Brevet FR2586753A1 — publié le 19870306

Dans le but de réduire les émissions polluantes des gaz d'échappement des moteurs thermiques à combustion interne, on monte de plus en plus couramment dans la tuyauterie d'échappement un pot catalytique. Toutefois, pour que ce pot puisse traiter de manière efficace à la fois les oxydes de carbone, les oxydes d'azote et les hydrocarbures imbrûlés, il est essentiel que soit présente dans les gaz d'échappement une certaine proportion d'oxygène sans laquelle la réaction ne peut pas se faire correctement et complètement au contact du catalyseur. On est donc amené à associer le moteur à un système de régulation qui comporte une sonde appeléeL'tBDA, qui mesure la pression partielle en oxygène des gaz, en amont du pot catalytique, et un système de traitement commandant l'admission du moteur en fonction du signal fourni par cette sonde. Cette sonde doit être placée le plus en amont possible pour réduire le temps de réponse du système de traitement, sans être cependant trop près du moteur pour ne pas être soumise à une température trop élevée. De même, le pot catalytique doit être placé à une distance assez faible du moteur pour atteindre rapidement la température nécessaire, mais également en être suffisamment éloigné pour permettre le dégagement de la chaleur et éviter qu'il ne soit soumis à une température excessive. Par ailleurs, il est de plus en plus désiré d'améliorer les performances d'un moteur à combustion interne en utilisant pour guider les gaz d'échappement deux tubes parallèles qui ne sont réunis qu a une certaine distance du moteur. Chacun des tubes de sortie reçoit les gaz d'échappement d'un ou de plusieurs cylindres et l'accord obtenu au niveau des ondes acoustiques des cylindres entre eux facilite le remplissage du moteur et en amé liore, par suite, les performances. Cette disposition est toutefois difficilement compatible avec l'utilisation d'un pot catalytique et, surtout, d'une sonde de contrôle des émissions des gaz d'échappement. En effet, l'utilisation d'une sonde sur chacun des tubes d'échappement est une solution coûteuse. Or, l'utilisation d'une sonde sur un seul de ces tubes ne peut apporter une solution satisfaisante car la proportion d'oxygène dans les gaz ne serait mesurée qu'à certains moments et le réglage du moteur serait insuffisant. I1 ne peut, par ailleurs, être envisagé de placer une seule sonde après la jonction des deux tubes, car ceux-ci doivent avoir une longueur trop importante pour assurer une réponse valable du système de traitement. La présente invention a pour but de remodier à ces inconvénients en réalisant un dispositif de contrôle tout particulièrement adapté aux moteurs à double sortie qui n'utilise qu'une seule sonde et soit facile à réaliser. Cette invention a en effet pour objet un dispositif de contrôle qui comporte, entre la sortie du moteur et le pot catalytique, un tube à deux conduits dont la cloison de séparation des conduits comporte une fenêtre dans laquelle est montée une sonde LAWBDA, de telle sorte que cette sonde est en contact avec les écoulements des deux conduits. On obtient ainsi, d'une manière simple, un contrôle constant de la totalité des gaz d'échappement grâce à une sonde qui peut facilement être-montEe dans la position la plus appropriée. La description ci-dessous de modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés, fera d'ailleurs ressortir les avantages et caractéristiques de l'invention. Sur ces dessins - la fig. 1 est une vue schématique, avec arrachement partiel, d'un dispositif de-contrôle selon l'invention, monté sur un moteur à quatre cylindres; - la fig. 2 est une vue en perspective, à plus grande échelle, du dispositif de contrôle selon l'invention; - la fig. 3 est une vue en perspective du dispositif de contrôle selon une variante de réalisation. L'exemple de réalisation représenté sur la figure 1 concerne un moteur à quatre cylindres, mais il est bien évident que ceci n'est donné qu'à titre d'exemple et que l'invention pourrait aussi bien s'adapter à un moteur ayant un nombre différent de cylindres. Le moteur 1 ainsi représenté est associé à deux collecteurs, respectivement 2 et 4, qui sont chacun reliés à deux cylindres, respectivement les cylindres 1 et 4, et 2 et 3.Les deux collecteurs 2 et 4 débouchent à l'intérieur d'un tube 6,de part et d'autre d'une cloison diamétrale 10 qui sépare ce tube en deux conduits 7,8. Le tube 6 relie ainsi les collecteurs 2 et 4 à un pot d'échappement de type catalytique 12, dont la sortie est reliée par un tube 14 à un silencieux 16. Pour assurer toute son efficacité au pot catalytique 12, le tube 6 porte une sonde LAMBDA18, qui est reliée à un dispositif d'analyse 20 commandant le réglage de l'admission