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FR2718188A1 - Exhaust device for internal combustion engine. - Google Patents

Exhaust device for internal combustion engine. Download PDF

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FR2718188A1
FR2718188A1 FR9403863A FR9403863A FR2718188A1 FR 2718188 A1 FR2718188 A1 FR 2718188A1 FR 9403863 A FR9403863 A FR 9403863A FR 9403863 A FR9403863 A FR 9403863A FR 2718188 A1 FR2718188 A1 FR 2718188A1
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FR
France
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monolith
exhaust
internal combustion
combustion engine
envelope
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FR9403863A
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French (fr)
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FR2718188B1 (en
Inventor
Pillon Robert
Chapuis Arnaud
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Renault SA
Original Assignee
Renault SA
Regie Nationale des Usines Renault
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Publication date
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Abstract

Dispositif d'échappement d'un moteur à combustion interne, comprenant des tubulures d'échappement (2a, 2b, 2c, 2d) fixées à la sortie des cylindres correspondants du moteur et débouchant dans un conduit commun (3) et un pot catalytique (4) du type comportant une enveloppe externe oblongue (41) canalisant les gaz et contenant un monolithe (7) pour le traitement des gaz comportant de multiples canaux (8) disposés axialement et revêtus de substances catalytiques, caractérisé en ce que ladite enveloppe (41) définit en amont du monolithe (7) une cavité (6) dans laquelle débouche ledit conduit commun (3) selon une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinale de l'enveloppe (41) et en ce que des parois déflectrices (51, 52) destinées à répartir le flux des gaz d'échappement sur toute la section d'entrée du monolithe (7) sont logées à l'intérieur de cette cavité (6).Exhaust device of an internal combustion engine, comprising exhaust pipes (2a, 2b, 2c, 2d) fixed at the outlet of the corresponding cylinders of the engine and opening into a common conduit (3) and a catalytic converter ( 4) of the type comprising an oblong external envelope (41) channeling the gases and containing a monolith (7) for the treatment of gases comprising multiple channels (8) arranged axially and coated with catalytic substances, characterized in that said envelope (41 ) defines upstream of the monolith (7) a cavity (6) into which opens said common conduit (3) in a direction substantially perpendicular to the longitudinal axis of the envelope (41) and in that deflecting walls (51, 52) intended to distribute the flow of exhaust gases over the entire inlet section of the monolith (7) are housed inside this cavity (6).

Description

DISPOSITIF D'ECHAPPENENT POUR MOTEUR A
COMBUSTION INTERNE
La présente invention concerne un dispositif d'échappement des gaz de combustion d'un moteur à combustion interne équipant notamment un véhicule automobile. La présente invention se rapporte plus particulièrement à un dispositif d'échappement utilisant un dispositif pour purifier les gaz d'échappement par conversion catalytique.
EXHAUST DEVICE FOR A MOTOR
INTERNAL COMBUSTION
The present invention relates to a device for exhausting combustion gases from an internal combustion engine fitted in particular to a motor vehicle. The present invention relates more particularly to an exhaust device using a device for purifying the exhaust gases by catalytic conversion.

D'une façon générale les normes concernant la pollution des moteurs à combustion interne équipant les véhicules automobiles se sévérisent chaque jour davantage dans l'ensemble des pays industrialisés. L'industrie automobile est donc aujourd'hui toute entière mobilisée à trouver des solutions techniques pour répondre à ces contraintes et ce sans trop pénaliser ni les performances des moteurs ni leur prix de revient. In general, the standards concerning the pollution of internal combustion engines fitted to motor vehicles are becoming more and more severe every day in all industrialized countries. The automotive industry is therefore today fully mobilized to find technical solutions to meet these constraints without penalizing either the performance of the engines or their cost price.

Pour lutter contre l'émission des gaz polluants, l'industrie automobile a adopté l'utilisation de dispositifs d'échappement traitant par conversion catalytique les composants nocifs des gaz d'échappement. Ces dispositifs encore appelés pots catalytiques permettent en effet l'oxydation des hydrocarbures imbrûlés HC et du monoxyde de carbone CO ainsi que la réduction des oxydes d'azote Nox. Ces réactions sont en effet toutes fortement accélérées par la présence de catalyseurs de sorte qu'elles peuvent s'accomplir pendant le bref temps de passage des gaz d'échappement à travers le pot. To fight against the emission of polluting gases, the automobile industry has adopted the use of exhaust devices treating by catalytic conversion the harmful components of the exhaust gases. These devices, also called catalytic converters, in fact allow the oxidation of unburnt hydrocarbons HC and carbon monoxide CO as well as the reduction of nitrogen oxides Nox. These reactions are in fact all greatly accelerated by the presence of catalysts so that they can be accomplished during the short passage time of the exhaust gases through the pot.

