Brevet FR3138164A1 — publié le 20240126

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 Convertisseur catalytique, système de traitement de gaz d’échappement et véhicule associés. 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. 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. Techniques antérieures 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. 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. 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. 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. 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. 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. La présente invention a donc pour objectif de pallier tout ou partie des inconvénients précités. 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. 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. 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. 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. 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. 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. De préférence, la première paroi longitudinale du réceptacle est formée par le 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. 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. Avantageusement, le capteur analyse un taux d’oxygène. 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. 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. 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 : illustre schématiquement un véhicule automobile selon l’invention ; illustre schématiquement un convertisseur catalytique selon un premier mode de réalisation de l’invention, le réceptacle étant situé en aval de la portion centrale du catalyseur ; illustre schématiquement un convertisseur catalytique selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, le réceptacle étant situé en aval de la portion centrale du catalyseur ; et illustre schématiquement un convertisseur catalytique selon un troisième mode de réalisation de l’invention, le réceptacle étant situé en amont de la portion centrale du catalyseur. Description détaillée d’au moins un mode de réalisation La représente schématiquement un véhicule automobile 2 comprenant un moteur thermique 4 et un système de traitement 6 de gaz d’échappement relié au moteur. Le système de traitement 6 traite les gaz d’échappement générés par le moteur 4 pour réduire les espèces polluantes, notamment les oxydes d’azote. Le système de traitement 6 comprend un convertisseur catalytique 8 et au moins un capteur 10 de composition des gaz d’échappement. La représente schématiquement un convertisseur catalytique 8 selon un premier mode de réalisation. Le convertisseur catalytique 8 comprend par exemple un catalyseur trois voies et/ou un piège à oxyde d’azote. 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. 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). 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. 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. 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. 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. 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. Le réceptacle 28 comprend une ouverture d’extraction 30 de condensat débouchant dans la portion centrale 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. 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. 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. Ainsi, les condensats ne rentrent pas en contact avec le capteur 10 limitant les risques de casse du capteur 10. La représente schématiquement un convertisseur catalytique 8 selon un deuxième mode de réalisation. La portion aval 16 comprend le deuxième conduit d’évacuation 18 tubulaire de sorte qu’un fluide condensant des gaz d’échappement dans le deuxième conduit d’évacuation 18 s’écoule vers la portion centrale 14 et/ou dans le réceptacle 28. Le réceptacle 28 comprend une première paroi longitudinale 38 épousant le deuxième conduit d’évacuation 18 des gaz d’échappement. 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. 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. 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. La représente schématiquement un convertisseur catalytique 8 selon un troisième mode de réalisation. 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. 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. 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. Le réceptacle 50 comprend une ouverture d’extraction 52 de condensat débouchant dans la portion centrale 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. Le réceptacle 50 comprend une première paroi longitudinale 54 formée par le premier conduit d’évacuation 20 de la portion amont 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. 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. 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. 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. 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. Ainsi, les condensats ne rentrent pas en contact avec le capteur 46 limitant les risques de casse du capteur 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. Convertisseur catalytique (8) pour véhicule automobile (2) comprenant 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) comprenant au moins un réceptacle (28, 50) fermé, caractérisé en ce que le réceptacle (28, 50) fermé est 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 comprend une ouverture d’extraction (30, 52) 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). Convertisseur catalytique (8) selon la revendication 1, dans lequel la portion d’extrémité est une portion d’extrémité amont (12) solidaire de la portion centrale et destiné à être reliée au moteur thermique (4) du véhicule (2) de sorte que les gaz d’échappement s’écoulent dans la portion centrale (14) par la portion d’extrémité amont (12). Convertisseur catalytique (8) selon la revendication 1, dans lequel la portion d’extrémité est une portion d’extrémité aval (16) solidaire de la portion centrale (14) de sorte que les gaz d’échappement s’échappent de la portion centrale (14) par la portion d’extrémité aval (16). Convertisseur catalytique (8) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la portion d’extrémité (12, 16) comprend un conduit d’évacuation (18, 20) des gaz d’échappement relié à la portion centrale (14), une première paroi longitudinale (38, 54) du réceptacle (28, 50) épousant le conduit d’évacuation (18, 20). Convertisseur catalytique (8) selon la revendication 4, dans lequel la première paroi longitudinale (38, 54) du réceptacle (28, 50) est formée par le conduit (18, 20). Convertisseur catalytique (8) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel la portion centrale (14) est cylindrique, le réceptacle (28, 50) comprenant une deuxième paroi longitudinale (40, 56) prolongeant une partie de la surface latérale (42) de la portion centrale (14) cylindrique. Système de traitement (6) de gaz d’échappement pour véhicule automobile (2) comprenant un convertisseur catalytique (8) selon l’une des revendications 1 à 6, et un capteur (10, 46) de composition des gaz d’échappement disposé dans l’ouverture (24, 44) pour analyser au moins un composant des gaz d’échappement. Système de traitement (6) selon la revendication 7, dans lequel le capteur (10) analyse un taux d’oxygène. Véhicule automobile (2) comprenant un moteur thermique (4) caractérisé en ce qu’il comprend un système de traitement (6) de gaz d’échappement selon l’une des revendications 7 ou 8. Véhicule automobile (2) selon la revendication 9, dans lequel 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, 50) est inférieure à la distance minimale entre le plan de contact (32) et l’ouverture (24, 44), le plan de contact (32) passant par les surfaces de contact des roues (34) du véhicule (2) avec une chaussée (36) sur laquelle évolue le véhicule (2).