FR3138164A1 - Catalytic converter, exhaust gas treatment system and associated vehicle. - Google Patents
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Abstract
Ce convertisseur catalytique (8) pour véhicule automobile (2) comprend une portion centrale (14) destinée à collecter des gaz d’échappement d’un moteur thermique (4) du véhicule (2) et au moins une portion d’extrémité (12, 16), la portion d’extrémité (12, 16) étant reliée à la portion centrale (14) et comportant une ouverture (24, 44) configurée pour accueillir un capteur (10, 46) de composition desdits gaz d’échappement. Le convertisseur catalytique (8) comprend au moins un réceptacle (28, 50) fermé, le réceptacle (28, 50) fermé étant situé à une deuxième extrémité de la portion d’extrémité (12, 16) opposée à une première extrémité de la portion d’extrémité (12, 16) comprenant l’ouverture (24, 44) et comprenant une ouverture d’extraction (30) de condensat débouchant dans la portion centrale (14) de sorte que lors d’une variation de vitesse du véhicule (2), un fluide condensé des gaz d’échappement dans la portion centrale (14) s’écoule dans le réceptacle (28, 50). Figure pour l’abrégé : Fig 3 This catalytic converter (8) for a motor vehicle (2) comprises a central portion (14) intended to collect exhaust gases from a heat engine (4) of the vehicle (2) and at least one end portion (12 , 16), the end portion (12, 16) being connected to the central portion (14) and comprising an opening (24, 44) configured to accommodate a sensor (10, 46) of the composition of said exhaust gases. The catalytic converter (8) comprises at least one closed receptacle (28, 50), the closed receptacle (28, 50) being located at a second end of the end portion (12, 16) opposite a first end of the end portion (12, 16) comprising the opening (24, 44) and comprising a condensate extraction opening (30) opening into the central portion (14) so that during a variation in vehicle speed (2), a fluid condensed from the exhaust gas in the central portion (14) flows into the receptacle (28, 50). Figure for abstract: Fig 3
Description
La présente invention concerne les convertisseurs catalytiques pour véhicule automobile, et plus particulièrement un convertisseur catalytique configuré pour accueillir au moins un capteur analysant la composition des gaz d’échappement provenant d’un moteur à combustion thermique du véhicule.The present invention relates to catalytic converters for motor vehicles, and more particularly to a catalytic converter configured to accommodate at least one sensor analyzing the composition of the exhaust gases coming from a thermal combustion engine of the vehicle.
L’invention concerne en outre un système de traitement de gaz d’échappement comportant un tel convertisseur catalytique et un véhicule automobile comportant un tel système.The invention further relates to an exhaust gas treatment system comprising such a catalytic converter and to a motor vehicle comprising such a system.
Une ligne d’échappement d’un véhicule automobile à combustion thermique comporte généralement au moins un capteur analysant les gaz d’échappement provenant d’un moteur du véhicule.An exhaust line of a thermal combustion motor vehicle generally includes at least one sensor analyzing the exhaust gases coming from a vehicle engine.
Le véhicule comprend par exemple un premier capteur situé en amont du catalyseur du véhicule pour mesurer le taux d’oxygène des gaz d’échappement entrant dans le catalyseur de manière à réguler la richesse du mélange air-carburant du moteur afin de garantir une bonne efficacité de traitement des gaz d’échappements notamment pour régler la richesse du mélange air-carburant sur une valeur égale à 1.The vehicle comprises, for example, a first sensor located upstream of the vehicle's catalyst to measure the oxygen level of the exhaust gases entering the catalyst so as to regulate the richness of the air-fuel mixture of the engine in order to guarantee good efficiency in the treatment of the exhaust gases, in particular to adjust the richness of the air-fuel mixture to a value equal to 1.