Toutefois, la conversion catalytique des polluants ne s'amorce que lorsque les catalyseurs ont atteint une certaine température, en générale supérieure à 300"C. I1 en résulte que, lors des démarrages des moteurs, la température des gaz d'échappement n'est pas suffisante pour amorcer les réactions chimiques, il s'ensuit donc une phase plus ou moins longue pendant laquelle les polluants émis par le moteur ne sont pas ou insuffisamment traités. On peut ainsi estimer que 80 à 90% des particules sont émises pendant les deux premières minutes de fonctionnement du moteur. However, the catalytic conversion of pollutants does not start until the catalysts have reached a certain temperature, generally higher than 300 "C. It follows that, when the engines are started, the temperature of the exhaust gases is not not sufficient to initiate chemical reactions, there follows a more or less long phase during which the pollutants emitted by the engine are not or insufficiently treated. We can thus estimate that 80 to 90% of the particles are emitted during the two first minutes of engine operation.

Différentes solutions ont été proposées pour pallier à cet inconvénient. On peut citer les systèmes d'injection d'air à l'échappement pour provoquer la post-combustion des gaz d'échappement et accélérer la montée en température du pot catalytique. On peut également citer les moyens de chauffage ou préchauffage électriques ou électromagnétiques des pots catalytiques tels que décrits dans les demandes de brevet WO-A-90/14507,
WO-A-92/02714 ou encore EP-A-465.184. Le document WON9O/02250 prévoit quant à lui l'utilisation d'un catalyseur dit de démarrage chauffé utilisé uniquement tant que les gaz d'échappement n'ont pas atteint une température suffisante, des moyens déflecteurs de courant dirigeant les gaz d'échappement en fonction de leur température vers le catalyseur de démarrage ou dans une voie de contournement. Ces différentes solutions ont pour inconvénients d'impliquer des modes de réalisation onéreux et de nécessiter pour fonctionner un apport d'énergie plus ou moins important.
Different solutions have been proposed to overcome this drawback. Mention may be made of exhaust air injection systems to cause the post-combustion of exhaust gases and accelerate the temperature rise of the catalytic converter. Mention may also be made of the electrical or electromagnetic heating or preheating means for the catalytic converters as described in patent applications WO-A-90/14507,
WO-A-92/02714 or even EP-A-465.184. Document WON9O / 02250 provides for the use of a so-called heated starting catalyst used only as long as the exhaust gases have not reached a sufficient temperature, current deflector means directing the exhaust gases in depending on their temperature to the starting catalyst or in a bypass. The drawbacks of these different solutions are that they involve expensive embodiments and require more or less energy to operate.

Une autre solution pour accélérer la montée en température du catalyseur consiste à rapprocher ce dernier des chambres de combustion de façon à limiter les pertes thermiques et à conserver une température élevée aux gaz d'échappement entrant dans le pot catalytique. Cette dernière solution particulièrement peu coûteuse puisqu'aucun dispositif supplémentaire n'est nécessaire, s'avère toutefois difficile à mettre en oeuvre du fait des dimensions relativement importantes des pots catalytiques. Another solution to accelerate the temperature rise of the catalyst consists in bringing the latter closer to the combustion chambers so as to limit the heat losses and to keep a high temperature for the exhaust gases entering the catalytic converter. The latter particularly inexpensive solution since no additional device is necessary, however proves difficult to implement because of the relatively large dimensions of the catalytic converters.