du moteur 1. La sonde LAMBDA est montée dans un manchon 22 porté par le tube 6 au droit de la cloison 10 de séparation des deux conduits. Le manchon 22 est soudé sur les bords d'un orifice du tube 6 qui communique avec une fenêtre 24 percée dans la cloison 10 et mettant en communication les conduits 7 et 8 du tube 6. Comme le montre la figure 2, la fenêtre 24 a une dimension nettement supérieure à celle de l'orifice et est prolongée par un passage étroit correspondant à un diamètre de ce dernier. La sonde 18 est vissée dans un filetage interne du manchon 22 et fait saillie dans la fenêtre 24, de sorte qu'elle est en contact avec le fluide qui s'écoule dans le tube 6. Grâce à la dimension de la fenêtre 24, les gaz provenant des conduits 7 et 8 sont brassés et mElan- gés au droit de cette fenêtre, c'est-a-dire au droit de la sonde qui, à tout moment, est en contact avec eux et mesure ainsi la proportion d'oxygène contenu dans les gaz d'échappement. Bien entendu, le manchon 22 pourrait être d'une seule pièce avec la paroi du tube 6, en étant par exemple formé par fluoperçage dans cette paroi. Le manchon 22 pourrait également n'être fixé qu'à l'extérieur du tube 6. De préférence toutefois, il est terminé par une collerette 26 qui assure un contact étanche avec la sonde 18. La dimension de la fenêtre 24 est choisie en fonction du brassage des gaz désiré. Cette dimension peut d'ailleurs être réduite à un jeu de montage autour de la sonde 18, comme le montre la figure 3. Sur cette figure en effet, la cloison 10 comporte simplement une encoche rectangulaire 28 dont les dimensions sont légèrement supérieures à celles de la sonde 18. Dans ce cas, les écoulements des conduits 7 et 8 ne sont plus mélangés et la sonde est en contact indépendamment avec chacun d'eux, de part et d'autre de la cloison. Etant donné que les gaz d'échappement provenant des cylindres 1 et 4 ont généralement une composition différente de celle des gaz sortant des cylindres 2 et 3, on obtient ainsi une mesure précise de la quantité d'oxygène contenue dans chacun de ces écoulesents, ou dans leur mélange, qui permet un réglage irrmdiat et constant de l'admission du moteur. Bien entendu, la fenêtre 24 ou 28 peut être pratiquée en tout point désiré de la cloison 10, entre les collecteurs 2 et 4 et le pot catalytique 12, de sorte qu'il est aisé de donner à la sonde exactement la -si- tion la plus appropriée pour assurer une réponse rapide du système d'analyse 20 tout en évitant une surchauffe excessive de cette sonde. Par ailleurs, il est clair que la sonde appelée L4BrA peut être remplacée par une autre sonde appropriée pour la détection de oxygène présent dans les gaz d'échappement, cette sonde étant montée de préférence par vissage dans le manchon 22. Dans tous les cas, le montage de l'ensemble est simple et le dispositif de contrôle permet de combiner les avantages de la double sortie du moteur avec la sécurité apportée par la présence du pot catalytique. - REVENDICATIONS 1 - Dispositif de contrôle des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, en amont d'un pot catalytique, comportant une sonde sensible à la pression partielle d'oxygène dans les gaz d'échappement et reliée à un système d'analyse, caractérisé en ce qu'il comporte entre la sortie du moteur et le pot catalytique (12) un tube (6) à deux conduits dont la cloison (10) de séparation des conduits (7, 8) comporte une fenêtre (24, 28) dans laquelle est montée la sonde (18) sensible à l'oxygène, de sorte que cette sonde est en contact avec les écoulements des deux conduits. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tube (6) comporte un orifice communiquant avec la fenêtre (24, 28) de la cloison et entouré par un manchon (22) en saillie à l'extérieur, qui supporte la sonde. 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la fenêtre (24) est allongée et permet un mélange local des écoulements de gaz dans les deux conduits (7, 8), la sonde (18) faisant saillie à l'intérieur de cette fenêtre. 4 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la fenêtre (28) est formée par une encoche étroite de dimensions très légèrement su périeures à celles de la sonde (18), de sorte que cette dernière est en contact independamment avec chacun des écoulements des deux conduits. 5 - Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (22) de support de la sonde est muni d'un rebord (26) en contact étanche avec cette dernière. 6 - Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (22) est fileté intérieurement. 7 - Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (22) est soudé sur le tube (6). 8 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le manchon (22) est formé par fluoperçage d'une seule pièce avec le tube (6).