow passage in which the petrol circulates is generally of small diameter, for example less than or equal to 2 mm. The fouling can be constituted by deposits of organic matter (called varnish or lacquers; in English, varnish and lacquers).
L'encrassement est aussi susceptible de se produire au niveau de l'orifice d'éjection. Dans ce cas, l'encrassement peut être constitué par des dépôts de matières organiques (appelé vernis ou laques ; en Anglais, lacquering) et/ou de matières carbonées issues de la combustion provenant des gaz de combustion, qui se sont formées lors du fonctionnement du moteur à essence.Fouling is also likely to occur at the ejection port. In this case, the fouling can consist of deposits of organic materials (called varnish or lacquers; in English, lacquering) and / or carbonaceous materials from combustion from combustion gases, which are formed during operation. gasoline engine.
L'encrassement des injecteurs d'essence est préjudiciable au bon fonctionnement du moteur. En effet, un tel encrassement est susceptible de conduire à une mauvaise qualité de l'injection de l'essence dans la chambre de combustion, ce qui engendre un mauvais mélange air/essence, responsable d'une combustion dégradée. Ceci peut également conduire à des phénomènes de SPI/LSPI (Spark Pre-lgnition ou Low Spark Pre-lgnition désigne le phénomène par lequel le mélange air/essence s'allume au mauvais moment) pouvant amener dans les cas les plus extrêmes à la destruction du moteur. Un mauvais mélange air/essence créant une combustion dégradée peut également conduire à une augmentation de la formation de particules de suie (soit en poids soit en nombre de particules/km).The fouling of the fuel injectors is detrimental to the proper functioning of the engine. Indeed, such fouling is likely to lead to poor quality of the injection of gasoline into the combustion chamber, which generates a poor air / gasoline mixture, responsible for degraded combustion. This can also lead to SPI / LSPI phenomena (Spark Pre-lgnition or Low Spark Pre-lgnition designates the phenomenon by which the air / petrol mixture ignites at the wrong time) which can lead in the most extreme cases to destruction of the motor. A poor air / fuel mixture creating degraded combustion can also lead to an increase in the formation of soot particles (either by weight or by number of particles / km).
Cas de la ou des parties en aval de la chambre de combustionCase or parts downstream of the combustion chamber
La dispersion peut également permettre de limiter ou éviter l'encrassement qui se produit sur une ou plusieurs parties en aval de la chambre de combustion à combustion interne fonctionnant à l'essence. Le terme aval doit s'entendre par rapport au sens global de circulation des gaz de combustion de la chambre de combustion vers l'extérieur de la ligne d'échappement. L'encrassement qui est susceptible de se produire sur les parties en aval de la chambre de combustion est constitué de matières carbonées issues de la combustion provenant des gaz de combustion, qui se sont formées lors du fonctionnement du moteur à essence, voire d'hydrocarbures imbrûlées adsorbés. Les parties qui sont susceptibles de s'encrasser sont donc principalement celles qui sont en contact avec les gaz de combustion. Selon la configuration du moteur, l'encrassement est susceptible de se produire au niveau de une ou plusieurs parties. Ainsi, la ou les parties en aval qui est/sont susceptible(s) de s'encrasser est/sont comprise(s) dans le groupe formé par les bougies d'allumage, les soupapes d'admission ou d'échappement du moteur, les turbocompresseurs, les vannes EGR (Exhaust Gas Recirculation), la sonde à oxygène ou le système de contrôle des émissions lequel peut inclure un catalyseur 3 voies (TWC), un GPF ou bien la combinaison d'un catalyseur 3 voies et d'un GPF.The dispersion can also make it possible to limit or avoid fouling which occurs on one or more parts downstream of the internal combustion combustion chamber operating on petrol. The term downstream must be understood in relation to the overall direction of circulation of the combustion gases from the combustion chamber towards the outside of the exhaust line. The fouling which is likely to occur on the downstream parts of the combustion chamber consists of carbonaceous materials resulting from the combustion originating from the combustion gases, which are formed during the operation of the petrol engine, or even of hydrocarbons. unburnt adsorbed. The parts which are likely to be clogged are therefore mainly those which are in contact with the combustion gases. Depending on the configuration of the engine, fouling is likely to occur in one or more parts. Thus, the downstream part or parts which is / are likely to be clogged is / are included in the group formed by the spark plugs, the intake or exhaust valves of the engine, turbochargers, EGR (Exhaust Gas Recirculation) valves, oxygen sensor or emission control system which may include a 3-way catalyst (TWC), a GPF or the combination of a 3-way catalyst and a GPF.