Un pot catalytique est composé en effet classiquement, d'une enveloppe délimitant un volume clos insérée dans la ligne d'échappement. Cette enveloppe présente, dans le sens de l'écoulement des gaz d'échappement, une extrémité d'entrée de forme tronconique divergente, un corps cylindrique ou ovale, où est positionné une structure de traitement des gaz formée par un réacteur métallique ou céramique, encore appelé monolithe, comportant une pluralité de canaux axiaux disposés en nid d'abeilles et revêtus de substances catalytiques, et une extrémité de sortie de forme tronconique divergente.  A catalytic converter is in fact conventionally composed of an envelope delimiting a closed volume inserted in the exhaust line. This envelope has, in the direction of flow of the exhaust gases, an inlet end of divergent frustoconical shape, a cylindrical or oval body, where a gas treatment structure is positioned formed by a metallic or ceramic reactor, also called monolith, comprising a plurality of axial channels arranged in honeycomb and coated with catalytic substances, and an outlet end of frustoconical shape.

Le divergent d'entrée a pour fonction de répartir de façon sensiblement homogène les gaz d'échappement sur la surface frontale du monolithe et d'éviter ainsi un vieillissement prématuré et hétérogène du catalyseur du à une mauvaise répartition des gaz d'échappement dans le monolithe. Les dimensions du divergent qui sont généralement imposées par la section du monolithe s'opposent donc au rapprochement du monolithe des chambres de combustion, notamment lorsque ce dernier a une forte section. The function of the inlet divergent is to distribute the exhaust gases in a substantially homogeneous manner over the front surface of the monolith and thus to prevent premature and heterogeneous aging of the catalyst due to poor distribution of the exhaust gases in the monolith. . The dimensions of the divergent which are generally imposed by the section of the monolith therefore oppose the approximation of the monolith of the combustion chambers, in particular when the latter has a large section.

L'objet de la présente invention est donc de permettre le rapprochement du catalyseur des chambres de combustion en modifiant la forme du pot catalytique de façon à réduire la longueur de ce dernier en amont du monolithe et ce de façon particulièrement simple et économique. The object of the present invention is therefore to allow the bringing together of the catalyst of the combustion chambers by modifying the shape of the catalytic converter so as to reduce the length of the latter upstream of the monolith and this in a particularly simple and economical manner.

Le dispositif d'échappement selon l'invention pour épurer les gaz d'échappement d'un moteur à combustion comprend des tubulures d'échappement fixées à la sortie des cylindres correspondants du moteur et débouchant dans un conduit commun et un pot catalytique du type comportant une enveloppe externe oblongue canalisant les gaz et contenant un monolithe pour le traitement des gaz comportant de multiples canaux disposés axialement et revêtus de substances catalytiques. The exhaust device according to the invention for purifying the exhaust gases of a combustion engine comprises exhaust pipes fixed at the outlet of the corresponding cylinders of the engine and opening into a common duct and a catalytic converter of the type comprising an oblong outer casing channeling the gases and containing a monolith for the treatment of gases comprising multiple channels arranged axially and coated with catalytic substances.

Selon l'invention, le dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne est caractérisé en ce que l'enveloppe définit en amont du monolithe une cavité dans laquelle débouche le conduit commun selon une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinale de l'enveloppe et en ce que des parois déflectrices destinées à répartir le flux des gaz d'échappement sur toute la section d'entrée du monolithe sont logées à l'intérieur de cette cavité. According to the invention, the exhaust device for an internal combustion engine is characterized in that the casing defines, upstream of the monolith, a cavity into which the common conduit opens in a direction substantially perpendicular to the longitudinal axis of the casing. and in that deflecting walls intended to distribute the flow of the exhaust gases over the entire inlet section of the monolith are housed inside this cavity.

Selon une autre caractéristique du dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne objet de l'invention, la cavité s'étendant en amont du monolithe de traitement a une section uniforme correspondant sensiblement à celle de ce dernier et une longueur axiale réduite. According to another characteristic of the exhaust device for internal combustion engine object of the invention, the cavity extending upstream of the treatment monolith has a uniform section corresponding substantially to that of the latter and a reduced axial length.

Selon une autre caractéristique du dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne objet de l'invention, les parois déflectrices destinées à répartir le flux des gaz d'échappement sur toute la section d'entrée du monolithe sont de formes hélicoïdales. According to another characteristic of the exhaust device for an internal combustion engine which is the subject of the invention, the deflecting walls intended to distribute the flow of the exhaust gases over the entire inlet section of the monolith are of helical shapes.

