Brevet FR2613769A1 — publié le 19881014

La présente invention a pour objet un convertisseur catalytique pour gaz d'échappement de véhicules, ainsi que le collecteur d'échappement comportant ce convertisseur. On sait que le convertisseur catalytique est placé en amont du pot d'échappement et que pour réaliser un groupe compact, on l'assemble à celui-ci par une enveloppe unique d'ensemble constituée par exemple par deux demi-coques soudées entre elles qui, en raison des températures élevées des gaz brûlés, doivent être réalisées dans un métal noble, par exemple en acier inoxydable. Ceci a pour inconvénient un coût de fabrication plus élevé de l'enveloppe destinée au pot d'échappement, puisqu'elle est faite dans une matière plus précieuse que celle couramment adoptée. En outre, la rigidité de la forme de cette enveloppe extérieure commune limite la possibilité de faire varier la forme du pot d'échappement en fonction de l'application spécifique sur le véhicule, ainsi que l'optimalisation des caractéristiques acoustiques du pot d'échappement. La présente invention a pour but de réaliser un convertisseur catalytique et un pot d'échappement intégrés ne présentant pas les inconvénients ci- dessus, c'est-à-dire avantageux sur le plan économique ainsi que technique et fonctionnel, qui soient caractérisés en outre par une grande simplicité de réalisation et une facilité de remplacement d'un seul des deux éléments intégrés. Ce but est atteint par un convertisseur catalytique pour gaz d'échappement de véhicules suivant l'invention, pouvant être disposé directement en amont d'un pot d'échappement de ces gaz, caractérisé en ce qu'il comporte aux extrémités des moyens d'assemblage amovibles. Des formes particulières de réalisation de l'invention sont décrites ciaprès plus en détail, à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue de dessus d'un premier mode de réalisation d'un convertisseur catalytique réalisé suivant l'invention; la figure 2 est une vue latérale du convertisseur catalytique de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III du convertisseur catalytique de la figure 1; la figure 4 est une vue de dessus d'un deuxième mode de réalisation d'un convertisseur catalytique réalisé suivant l'invention; la figure 5 est une vue latérale du convertisseur catalytique de la figure 4; la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI du convertisseur catalytique de la figure 4; la figure 7 est une vue latérale, partielle et en coupe du convertisseur catalytique de la figure 3, assemblé au pot d'échappement; les figures 8 et 9 sont des vues latérales, partielles et en coupe de variantes de réalisation de l'assemblage illustré sur la figure 7; la figure 10 est une vue latérale et en coupe partielle d'un convertisseur catalytique semblable à celui de la figure 1, dans une autre variante de réalisation de l'assemblage au pot d'échappement; et la figure 11 est une vue en coupe suivant la ligne XI-XI du convertisseur catalytique de la figure 10. En référence aux figures 1 à 3, le convertisseur catalytique de la présente invention, désigné par la référence 1, est connu dans ses caractéristiques générales et présente une enveloppe extérieure 2, convenablement réalisée en acier inoxydable, formée par deux demi-coques 4 qui sont assemblées, convenablement soudées, le long de leurs bords longitudinaux opposés. Dans sa partie principale centrale et arrière, cette enveloppe 2 a une section à peu près elliptique et contient un corps de convertisseur 7 en céramique de type connu et de section correspondante. Dans la zone avant, l'enveloppe 2 a une forme en entonnoir, de section décroissante vers l'extrémité avant autour de laquelle est soudée une bride 8, de forme à peu près triangulaire et de côtés convexes, comportant des trous 9 pour l'introduction d'éléments de liaison amovibles, par exemple des boulons, pour l'assemblage à une bride correspondante (non représentée) d'un conduit situé en amont du convertisseur catalytique 1 et d'acheminement des gaz d'échappement provenant d'un moteur à combustion interne. Suivant la présente invention, une bride 11 de forme essentiellement elliptique, est soudée sur la partie arrière de l'enveloppe 2, et présente des trous 12 pour l'introduction d'éléments de liaison amovibles, par exemple de boulons 13 comme le montre la figure 7, pour l'assemblage à une bride 14 correspondante soudée sur l'extrémité avant de l'enveloppe 15, réalisée dans un matériau classique, par exemple en aluminium, d'un pot d'échappement 16 qui est monté directement en aval du convertisseur catalytique 1. Entre la sortie du convertisseur catalytique 1 et l'entrée du pot d'échappement 16, on peut disposer un diaphragme, par exemple en entonnoir (non représenté et fixé par exemple dans l'enveloppe ) pour acheminer convenablement les gaz d'échappement vers une ouverture d'entrée du pot d'échappement 16. Dans le mode de réalisation de la figure 8, les boulons 13 sont remplacés par des rivets 18. En revanche, sur la figure 9, les brides 11 et 14 sont chanfreinées sur leur face extérieure et sur celle-ci est appliquée une attache 20 pliée en V, servant de liaison réciproque; cette attache 20 présente deux extrémités 21 repliées et opposées qui sont serrées l'une contre l'autre par une vis traversante 22. Les