FR2936009A1

FR2936009A1 - Dispositif compact de purification des gaz d'echappement, ligne d'echappement et vehicule automobile le comportant.

Info

Publication number: FR2936009A1
Application number: FR0856258A
Authority: FR
Inventors: Philippe Nappez; Gerard Lerdung; Jacques Sans
Original assignee: Faurecia Systemes dEchappement SAS
Current assignee: Faurecia Systemes dEchappement SAS
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2010-03-19
Anticipated expiration: 2028-09-17
Also published as: FR2936009B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif de purification des gaz d'échappement (10) d'un moteur thermique, du type comprenant une enveloppe externe (12) définissant, le long d'un axe A, un conduit de passage des gaz d'échappement ; un substrat de purification des gaz (16), logé à l'intérieur de l'enveloppe externe et comportant des faces d'extrémité amont (33) et aval (34) disposées transversalement audit axe ; et, des moyens de maintien (18, 19) solidaires de l'enveloppe et aptes à coopérer avec au moins une surface d'appui (40, 43) du substrat pour bloquer axialement le substrat par rapport à l'enveloppe. La surface d'appui (40, 43) est portée par une face latérale (36) du substrat (16) et est située axialement en retrait des faces d'extrémité amont et aval du substrat en vue de réduire la saillie axiale des moyens de maintien.

Description

Dispositif compact de purification des qaz d'échappement, liqne d'échappement et véhicule automobile le comportant La présente invention concerne les dispositifs de purification intégrés dans des lignes d'échappement pour des moteurs thermiques, notamment pour véhicule automobile. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de purification des gaz d'échappement d'un moteur thermique, du type comprenant : - une enveloppe externe définissant, le long d'un axe, un conduit de passage des gaz d'échappement ; - un substrat de purification des gaz, logé à l'intérieur de l'enveloppe externe et comportant des faces d'extrémité amont et aval, disposées sensiblement transversalement audit axe ; et, - des moyens de maintien solidaires de l'enveloppe et aptes à coopérer avec au moins une surface d'appui du substrat pour bloquer axialement le substrat par rapport à l'enveloppe.

Les gaz d'échappement exercent des forces longitudinales sur le substrat. En effet, le substrat offre une résistance au passage des gaz qui circulent à travers le dispositif de purification. Cette résistance est parfois importante. Ainsi, dans le cas où le substrat est un filtre à particules, les particules de suies emportées par les gaz d'échappement sont piégées par le filtre. Elles peuvent, à terme, bloquer certains canaux du filtre, contribuant à augmenter davantage la résistance du filtre à l'écoulement des gaz d'échappement. De plus, par exemple au cours d'un changement du régime moteur, le dispositif de purification peut être le siège de variations de pression importantes entre son côté amont et son côté aval et donc à des sollicitations longitudinales importantes.

De plus, les vibrations du groupe moto-propulseur se propagent dans le dispositif de purification des gaz et appliquent des efforts longitudinaux supplémentaires sur le substrat, catalyseur et/ou filtre à particules. Le substrat doit donc être bloqué longitudinalement par des moyens de maintien adaptés pour ne pas bouger par rapport à l'enveloppe.

Il est connu de maintenir le substrat par des nappes de fibres disposées à l'interface entre le substrat et l'enveloppe. Les dimensions relatives du substrat et de l'enveloppe sont adaptées pour compresser la nappe de manière à générer des forces de frottement suffisantes sur la face latérale du substrat pour bloquer en position le substrat à l'intérieur de l'enveloppe. Dans un environnement d'installation de la ligne d'échappement fortement contraint géométriquement, on utilise des substrats courts dont la longueur est inférieure ou égale à environ 5 cm (2 pouces). La face latérale du substrat, en regard de la face intérieure de l'enveloppe, possède alors une surface trop faible pour que soient générées des forces de frottement suffisantes au maintien du substrat dans l'enveloppe. Il est alors connu de maintenir le substrat par des joints périphériques d'extrémité formant cales de blocage.