Selon une autre caractéristique du dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne objet de l'invention, les parois déflectrices destinées à répartir le flux des gaz d'échappement sur toute la section d'entrée du monolithe de traitement sont directement solidarisées à la paroi intérieure de l'enveloppe. According to another characteristic of the exhaust device for an internal combustion engine object of the invention, the deflector walls intended to distribute the flow of exhaust gases over the entire inlet section of the treatment monolith are directly secured to the wall inside of the envelope.

Selon une autre caractéristique du dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne objet de l'invention, les parois déflectrices destinées à répartir le flux des gaz d'échappement sur toute la section d'entrée du monolithe de traitement sont solidarisées à la section d'entrée de ce dernier. According to another characteristic of the exhaust device for an internal combustion engine which is the subject of the invention, the deflector walls intended to distribute the flow of the exhaust gases over the entire inlet section of the treatment monolith are secured to the section d entry of the latter.

On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé, sur lesquels
la figure 1 est une vue schématique en coupe partielle et en perspective d'un dispositif d'échappement selon l'invention
la figure 2 est une vue de détail de la figure 1 précisant le fonctionnement du dispositif d'échappement selon l'invention.
The aims, aspects and advantages of the present invention will be better understood from the description given below of an embodiment of the invention, given by way of nonlimiting example, with reference to the attached drawing, on which ones
Figure 1 is a schematic view in partial section and in perspective of an exhaust device according to the invention
Figure 2 is a detail view of Figure 1 detailing the operation of the exhaust device according to the invention.

Le dispositif d'échappement selon l'invention est plus particulièrement destiné à venir équiper un moteur à combustion interne non figuré de véhicule automobile. Seuls les éléments du dispositif d'échappement nécessaires à la compréhension de l'invention ont été figurés. Pour faciliter la compréhension des figures, les mêmes éléments portent les mêmes références d'une figure à l'autre. The exhaust device according to the invention is more particularly intended to come to equip an internal combustion engine, not shown, of a motor vehicle. Only the elements of the exhaust device necessary for understanding the invention have been shown. To facilitate understanding of the figures, the same elements have the same references from one figure to another.

Le dispositif d'échappement présenté sur les figures, équipe un moteur à combustion interne, à quatre cylindres en ligne, disposé par exemple transversalement dans le compartiment avant d'un véhicule automobile.  The exhaust device presented in the figures equips an internal combustion engine, with four in-line cylinders, arranged for example transversely in the front compartment of a motor vehicle.

Le dispositif d'échappement comprend à son extrémité amont, dans le sens de l'écoulement des gaz brûlés, un collecteur 2 présentant quatre tubulures respectivement 2a, 2b, 2c, 2d assurant l'évacuation des gaz brûlés de chacun des cylindres du moteur 1 et qui sont directement fixés à la culasse de ce dernier par l'intermédiaire d'une bride de fixation 1. Ces tubulures sont conformées pour déboucher conjointement dans un conduit de liaison commun 3 conduisant les gaz à l'entrée d'un réacteur ou pot catalytique 4, les gaz étant ensuite rejetés à l'atmosphère à la sortie de la ligne d'échappement 10. The exhaust device comprises at its upstream end, in the direction of the flow of the burnt gases, a manifold 2 having four pipes respectively 2a, 2b, 2c, 2d ensuring the evacuation of the burnt gases from each of the cylinders of the engine 1 and which are directly fixed to the cylinder head of the latter by means of a fixing flange 1. These pipes are shaped to lead jointly into a common connecting pipe 3 leading the gases to the inlet of a reactor or pot catalytic 4, the gases then being discharged into the atmosphere at the outlet of the exhaust line 10.

Le pot catalytique 4 est formé par une enveloppe oblongue 41 de section circulaire ou elliptique canalisant les gaz d'échappement. Elle est raccordée en amont au conduit 3 et en aval à la ligne d'échappement 10 et elle contient un (ou plusieurs) filtre monolithe de traitement 7 connu sous l'appellation corps à nid d'abeilles, qui se compose classiquement d'un bloc cylindrique de section circulaire ou elliptique correspondant sensiblement à celle de l'enveloppe de façon à occuper toute la largeur du passage. Ce monolithe 7, qui est réalisé classiquement en tôle d'acier inoxydable ou en céramique poreuse, définit une multitude de canaux de passage 8 disposés longitudinalement dont les parois sont recouvertes de catalyseur pour permettre le traitement des gaz d'échappement. The catalytic converter 4 is formed by an oblong envelope 41 of circular or elliptical section channeling the exhaust gases. It is connected upstream to the conduit 3 and downstream to the exhaust line 10 and it contains one (or more) monolith filter treatment 7 known under the name honeycomb body, which conventionally consists of a cylindrical block of circular or elliptical section corresponding substantially to that of the envelope so as to occupy the entire width of the passage. This monolith 7, which is conventionally made of stainless steel sheet or porous ceramic, defines a multitude of passage channels 8 arranged longitudinally whose walls are covered with catalyst to allow the treatment of exhaust gases.

