LIGNE D'ECHAPPEMENT POUR MOTEURS A ALLUMAGE COMMANDE [0001] La présenteEXHAUST LINE FOR IGNITION ENGINES CONTROL [0001] This
invention concerne une ligne d'échappement pour un moteur à allumage commandé. [0002] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des moteurs à allumage commandé, ou moteurs à essence, fonctionnant en mélange pauvre. [0003] On sait, d'une manière très générale, que les moteurs à allumage commandé fonctionnent habituellement en faisant réagir ensemble dans la chambre de combustion un mélange d'air et d'essence dans un rapport dit stoechiométrique. Si le rapport air/essence est supérieur à la io stoechiométrie, on dit que le mélange est pauvre , s'il est inférieur à la stoechiométrie, on parle alors de mélange riche . [0004] Certains moteurs fonctionnent en utilisant aussi souvent que possible un mélange pauvre. Toutefois, il n'est pas possible d'utiliser un mélange pauvre sur toute la plage de fonctionnement du moteur. En effet, 15 au-delà d'un certain régime ou d'un certain couple, il est nécessaire de se placer à une richesse égale à 1, c'est-à-dire dans les conditions stoechiométriques. [0005] Lorsque le moteur fonctionne en mélange pauvre, les gaz d'échappement sont relativement froids par rapport à un moteur classique. 20 [0006] Lorsque le moteur fonctionne à richesse 1, la température des gaz d'échappement est du même ordre de grandeur que sur un moteur classique. Cependant, plus le régime ou le couple est élevé, plus ces gaz sont chauds. [0007] Le post-traitement d'une motorisation de ce type est réalisé au 25 moyen d'un précatalyseur trois voies, qui est un catalyseur classique, et d'un deuxième catalyseur ayant une fonction supplémentaire de piégeage des oxydes d'azote, appelés collectivement NOx. En effet, les catalyseurs trois voies ne sont efficaces qu'autour de la richesse 1, c'est à dire à la stoechiométrie. Par contre, en mélange pauvre, les oxydes d'azote NOx qui sont émis par le moteur ne sont pas traités par le précatalyseur. [0008] Le principe du piège à NOx consiste à stocker les oxydes d'azote lorsque le moteur est en mélange pauvre et à les traiter par une réaction chimique de réduction par l'oxyde de carbone CO ou les hydrocarbures lorsque le moteur est en mélange riche. [0009] Un piège à oxydes d'azote est soumis à un certain nombre de difficultés parmi lesquelles on peut citer la plage de température utilisable en stockage et la résistance thermique. io [0010] Le stockage / déstockage des NOx ne peut pas se faire à températures trop froides, ce qui oblige à placer le piège dans une position relativement proche de la sortie moteur, sinon les gaz arrivent trop froids dans le piège dont l'efficacité devient alors nulle. [0011] D'autre part, la résistance thermique de la fonction de stockage is est réduite et limitée à une valeur plus basse que pour un catalyseur classique. Ceci a pour conséquence de devoir éloigner le piège à oxydes d'azote de la sortie moteur ou d'utiliser des stratégies de protection thermique qui ont en général pour effet de dégrader la consommation. [0012] Il y a donc contradiction entre la position souhaitée pour un 20 fonctionnement optimal et la position souhaitée pour une protection efficace à moindre coût de consommation. [0013] Dans une ligne d'échappement classique comprenant en série un précatalyseur, un piège à oxydes d'azote, un silencieux intermédiaire et un pot de détente, une solution existante pour lever cette contradiction 25 consiste à placer une vanne entre le précatalyseur et le piège à NOx, cette vanne permettant, soit de contourner le piège lorsque la richesse de 1, soit de faire passer les gaz d'échappement dans un échangeur avant qu'ils ne traversent le piège à NOx lorsque le mélange est pauvre. [0014] L'inconvénient de cette solution est qu'elle nécessite une grande 30 résistance thermique de la vanne, ce qui a un coût non négligeable. [0015] Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention est de proposer une ligne d'échappement pour un moteur à allumage commandé, comprenant un piège à oxydes d'azote, un silencieux intermédiaire et un pot de détente, qui permettrait d'assurer un fonctionnement satisfaisant du piège à oxydes d'azote sans soulever de difficultés concernant la résistance thermique le long de la ligne d'échappement. [0016] La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que ledit silencieux intermédiaire est placé sur une branche de dérivation disposée en parallèle dudit piège à oxydes d'azote, une vanne trois voies ou un autre système de répartitiion du débit étant apte à raccorder le piège à oxydes d'azote et/ou le silencieux io intermédiaire audit pot de détente. [0017] Ainsi, la vanne trois voies peut-elle être placée dans une position suffisamment éloignée du moteur, donc à l'abri de fortes contraintes thermiques, avec l'avantage supplémentaire d'en limiter le coût. [0018] La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à 15 titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. [0019] La figure 1 est un schéma d'une ligne d'échappement conforme à l'invention. [0020] Sur la figure 1 est représentée une ligne d'échappement 20 comprenant, de manière classique : - un précatalyseur 1 trois voies TWC pour Three Way Catalysor , disposé en position proche du collecteur d'échappement du moteur ; - un découpleur 2 qui permet d'éviter de créer un ensemble 25 complètement rigide depuis le moteur jusqu'à la sortie de la ligne d'échappement ; - un piège 3 à NOx, désigné LNT pour Lean NOx Trap ; - un silencieux intermédiaire 4 ; - un pot 5 de détente. 