Le véhicule comprend par exemple un deuxième capteur situé en aval du catalyseur pour mesurer le taux d’oxygène des gaz d’échappement sortant du catalyseur de manière à réguler la richesse du mélange air-carburant du moteur afin de garantir une bonne efficacité de traitement des gaz d’échappements notamment pour régler la richesse du mélange air-carburant sur une valeur supérieure à 1 lorsque le stock d’oxygène dans le catalyseur est trop élevé.The vehicle comprises, for example, a second sensor located downstream of the catalyst to measure the oxygen level of the exhaust gases leaving the catalyst so as to regulate the richness of the air-fuel mixture of the engine in order to guarantee good efficiency of treatment of the exhaust gases, in particular to adjust the richness of the air-fuel mixture to a value greater than 1 when the oxygen stock in the catalyst is too high.
Les gaz d’échappement contiennent de l’eau issue de la combustion du mélange air-carburant, l’eau se condensant dans la ligne d’échappement notamment lorsque le moteur est arrêté. La ligne d’échappement est alors refroidie. L’eau condensée s’accumule toutefois dans le fond du catalyseur par gravité.The exhaust gases contain water resulting from the combustion of the air-fuel mixture, the water condensing in the exhaust line, particularly when the engine is stopped. The exhaust line is then cooled. However, the condensed water accumulates at the bottom of the catalyst by gravity.
Au redémarrage du moteur, la ligne d’échappement n’est pas suffisamment chaude pour que toute l’eau condensée dans le catalyseur s’évapore. Lorsque le véhicule est en accélération, l’eau condensée est mise en mouvement. Lorsque le véhicule freine, il y a un risque que de l’eau condensée entre en contact avec le premier capteur situé en amont du catalyseur. Lorsque le véhicule accélère brusquement, il y a un risque que de l’eau condensée entre en contact avec le deuxième capteur situé en aval du catalyseur.When the engine is restarted, the exhaust line is not hot enough for all the condensed water in the catalytic converter to evaporate. When the vehicle is accelerating, the condensed water is set in motion. When the vehicle brakes, there is a risk that condensed water will come into contact with the first sensor located upstream of the catalytic converter. When the vehicle accelerates suddenly, there is a risk that condensed water will come into contact with the second sensor located downstream of the catalytic converter.
Un tel capteur analysant les gaz d’échappement présente généralement un fort risque de détérioration en cas de contact entre ledit capteur et de l’eau. Le capteur nécessite donc une protection contre des condensats formés dans la ligne d’échappement et plus particulièrement dans le catalyseur.Such a sensor analyzing exhaust gases generally presents a high risk of deterioration in the event of contact between the sensor and water. The sensor therefore requires protection against condensates formed in the exhaust line and more particularly in the catalyst.
La présente invention a donc pour objectif de pallier tout ou partie des inconvénients précités.The present invention therefore aims to overcome all or part of the aforementioned drawbacks.
La présente invention a pour objet un convertisseur catalytique pour véhicule automobile comprenant une portion centrale destinée à collecter des gaz d’échappement d’un moteur thermique du véhicule et au moins une portion d’extrémité, la portion d’extrémité étant reliée à la portion centrale et comportant une ouverture configurée pour accueillir un capteur de composition desdits gaz d’échappement, le convertisseur catalytique comprenant au moins un réceptacle fermé.The present invention relates to a catalytic converter for a motor vehicle comprising a central portion intended to collect exhaust gases from a heat engine of the vehicle and at least one end portion, the end portion being connected to the central portion and comprising an opening configured to accommodate a sensor for the composition of said exhaust gases, the catalytic converter comprising at least one closed receptacle.
Le réceptacle fermé est situé à une deuxième extrémité de la portion d’extrémité opposée à une première extrémité de la portion d’extrémité comprenant l’ouverture et comprenant une ouverture d’extraction de condensat débouchant dans la portion centrale de sorte que lors d’une variation de vitesse du véhicule, un fluide condensé des gaz d’échappement dans la portion centrale s’écoule dans le réceptacle.The closed receptacle is located at a second end of the end portion opposite a first end of the end portion comprising the opening and comprising a condensate extraction opening opening into the central portion such that during a variation in the speed of the vehicle, a condensed fluid of the exhaust gases in the central portion flows into the receptacle.