La longueur du monolithe 7 est adaptée pour former à l'intérieur de l'enveloppe deux cavités l'une 6 vers l'amont et l'autre 9 vers l'aval dans le sens de l'écoulement des gaz d'échappement. The length of the monolith 7 is adapted to form inside the envelope two cavities, one 6 upstream and the other 9 downstream in the direction of flow of the exhaust gases.

L'extrémité aval 9 définit une extrémité de sortie sensiblement convergente tandis que la cavité amont 6 définit une extrémité d'entrée sensiblement cylindrique de hauteur réduite, délimitée axialement par la paroi d'extrémité 42 de l'enveloppe 41 et par la section d'entrée du monolithe 7.The downstream end 9 defines a substantially convergent outlet end while the upstream cavity 6 defines a substantially cylindrical inlet end of reduced height, axially delimited by the end wall 42 of the casing 41 and by the section of entrance to the monolith 7.

Le conduit commun 3 débouche dans la cavité amont 6 par un orifice d'admission agencé dans la paroi de l'enveloppe 41 de façon à introduire les gaz d'échappement selon une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinale de l'enveloppe 41 et du monolithe 7. Des parois déflectrices 51 et 52 sont disposées dans la cavité 6 pour répartir le flux des gaz d'échappement débouchant du conduit 3 sur toute la section d'entrée du monolithe 7. The common conduit 3 opens into the upstream cavity 6 through an inlet orifice arranged in the wall of the envelope 41 so as to introduce the exhaust gases in a direction substantially perpendicular to the longitudinal axis of the envelope 41 and of the monolith 7. Deflecting walls 51 and 52 are arranged in the cavity 6 to distribute the flow of the exhaust gases emerging from the duct 3 over the entire inlet section of the monolith 7.

La figure 2 précise la forme des parois déflectrices 51 et 52 et leur action sur l'écoulement des gaz d'échappement. Les gaz d'échappement sortant du conduit 3 sont dirigés par les parois sensiblement hélicoïdales 51 et 52 sur toute la section du monolithe 7. Cette disposition permet donc d'assurer une répartition homogène des gaz d'échappement dans le monolithe 7 et de supprimer le divergent d'entrée existant sur les pots catalytiques de l'art antérieur. La hauteur extrêmement réduite de la cavité 6 (NDR à l'attention des inventeurs : donner des exemples en liaison notamment avec les dimensions du monolithe) permet de diminuer la longueur du trajet des gaz d'échappement en amont du monolithe et limite donc le refroidissement de ces derniers. Figure 2 specifies the shape of the deflector walls 51 and 52 and their action on the flow of exhaust gases. The exhaust gases leaving the duct 3 are directed by the substantially helical walls 51 and 52 over the entire section of the monolith 7. This arrangement therefore makes it possible to ensure a homogeneous distribution of the exhaust gases in the monolith 7 and to eliminate the divergent entry existing on the catalytic converters of the prior art. The extremely reduced height of the cavity 6 (NDR for the attention of the inventors: give examples in connection in particular with the dimensions of the monolith) makes it possible to reduce the length of the path of the exhaust gases upstream of the monolith and therefore limits the cooling of these.

Les parois déflectrices 51 ou 52 destinées à répartir le flux des gaz d'échappement sur toute la section d'entrée du monolithe 7 sont solidarisées soit à la surface intérieure de la paroi d'extrémité 42 de façon à s'étendre en saille à l'intérieure de la cavité 6 selon une direction sensiblement axiale soit encore directement à la section d'entrée du monolithe 7. The deflecting walls 51 or 52 intended to distribute the flow of the exhaust gases over the entire inlet section of the monolith 7 are secured either to the interior surface of the end wall 42 so as to extend in projection to the interior of the cavity 6 in a substantially axial direction, even directly at the inlet section of the monolith 7.