30 [0021] On peut voir sur la figure 1 qu'une branche de dérivation, ou branche by-pass, est disposée en parallèle dudit piège 3 à oxydes d'azote et sur laquelle est placée le silencieux intermédiaire 4. Ladite branche de dérivation et la branche contenant le piège 3 à Nox, ou branche PAN (Piège A Azote), se séparent à la sortie 6 du découpleur 2, en amont du piège 3, et se rejoignent au niveau d'une vanne 7 trois voies permettant de générer un passage des gaz dans l'une ou l'autre des deux branches ou les deux. En d'autres termes, la vanne 7 trois voies est apte à raccorder le piège 7 à oxydes d'azote et/ou le silencieux intermédiaire 4 au pot 5 de détente. [0022] Si la vanne 7 ferme le raccordement avec la branche de dérivation, ou branche by-pass, contenant le silencieux secondaire 4, les gaz ne passeront que dans la branche PAN contenant le piège 3 à oxydes io d'azote, ce dernier étant alors utilisé avec le maximum d'efficacité. [0023] Si la vanne 7 ferme le raccordement avec la branche PAN contenant le piège 3 à oxydes d'azote, les gaz ne passeront que dans la branche by-pass contenant le silencieux intermédiaire 4 et ne passeront plus dans le piège 3 à NOx. Dans le cas des hautes températures, c'est par 15 cette branche que devront passer les gaz afin de ne pas endommager le piège 3 à NOx à cause de températures trop élevées. [0024] La vanne 7 peut également adopter une position intermédiaire faisant ainsi passer les gaz dans les 2 branches de la ligne. [0025] Il est avantageux de placer le silencieux intermédiaire 4 au moins 20 dans la branche de dérivation by-pass du piège 3, car, d'une part, il est nécessaire pour la réalisation des mêmes performances moteur que sur la ligne classique, et, d'autre part, c'est lorsque l'on dérive le piège 3, donc à haut régime, qu'il est le plus utile. [0026] On peut constater sur la figure 1 que la vanne 7 peut être placée 25 relativement loin de la sortie moteur, ce qui présente l'avantage qu'elle est nettement moins soumise à des contraintes thermiques que lorsqu'elle est placée en amont du piège 3 à NOx, comme dans l'état de la technique. Dans cette position, les contraintes thermiques sont très réduites comparativement à une vanne en amont et le coût d'une telle vanne est 30 d'autant plus réduit. [0027] La vanne 7 peut être commandée pneumatiquement ou électriquement. The invention relates to an exhaust line for a spark ignition engine. The invention finds a particularly advantageous application in the field of spark ignition engines, or gasoline engines operating lean mixture. It is known, in a very general manner, that spark ignition engines usually operate by reacting together in the combustion chamber a mixture of air and gasoline in a so-called stoichiometric ratio. If the air / fuel ratio is greater than the stoichiometry, it is said that the mixture is poor, if it is less than the stoichiometry, it is called rich mixture. [0004] Some engines operate using a lean mixture as often as possible. However, it is not possible to use a lean mixture over the entire operating range of the engine. Indeed, beyond a certain regime or a certain couple, it is necessary to place oneself at a richness equal to 1, that is, under stoichiometric conditions. When the engine runs lean, the exhaust is relatively cold compared to a conventional engine. [0006] When the engine is running at richness 1, the temperature of the exhaust gas is of the same order of magnitude as on a conventional engine. However, the higher the rpm or the torque, the hotter these gases are. [0007] The post-treatment of a motorization of this type is carried out by means of a three-way precatalyst, which is a conventional catalyst, and a second catalyst having an additional function of trapping nitrogen oxides, collectively called NOx. Indeed, the three-way catalysts are effective only around the wealth 1, that is to say stoichiometry. On the other hand, in lean mixture, NOx nitrogen oxides which are emitted by the engine are not treated by the precatalyst. The NOx trap principle consists in storing nitrogen oxides when the engine is in a lean mixture and in treating them with a chemical reduction reaction with CO carbon monoxide or hydrocarbons when the engine is in a mixture. rich. [0009] A nitrogen oxide trap is subject to a number of difficulties, among which may be mentioned the temperature range that can be used in storage and the thermal resistance. [0010] The storage / retrieval