Ainsi, la présente invention permet d’empêcher un fluide condensé dans la portion centrale d’atteindre et de détériorer le capteur de composition des gaz d’échappement.Thus, the present invention can prevent a fluid condensed in the central portion from reaching and damaging the exhaust gas composition sensor.
Dans un mode de réalisation, la portion d’extrémité est une portion d’extrémité amont solidaire de la portion centrale et destiné à être reliée au moteur thermique du véhicule de sorte que les gaz d’échappement s’écoulent dans la portion centrale par la portion d’extrémité amont.In one embodiment, the end portion is an upstream end portion secured to the central portion and intended to be connected to the heat engine of the vehicle so that the exhaust gases flow into the central portion via the upstream end portion.
Dans un mode de réalisation, la portion d’extrémité est une portion d’extrémité aval solidaire de la portion centrale de sorte que les gaz d’échappement s’échappent de la portion centrale par la portion d’extrémité aval.In one embodiment, the end portion is a downstream end portion integral with the central portion such that exhaust gases escape from the central portion through the downstream end portion.
Avantageusement, la portion d’extrémité comprend un conduit d’évacuation des gaz d’échappement relié à la portion centrale, une première paroi longitudinale du réceptacle épousant le conduit d’évacuation.Advantageously, the end portion comprises an exhaust gas evacuation duct connected to the central portion, a first longitudinal wall of the receptacle matching the evacuation duct.
De préférence, la première paroi longitudinale du réceptacle est formée par le conduit.Preferably, the first longitudinal wall of the receptacle is formed by the conduit.
Optionnellement, la portion centrale est cylindrique, le réceptacle comprenant une deuxième paroi longitudinale prolongeant une partie de la surface latérale de la portion centrale cylindrique.Optionally, the central portion is cylindrical, the receptacle comprising a second longitudinal wall extending a portion of the lateral surface of the cylindrical central portion.
La présente invention a également pour objet un système de traitement de gaz d’échappement pour véhicule automobile comprenant un convertisseur catalytique tel que défini précédemment, et un capteur de composition des gaz d’échappement disposé dans l’ouverture pour analyser au moins un composant des gaz d’échappement.The present invention also relates to an exhaust gas treatment system for a motor vehicle comprising a catalytic converter as defined above, and an exhaust gas composition sensor arranged in the opening to analyze at least one component of the exhaust gas.
Avantageusement, le capteur analyse un taux d’oxygène.Advantageously, the sensor analyzes an oxygen level.
La présente invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un moteur thermique et un système de traitement de gaz d’échappement tel que défini précédemment.The present invention also relates to a motor vehicle comprising a heat engine and an exhaust gas treatment system as defined above.
De préférence, le convertisseur catalytique est disposé dans le véhicule de sorte que la distance minimale entre un plan de contact et le réceptacle est inférieure à la distance minimale entre le plan de contact et l’ouverture, le plan de contact passant par les surfaces de contact des roues du véhicule avec une chaussée sur laquelle évolue le véhicule.Preferably, the catalytic converter is arranged in the vehicle such that the minimum distance between a contact plane and the receptacle is less than the minimum distance between the contact plane and the opening, the contact plane passing through the contact surfaces of the wheels of the vehicle with a roadway on which the vehicle is traveling.
D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :Other aims, characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description, given solely as a non-limiting example, and made with reference to the appended drawings in which:
Description détaillée d’au moins un mode de réalisationDetailed description of at least one embodiment
La
Le système de traitement 6 comprend un convertisseur catalytique 8 et au moins un capteur 10 de composition des gaz d’échappement.The treatment system 6 comprises a catalytic converter 8 and at least one exhaust gas composition sensor 10.