L'action des parois déflectrices qui engendrent une certaine rotation des gaz combinée au changement de direction engendrée par l'introduction des gaz . perpendiculairement aux canaux de passage 8 du monolithe 7, provoque la formation de tourbillons hélicoïdaux évoluant parallèlement à l'axe de l'enveloppe 41 générant une turbulence encore appelée "swirl" qui perdure durant la traversée des canaux de passage 8 du monolithe 7. Ce mouvement tourbillonnaire des gaz contribue à améliorer la catalyse en favorisant les contacts entre les gaz et le catalyseur contrairement aux pots catalytiques selon l'art antérieur à divergent d'entrée dans lesquels l'écoulement à travers le monolithe est essentiellement laminaire. The action of the deflecting walls which generate a certain rotation of the gases combined with the change of direction caused by the introduction of the gases. perpendicular to the passage channels 8 of the monolith 7, causes the formation of helical vortices evolving parallel to the axis of the envelope 41 generating a turbulence also called "swirl" which lasts during the crossing of the passage channels 8 of the monolith 7. This swirling movement of the gases contributes to improving the catalysis by promoting the contacts between the gases and the catalyst, unlike the catalytic converters according to the prior art with divergent inlet in which the flow through the monolith is essentially laminar.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and illustrated, which has been given only by way of example.

Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. On the contrary, the invention includes all the technical equivalents of the means described and their combinations if these are carried out according to the spirit.

Ainsi, il est possible de perfectionner la forme et le nombre des parois déflectrices 51,52 en fonction des dimensions de l'orifice d'introduction des gaz d'échappement dans la cavité amont 6 et de la section d'entrée du monolithe 7 pour optimiser la répartition des gaz sur cette dernière. Thus, it is possible to perfect the shape and the number of deflecting walls 51, 52 as a function of the dimensions of the orifice for introducing the exhaust gases into the upstream cavity 6 and of the inlet section of the monolith 7 for optimize the distribution of gases on the latter.

Ainsi, il également possible d'améliorer la répartition des gaz d'échappement sur la section d'entrée du monolithe 7 en combinant à l'action des parois déflectrices l'action de la paroi d'extrémité 42 notamment en lui donnant une forme en "toit" faisant évoluer la hauteur de la cavité entre un maximum au droit de l'orifice d'introduction des gaz à un minimum à l'opposé dudit orifice.  Thus, it is also possible to improve the distribution of the exhaust gases on the inlet section of the monolith 7 by combining with the action of the deflecting walls the action of the end wall 42 in particular by giving it a shape in "roof" changing the height of the cavity between a maximum at the right of the gas introduction orifice to a minimum opposite said orifice.

Claims (1)