Bien que le mécanisme exact de limitation de l'encrassement ne soit pas parfaitement connu, on peut imaginer que les particules agissent par un effet mécanique de polissage ou d'abrasion. Il est également possible qu'elles agissent en favorisant l'apport d'oxygène local, via leurs propriétés de stockage d’oxygène (ce phénomène est connu dans le cas de l'oxyde de cérium sous le terme d'OSC pour Oxygen Storage Capacity), ce qui conduit à une meilleure oxydation des dépôts carbonés. L'effet de limitation de l'encrassement est donc obtenu une fois la dispersion ajoutée à l'essence. Cet effet est donc obtenu après dispersion des particules dans l'essence.Although the exact mechanism for limiting fouling is not fully understood, one can imagine that the particles act by a mechanical effect of polishing or abrasion. It is also possible that they act by promoting the supply of local oxygen, via their oxygen storage properties (this phenomenon is known in the case of cerium oxide under the term of OSC for Oxygen Storage Capacity ), which leads to better oxidation of carbon deposits. The effect of limiting fouling is therefore obtained once the dispersion has been added to the petrol. This effect is therefore obtained after dispersion of the particles in petrol.
Selon un mode de réalisation, la ligne d'échappement comprend un filtre à particules (appelé couramment GPF en Anglais pour Gasoline Particulate Filter) pour répondre aux normes environnementales sur les rejets de particules de carbone. Le GPF est un dispositif poreux qui permet de diminuer, par un mécanisme de filtration, les émissions de particules en dessous d’une limite règlementaire, par exemple de 6,0 x 10+11 particules/km pour un véhicule, ou 6,0 x 10+11 particules/kW.h pour un moteur. Ce filtre est adapté à la filtration des particules de suies issues de la combustion d'essence et se différencie des filtres à particules classiques utilisés pour filtrer les particules de suies issues de la combustion du diesel (appelés aussi couramment DPF).According to one embodiment, the exhaust line comprises a particulate filter (commonly called GPF in English for Gasoline Particulate Filter) to meet environmental standards on the release of carbon particles. The GPF is a porous device which makes it possible to reduce, by a filtration mechanism, the emissions of particles below a regulatory limit, for example of 6.0 x 10 +11 particles / km for a vehicle, or 6.0 x 10 +11 particles / kW.h for one engine. This filter is suitable for the filtration of soot particles from the combustion of gasoline and differs from conventional particle filters used to filter the soot particles from the combustion of diesel (also commonly called DPF).
Modes d'introduction de la dispersion dans l'essenceMethods of introducing dispersion into petrol
La dispersion peut être ajoutée à l'essence de plusieurs façons. Elle peut être ajoutée dans l'essence en continu ou en discontinu. La dispersion est alors ajoutée dans l'essence soit au niveau du réservoir d'essence soit dans la ligne essence basse pression (par ex. dans la ligne aller, la ligne retour, ou au niveau du filtre à carburant). La dispersion est contenue dans un réservoir embarqué. L'ajout en discontinu correspond à un ajout par intermittence de la dispersion dans l'essence, ce qui permet d'économiser la dispersion. La dispersion peut être ajoutée à l'essence à l'aide d'une pompe doseuse qui peut être pilotée par un système électronique embarqué (ECU en Anglais). Par exemple, dans le cas d'un ajout en discontinu, l'ajout peut être déclenché lorsqu'un paramètre de fonctionnement du moteur mesuré par un capteur a atteint une valeur seuil ou bien il peut être déclenché à intervalles de durée préprogrammés.Dispersion can be added to gasoline in several ways. It can be added to gasoline continuously or discontinuously. Dispersion is then added to the petrol either at the petrol tank or in the low pressure petrol line (e.g. in the outgoing line, the return line, or at the fuel filter). The dispersion is contained in an on-board tank. The discontinuous addition corresponds to an intermittent addition of the dispersion in gasoline, which saves the dispersion. Dispersion can be added to petrol using a metering pump which can be controlled by an on-board electronic system (ECU in English). For example, in the case of a batch addition, the addition can be triggered when an engine operating parameter measured by a sensor has reached a threshold value or it can be triggered at pre-programmed duration intervals.
La dispersion peut également être ajoutée manuellement et en discontinu dans le réservoir d'essence. La dispersion est alors contenue dans des doses et dosettes qui sont généralement commercialisées dans les réseaux accessibles au grand public.Dispersion can also be added manually and batchwise to the fuel tank. The dispersion is then contained in doses and pods which are generally sold in networks accessible to the general public.
Quel que soit le mode d'ajout de la dispersion à l'essence, la proportion de la dispersion dans l'essence est généralement inférieure ou égale à 100 ppm, voire inférieure ou égale à 50 ppm, cette proportion étant exprimée en poids des particules constituant la dispersion par rapport à l'essence juste avant son injection dans la chambre de combustion. Cette proportion peut être plus particulièrement comprise entre 1 et 50 ppm.Whatever the method of adding dispersion to petrol, the proportion of dispersion in petrol is generally less than or equal to 100 ppm, or even less than or equal to 50 ppm, this proportion being expressed by weight of the particles. constituting the dispersion with respect to petrol just before its injection into the combustion chamber. This proportion can more particularly be between 1 and 50 ppm.
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