La
Le convertisseur catalytique 8 comprend une portion amont 12, une portion centrale 14 et une portion aval 16, par exemple réalisées en acier comme de l’inox. Le convertisseur catalytique 8 est destiné à être relié au moteur thermique 4 d’un véhicule 2.The catalytic converter 8 comprises an upstream portion 12, a central portion 14 and a downstream portion 16, for example made of steel such as stainless steel. The catalytic converter 8 is intended to be connected to the heat engine 4 of a vehicle 2.
La portion centrale 14 est par exemple cylindrique. Avantageusement, la portion centrale 14 comprend au moins un monolithe catalytique en céramique ou en métal chargé de métaux précieux par exemple en forme de nid d’abeille réalisé à partir de feuillards en inox pour traiter les gaz d’échappement de manière à réduire les espèces polluantes présentes dans les gaz d’échappement (non représenté).The central portion 14 is for example cylindrical. Advantageously, the central portion 14 comprises at least one catalytic monolith made of ceramic or metal loaded with precious metals, for example in the shape of a honeycomb made from stainless steel strips to treat the exhaust gases so as to reduce the polluting species present in the exhaust gases (not shown).
La portion amont 12 comprend par exemple une portion 17 en forme de tronc de cône, l’extrémité de plus gros diamètre étant reliée à la portion centrale 14 et l’extrémité de plus petit diamètre étant reliée à un premier conduit d’évacuation 20 de la portion amont 12 relié au moteur thermique 4.The upstream portion 12 comprises, for example, a portion 17 in the shape of a truncated cone, the end of larger diameter being connected to the central portion 14 and the end of smaller diameter being connected to a first evacuation conduit 20 of the upstream portion 12 connected to the heat engine 4.
La portion aval 16 comprend un deuxième conduit d’évacuation 18 des gaz d’échappement, le deuxième conduit d’évacuation 18 étant par exemple en forme de tronc de cône ou d’une forme proche d’un tronc de cône, l’extrémité de plus gros diamètre étant reliée à la portion centrale 14 du côté opposé à la portion amont 12 et le côté de plus petit diamètre étant relié à un conduit d’échappement 22 pour l’échappement de gaz d’échappement traités dans la portion centrale 14.The downstream portion 16 comprises a second exhaust gas discharge duct 18, the second exhaust duct 18 being for example in the shape of a truncated cone or a shape close to a truncated cone, the end of larger diameter being connected to the central portion 14 on the side opposite the upstream portion 12 and the side of smaller diameter being connected to an exhaust duct 22 for the exhaust of exhaust gases treated in the central portion 14.
Une première extrémité de la portion aval 16 comprend une ouverture 24 dans laquelle est placée le capteur 10 de composition des gaz d’échappement. Par exemple l’ouverture 24 est pratiquée dans une paroi 26 du deuxième conduit d’évacuation 18.A first end of the downstream portion 16 comprises an opening 24 in which the exhaust gas composition sensor 10 is placed. For example, the opening 24 is made in a wall 26 of the second exhaust duct 18.
Le capteur 10 de composition comprend par exemple une sonde à oxygène pour mesurer et/ou analyser le taux d’oxygène des gaz d’échappement ou un capteur d’oxydes d’azote.The composition sensor 10 comprises, for example, an oxygen probe for measuring and/or analyzing the oxygen level of the exhaust gases or a nitrogen oxide sensor.
Le convertisseur catalytique 8 comprend un réceptacle 28 fermé situé à une deuxième extrémité de la portion aval 16. La deuxième extrémité est opposée à la première extrémité de la portion aval 16. Le réceptacle 28 est par exemple un parallélépipède rectangle.The catalytic converter 8 comprises a closed receptacle 28 located at a second end of the downstream portion 16. The second end is opposite the first end of the downstream portion 16. The receptacle 28 is for example a rectangular parallelepiped.
Le réceptacle 28 comprend une ouverture d’extraction 30 de condensat débouchant dans la portion centrale 14.The receptacle 28 comprises a condensate extraction opening 30 opening into the central portion 14.