REVENDICATIONS [1] Dispositif d'échappement d'un moteur à combustion interne, comprenant des tubulures d'échappement (2a,2b,2c,2d) fixées à la sortie des cylindres correspondants du moteur et débouchant dans un conduit commun (3) et un pot catalytique (4) du type comportant une enveloppe externe oblongue (41) canalisant les gaz et contenant un monolithe (7) pour le traitement des gaz comportant de multiples canaux (8) disposés axialement et revêtus de substances catalytiques, caractérisé en ce que ladite enveloppe (41) définit en amont du monolithe (7) une cavité (6) dans laquelle débouche ledit conduit commun (3) selon une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinale de l'enveloppe (41) et en ce que des parois déflectrices (51,52) destinées à répartir le flux des gaz d'échappement sur toute la section d'entrée du monolithe (7) sont logées à l'intérieur de cette cavité (6). CLAIMS [1] Exhaust device of an internal combustion engine, comprising exhaust pipes (2a, 2b, 2c, 2d) fixed at the outlet of the corresponding cylinders of the engine and opening into a common conduit (3) and a catalytic converter (4) of the type comprising an oblong external envelope (41) channeling the gases and containing a monolith (7) for the treatment of gases comprising multiple channels (8) arranged axially and coated with catalytic substances, characterized in that said envelope (41) defines upstream of the monolith (7) a cavity (6) into which opens said common conduit (3) in a direction substantially perpendicular to the longitudinal axis of the envelope (41) and in that walls deflectors (51,52) intended to distribute the flow of exhaust gases over the entire inlet section of the monolith (7) are housed inside this cavity (6). [2] Dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite cavité (6) s'étendant en amont du monolithe (7) a une section uniforme correspondant sensiblement à celle du monolithe (7) et une longueur axiale réduite. [2] Exhaust device for internal combustion engine according to claim 1, characterized in that said cavity (6) extending upstream of the monolith (7) has a uniform section corresponding substantially to that of the monolith (7) and reduced axial length. [3] Dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que lesdites parois déflectrices (51,52) destinées à répartir le flux des gaz d'échappement sur toute la section d'entrée du monolithe (7) sont de formes hélicoïdales.[3] Exhaust device for internal combustion engine according to any one of claims 1 to 2, characterized in that said deflecting walls (51,52) intended to distribute the flow of exhaust gases over the entire section d entry of the monolith (7) are helical in shape. [4] Dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites parois déflectrices (51,52) destinées à répartir le flux des gaz d'échappement sur toute la section d'entrée du monolithe (7) sont solidarisées à la paroi intérieure de l'enveloppe (41).[4] Exhaust device for internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said deflecting walls (51,52) intended to distribute the flow of exhaust gases over the entire section d 'entry of the monolith (7) are secured to the inner wall of the envelope (41). [5] Dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites parois déflectrices (51,52) destinées à répartir le flux des gaz d'échappement sur toute la section d'entrée du monolithe (7) sont solidarisées à la section d'entrée du monolithe (7). [5] Exhaust device for internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said deflector walls (51,52) intended to distribute the flow of exhaust gases over the entire section d entry of the monolith (7) are secured to the entry section of the monolith (7).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010065637A1 (en) * 2008-12-02 2010-06-10 Donaldson Company, Inc. Baffle for distribution of exhaust flow
US7997071B2 (en) 2004-10-01 2011-08-16 Donaldson Company, Inc. Exhaust flow distribution device
US8110151B2 (en) 2006-04-03 2012-02-07 Donaldson Company, Inc. Exhaust flow distribution device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2422029A1 (en) * 1978-04-08 1979-11-02 Fuji Heavy Ind Ltd INTERNAL COMBUSTION ENGINE EXHAUST GAS PURIFICATION DEVICE
JPS5872613A (en) * 1981-10-26 1983-04-30 Toyota Motor Corp Exhaust manifold for automobile engines
JPS60169619A (en) * 1984-02-13 1985-09-03 Mazda Motor Corp Exhaust gas purification device for car mount engine
DE3536315A1 (en) * 1985-10-11 1987-04-16 Sueddeutsche Kuehler Behr Catalyst arrangement for the purification of exhaust gases, in particular of an internal combustion engine
EP0514326A1 (en) * 1991-05-02 1992-11-19 Scambia Industrial Developments Aktiengesellschaft Catalyst for the catalytic treatment of exhaust gas

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2422029A1 (en) * 1978-04-08 1979-11-02 Fuji Heavy Ind Ltd INTERNAL COMBUSTION ENGINE EXHAUST GAS PURIFICATION DEVICE
JPS5872613A (en) * 1981-10-26 1983-04-30 Toyota Motor Corp Exhaust manifold for automobile engines
JPS60169619A (en) * 1984-02-13 1985-09-03 Mazda Motor Corp Exhaust gas purification device for car mount engine
DE3536315A1 (en) * 1985-10-11 1987-04-16 Sueddeutsche Kuehler Behr Catalyst arrangement for the purification of exhaust gases, in particular of an internal combustion engine
EP0514326A1 (en) * 1991-05-02 1992-11-19 Scambia Industrial Developments Aktiengesellschaft Catalyst for the catalytic treatment of exhaust gas

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 10, no. 6 (M - 445)<2063> 11 January 1986 (1986-01-11) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 7, no. 165 (M - 230)<1310> 20 July 1983 (1983-07-20) *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7997071B2 (en) 2004-10-01 2011-08-16 Donaldson Company, Inc. Exhaust flow distribution device
US8110151B2 (en) 2006-04-03 2012-02-07 Donaldson Company, Inc. Exhaust flow distribution device
US8470253B2 (en) 2006-04-03 2013-06-25 Donaldson Company, Inc. Exhaust flow distribution device
WO2010065637A1 (en) * 2008-12-02 2010-06-10 Donaldson Company, Inc. Baffle for distribution of exhaust flow

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