figures 4 à 6 illustrent un deuxième mode de réalisation principal du convertisseur catalytique de la présente invention, désigné par la référence 1' et qui diffère du convertisseur len ce qu'il n'y a pas plus de demi-coques 4 supplémentaires; en effet, dans la partie principale centrale et arrière, l'enveloppe est directement constituée par l'enveloppe extérieure métallique d'un corps de convertisseur 30 de type connu, lui aussi de section à peu près elliptique. Sur la zone frontale du corps de convertisseur 30 est soudé un corps 31 en entonnoir, de section décroissant vers l'extrémité avant du convertisseur 1', sur laquelle est soudée une bride 8' semblable à la bride 8 de la figure 1. Sur la zone arrière du corps de convertisseur 30 est soudée une bride 11' semblable à la bride 11 de la figure 1. La figure 10 représente une autre variante dans laquelle le convertisseur catalytique 1 présente aussi une partie arrière décroissante en entonnoir, sur l'extrémité de laquelle est soudée à l'extérieur la bride 11. La bride 14, en revanche,est soudée à l'intérieur de la zone avant de l'enveloppe 15 du pot d'échappement 16, et comporte des trous taraudés 27 espacés dans lesquels sont vissés les éléments prisonniers 24 qui, vers l'autre extrémité, passent dans les trous coaxiaux 12 de la bride 11, comme le montre aussi la figure 11. Sur l'extrémité filetée des éléments prisonniers 24, sont vissés des écrous de blocage 26, avec entre eux des rondelles élastiques 25. Les avantages que le convertisseur catalytique suivant la présente invention permet d'obtenir ressortent à l'évidence de la description ci-dessus; en particulier, l'utilisation du métal plus noble est limitée aux seules parties essentielles du convertisseur catalytique, le pot d'échappement pouvant être réalisé selon les caractéristiques d'application qui conviennent le mieux; d'autre part, dans le cas o le convertisseur catalytique ou le pot d'échappement est endommagé, seul le composant défaillant peut être remplacé; en effet, il est possible de séparer le convertisseur catalytique du pot d'échappement en dévissant simplement les boulons 13 ou les écrous 26, ou la vis 22 de l'attache 20, ou en coupant les rivets 18; de même, il est possible de séparer totalement le convertisseur catalytique du collecteur d'échappement des gaz en détachant les éléments d'assemblage desbrides 8 ou 8'. Etant donné que généralement c'est le pot d'échappement qui est endommagé, la possibilité de remplacer uniquement cet élément permet de réduire sensiblement les coûts d'entretien. Il est évident enfin que l'on peut apporter des modifications et des variantes aux formes de réalisation décrites et illustrées de la présente invention, sans sortir des limites de l'idée innovatrice qu'elles contiennent. Par exemple, la bride 11 peut être fixée à l'intérieur de l'extrémité du convertisseur catalytique, et assemblée à la bride 14 qui peut être fixée à l'intérieur ou à l'extérieur de l'extrémité avant du pot d'échappement 16. REVENDICATIONS 1. Convertisseur catalytique (1;1') pour gaz d'échappement de véhicules, pouvant être monté directement en amont d'un pot d'échappement (16) de ces gaz, caractérisé en ce qu'il comporte aux extrémités des moyens d'assemblage (13;26;18;20) amovibles. 2. Convertisseur catalytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage comportent des boulons (13). 3. Convertisseur catalytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage comportent des rivets (18). 4. Convertisseur catalytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage comportent des écrous (26) et des éléments prisonniers (24). 5. Convertisseur catalytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage comportent une attache (20) serrée par une vis (22). 6. Convertisseur catalytique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage (13;26;18;20) sont reliés à des brides (8;11;8',11') fixées sur les extrémités du convertisseur (1;1'). 7. Convertisseur catalytique selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage (13;26;18;20) sont reliés par une bride (11; 11') fixée à une extrémité arrière du convertisseur (1;1') et une bride adjacente (14) fixée à une extrémité avant du pot d'échappement (16). 8. Convertisseur catalytique selon la revendication 6 ou 7, comportant une coque métallique (2) pour un corps de convertisseur de type céramique (7), caractérisé en ce que les brides (8,11) sont fixées aux extrémités de la coque (2). 9. Convertisseur catalytique selon la revendication 6 ou 7, comportant un corps de convertisseur de type métallique (30), caractérisé en ce qu'au moins l'une des brides (11') est fixée directement sur le corps (30). 10. Convertisseur catalytique selon la revendication 6 ou 7, comportant un corps de convertisseur de type métallique (30), caractérisé en ce qu'au moins l'une des brides (8') est fixée sur un corps métallique en entonnoir (31) fixé à son tour directement sur le corps du convertisseur (30). 11. Convertisseur catalytique selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que les brides (9,11;8',11') sont soudées aux extrémités du convertisseur (1;1'). 12. Collecteur pour gaz d'échappement de véhicules, caractérisé en ce qu'il comporte un convertisseur catalytique (1;1') selon l'une des revendications précédentes,