Le convertisseur catalytique 8 est disposé dans le véhicule 2 de sorte que la distance minimale entre un plan de contact 32 et le réceptacle 28 est inférieure à la distance minimale entre le plan de contact 32 et l’ouverture 24.The catalytic converter 8 is arranged in the vehicle 2 such that the minimum distance between a contact plane 32 and the receptacle 28 is less than the minimum distance between the contact plane 32 and the opening 24.
Le plan de contact 32 passe par les surfaces de contact des roues 34 du véhicule 2 avec une chaussée 36 sur laquelle évolue le véhicule 2.The contact plane 32 passes through the contact surfaces of the wheels 34 of the vehicle 2 with a roadway 36 on which the vehicle 2 is moving.
Lorsque le véhicule 2 accélère, les condensats non vaporisés et accumulés dans la portion centrale 14 sont projetés dans le réceptacle 28 par l’ouverture d’extraction 30 du condensat sous l’effet de la force d’accélération.When the vehicle 2 accelerates, the unvaporized condensates accumulated in the central portion 14 are projected into the receptacle 28 through the condensate extraction opening 30 under the effect of the acceleration force.
Ainsi, les condensats ne rentrent pas en contact avec le capteur 10 limitant les risques de casse du capteur 10.Thus, the condensates do not come into contact with the sensor 10, limiting the risks of breakage of the sensor 10.
La
La première paroi longitudinale 38 du réceptacle 28 est formée par le deuxième conduit d’évacuation 18. Le volume du réceptacle 28, et donc la quantité de fluide que peut contenir le réceptacle 28, est augmenté.The first longitudinal wall 38 of the receptacle 28 is formed by the second discharge conduit 18. The volume of the receptacle 28, and therefore the quantity of fluid that the receptacle 28 can contain, is increased.
Avantageusement, l’ouverture 24 de la portion aval 16 est pratiquée dans une paroi 26 du deuxième conduit d’évacuation 18 opposée à la première paroi longitudinale 38 du réceptacle 28 formée par le deuxième conduit 18.Advantageously, the opening 24 of the downstream portion 16 is made in a wall 26 of the second evacuation conduit 18 opposite the first longitudinal wall 38 of the receptacle 28 formed by the second conduit 18.
Le réceptacle 28 comprend une deuxième paroi longitudinale 40, opposée à la première paroi longitudinale 38, prolongeant une partie de la surface latérale 42 de la portion centrale 14.The receptacle 28 comprises a second longitudinal wall 40, opposite the first longitudinal wall 38, extending a part of the lateral surface 42 of the central portion 14.
La
La portion amont 12 comprend la portion 17 en forme de tronc de cône, l’extrémité de plus gros diamètre étant reliée à la portion centrale 14 et l’extrémité de plus petit diamètre étant reliée au premier conduit d’évacuation 20 de la portion amont 12 relié au moteur thermique 4.The upstream portion 12 comprises the portion 17 in the shape of a truncated cone, the end of larger diameter being connected to the central portion 14 and the end of smaller diameter being connected to the first evacuation conduit 20 of the upstream portion 12 connected to the heat engine 4.
Une première extrémité de la portion de la portion amont 12 comprend une ouverture 44 dans laquelle est placée un capteur 46 de composition des gaz d’échappement semblable au capteur 10. Par exemple l’ouverture 44 est pratiquée dans une paroi 48 du premier conduit d’évacuation 20 de la portion amont 12. Dans un mode de réalisation, l’ouverture est pratiquée dans une paroi de la portion 17.A first end of the portion of the upstream portion 12 comprises an opening 44 in which is placed an exhaust gas composition sensor 46 similar to the sensor 10. For example, the opening 44 is made in a wall 48 of the first evacuation duct 20 of the upstream portion 12. In one embodiment, the opening is made in a wall of the portion 17.
Le convertisseur catalytique 8 comprend un réceptacle 50 fermé situé à une deuxième extrémité de la portion amont 12. La deuxième extrémité est opposée à la première extrémité de la portion amont 12.The catalytic converter 8 comprises a closed receptacle 50 located at a second end of the upstream portion 12. The second end is opposite the first end of the upstream portion 12.