of NOx can not be done at too cold temperatures, which requires placing the trap in a position relatively close to the engine outlet, otherwise the gases arrive too cold in the trap whose effectiveness then becomes zero. On the other hand, the thermal resistance of the storage function is reduced and limited to a lower value than for a conventional catalyst. This has the consequence of having to move the nitrogen oxide trap away from the motor output or to use thermal protection strategies which generally have the effect of degrading consumption. There is thus a contradiction between the desired position for optimal operation and the desired position for effective protection at lower cost of consumption. In a conventional exhaust line comprising, in series, a precatalyst, a nitrogen oxide trap, an intermediate silencer and an expansion vessel, an existing solution for overcoming this contradiction consists in placing a valve between the precatalyst and the NOx trap, this valve allowing either to bypass the trap when the richness of 1, or to pass the exhaust gas in a heat exchanger before they pass through the NOx trap when the mixture is poor. [0014] The disadvantage of this solution is that it requires a high thermal resistance of the valve, which has a significant cost. Also, the technical problem to be solved by the object of the present invention is to provide an exhaust line for a spark ignition engine, comprising a trap nitrogen oxides, an intermediate silencer and a pot of relaxation , which would ensure a satisfactory operation of the nitrogen oxide trap without raising difficulties regarding the thermal resistance along the exhaust line. The solution to the technical problem is, according to the present invention, in that said intermediate silencer is placed on a branch branch disposed in parallel with said nitrogen oxide trap, a three-way valve or other distribution system the flow being able to connect the nitrogen oxide trap and / or the intermediate silencer to said expansion vessel. Thus, the three-way valve can be placed in a sufficiently distant position of the engine, so protected from high thermal stress, with the additional advantage of limiting the cost. The following description with reference to the accompanying drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear what the invention consists of and how it can be achieved. Figure 1 is a diagram of an exhaust line according to the invention. In Figure 1 is shown an exhaust line 20 comprising, in a conventional manner: - a three-way precatalyst TWC for Three Way Catalysor, disposed in position close to the exhaust manifold of the engine; a decoupler 2 which makes it possible to avoid creating a completely rigid assembly 25 from the engine to the outlet of the exhaust line; a NOx trap 3, designated LNT for Lean NOx Trap; an intermediate silencer 4; - a relaxing pot 5 [0021] It can be seen in FIG. 1 that a bypass branch, or bypass branch, is arranged in parallel with said nitrogen oxide trap 3 and on which the intermediate silencer 4 is placed. Said branch of derivation and the branch containing the Nox trap 3, or PAN branch (Nitrogen Trap), separate at the outlet 6 of the decoupler 2, upstream of the trap 3, and meet at a three-way valve 7 to generate a passage of gases in one or other of the two branches or both. In other words, the three-way valve 7 is suitable for connecting the nitrogen oxide trap 7 and / or the intermediate silencer 4 to the expansion pot. If the valve 7 closes the connection with the bypass branch, or bypass branch, containing the secondary silencer 4, the gases will pass only in the PAN branch containing the nitrogen oxide trap 3, the latter being then used with maximum efficiency. If the valve 7 closes the connection with the PAN branch containing the nitrogen oxide trap 3, the gases will pass only in the bypass branch containing the intermediate silencer 4 and will no longer go into the NOx trap 3 . In the case of high temperatures, it is through this branch that the gases will have to pass in order not to damage the NOx trap 3 because of too high temperatures. The valve 7 may also adopt an intermediate position thus passing the gas in the 2 branches of the line. It is advantageous to place the intermediate silencer 4 at least 20 in the bypass bypass branch of the trap 3, because, on the one hand, it is necessary for the achievement of the same engine performance as on the conventional line, and, on the other hand, it is when one derives the trap 3, so at high speed, that it is the most useful. It can be seen in Figure 1 that the valve 7 can be placed 25 relatively far from the motor output, which has the advantage that it is significantly less subject to thermal stress than when it is placed upstream NOx trap 3, as in the state of the art. In this position, the thermal stresses are very small compared to an upstream valve and the cost of such a valve is all the more reduced. The valve 7 can be controlled pneumatically or electrically.