Le réceptacle 50 comprend une ouverture d’extraction 52 de condensat débouchant dans la portion centrale 14.The receptacle 50 comprises a condensate extraction opening 52 opening into the central portion 14.
Un fluide condensant des gaz d’échappement dans la partie amont 12 s’écoule vers la portion centrale 14 et/ou dans le réceptacle 50.A fluid condensing exhaust gases in the upstream portion 12 flows towards the central portion 14 and/or into the receptacle 50.
Le réceptacle 50 comprend une première paroi longitudinale 54 formée par le premier conduit d’évacuation 20 de la portion amont 12.The receptacle 50 comprises a first longitudinal wall 54 formed by the first evacuation conduit 20 of the upstream portion 12.
Le réceptacle 50 comprend une deuxième paroi longitudinale 56, opposée à la première paroi longitudinale 54, prolongeant une partie de la surface latérale 42 de la portion centrale 14.The receptacle 50 comprises a second longitudinal wall 56, opposite the first longitudinal wall 54, extending a part of the lateral surface 42 of the central portion 14.
Avantageusement, l’ouverture 44 de la portion amont 12 est pratiquée dans une paroi 48 du premier conduit d’évacuation 20 opposée à la première paroi longitudinale 54 du réceptacle 50 formée par le premier conduit d’évacuation 20.Advantageously, the opening 44 of the upstream portion 12 is made in a wall 48 of the first evacuation conduit 20 opposite the first longitudinal wall 54 of the receptacle 50 formed by the first evacuation conduit 20.
Dans un mode de réalisation, la première paroi longitudinale 54 épouse le premier conduit d’évacuation 20 de la portion amont 12 ou le réceptacle 50 est un parallélépipède rectangle.In one embodiment, the first longitudinal wall 54 matches the first evacuation conduit 20 of the upstream portion 12 or the receptacle 50 is a rectangular parallelepiped.
Le convertisseur catalytique 8 est disposé dans le véhicule 2 de sorte que la distance minimale entre un plan de contact 32 et le réceptacle 50 est inférieure à la distance minimale entre le plan de contact 32 et l’ouverture 44.The catalytic converter 8 is arranged in the vehicle 2 such that the minimum distance between a contact plane 32 and the receptacle 50 is less than the minimum distance between the contact plane 32 and the opening 44.
Lorsque le véhicule 2 freine, les condensats non vaporisés et accumulés dans la portion centrale 14 sont projetés dans le réceptacle 50 par l’ouverture d’extraction 52 de condensat sous l’effet de la force de freinage.When the vehicle 2 brakes, the non-vaporized condensates accumulated in the central portion 14 are projected into the receptacle 50 through the condensate extraction opening 52 under the effect of the braking force.
Ainsi, les condensats ne rentrent pas en contact avec le capteur 46 limitant les risques de casse du capteur 46.Thus, the condensates do not come into contact with the sensor 46, limiting the risks of breakage of the sensor 46.
Dans un mode de réalisation particulier, le convertisseur catalytique 8 comprend un premier réceptacle 28 situé à la deuxième extrémité de la portion aval 16 et un deuxième réceptacle 50 situé à la deuxième extrémité de la portion amont 12, la portion aval 16 comprenant une ouverture 24 configurée pour accueillir un premier capteur 10 de composition des gaz d’échappement, la portion amont 12 comprenant une ouverture 44 configurée pour accueillir un deuxième capteur 46 de composition des gaz d’échappement.In a particular embodiment, the catalytic converter 8 comprises a first receptacle 28 located at the second end of the downstream portion 16 and a second receptacle 50 located at the second end of the upstream portion 12, the downstream portion 16 comprising an opening 24 configured to accommodate a first exhaust gas composition sensor 10, the upstream portion 12 comprising an opening 44 configured to accommodate a second exhaust gas composition sensor 46.
Claims (10)
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