Ainsi, le document FR 2 904 658 divulgue un dispositif du type précité comportant deux joints périphériques à section en L . Ils sont respectivement disposés autour des arêtes d'extrémité amont et aval du substrat qui relient la face latérale et l'une des faces d'extrémité amont et aval du substrat. Un joint en L comporte une aile disposée axialement contre la face latérale du substrat, et une aile disposée radialement contre une des faces d'extrémité du substrat. Les faces d'extrémité amont et aval du substrat constituent ainsi des surfaces d'appui avec lesquelles les joints en L coopèrent pour bloquer longitudinalement le substrat. L'encombrement lié à la mise en oeuvre des joints en L pénalise la longueur du dispositif de purification. Ainsi, l'épaisseur de l'aile radiale d'un joint étant d'environ 3 mm, la présence de deux joints allonge le dispositif de purification de 3 mm au-delà de chacune des faces d'extrémité amont et aval du substrat. Il faut en plus tenir compte de l'épaisseur de l'enveloppe, car la paroi de celle-ci est rabattue radialement vers l'axe pour former des collerettes aux extrémités amont et aval de l'enveloppe de manière à contraindre les joints.

L'encombrement longitudinal du dispositif de purification peut, de plus, gêner l'implantation de sondes de mesure de l'efficacité du dispositif de purification. L'invention a donc pour but de pallier aux problèmes précités. Pour cela, l'invention a pour objet un dispositif de purification des gaz d'échappement du type précité, pour lequel la surface d'appui est portée par une face latérale du substrat et est située axialement en retrait des faces d'extrémité amont et aval du substrat.

Suivant des modes particuliers de l'invention, le dispositif de purification des gaz d'échappement comporte une plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - les moyens de maintien sont adaptés pour être axialement en retrait des faces d'extrémité amont et aval du substrat, - le substrat présente un relief, faisant saillie radialement à l'écart de l'axe A, le relief portant une surface d'appui amont et une surface d'appui aval, - le relief est une pièce rapportée sur une partie formant noyau du substrat, - le relief est en un matériau similaire à celui du noyau, - il comporte un collet comportant des faces transversales amont et aval formant des surfaces d'appui amont et aval, - la face latérale du substrat présente un évidement, en dépression radialement vers l'intérieur par rapport à la face latérale du substrat, l'évidement portant ladite au moins une surface d'appui, - l'évidement est une gorge, - l'évidement est un épaulement sur l'une des faces d'extrémité amont et aval du substrat, la face radiale de fond de l'épaulement définissant ladite surface d'appui, - les moyens de maintien comportent un joint périphérique ayant au moins une aile venant en appui de ladite au moins une surface d'appui, - le joint a un profil en L et comporte une aile longitudinale disposée entre le substrat et l'enveloppe, et une aile radiale venant en appui contre la surface d'appui de l'épaulement, - le joint a un profil en "U" et comporte un fond formant une aile longitudinale disposée entre le substrat et l'enveloppe, et deux ailes radiales, respectivement amont et aval, venant en appui des surfaces d'appui, respectivement, amont et aval du collet, - l'enveloppe est conformée de manière à présenter un logement de réception du joint pour le solidariser axialement avec l'enveloppe, - les moyens de maintien comportent une protubérance portée par l'enveloppe, faisant saillie radialement vers l'intérieur par rapport à une face intérieure de l'enveloppe, dont la forme est adaptée à la géométrie de l'évidement du substrat, - les moyens de maintien comportent une protubérance portée par l'enveloppe, faisant saillie radialement vers l'extérieur par rapport à une face intérieure de l'enveloppe, dont la forme est adaptée à la géométrie du relief du substrat, - la protubérance est un jonc fixé sur la face intérieure de l'enveloppe et ayant une section complémentaire de celle de la gorge prévue sur le substrat, - la protubérance est réalisée par un rétrécissement de la paroi de l'enveloppe, - il comporte au moins une nappe de fibres compressée entre la face latérale du substrat et l'enveloppe, et - les moyens de maintien coopèrent avec la surface d'appui du substrat via la nappe de fibres. L'invention porte également sur une ligne d'échappement d'un moteur thermique, comportant le dispositif de purification des gaz d'échappement présenté ci-dessus. L'invention porte enfin sur un véhicule équipé d'un moteur thermique et d'une ligne d'échappement, celle-ci comportant le dispositif de purification des gaz d'échappement présenté ci-dessus. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente, en coupe longitudinale, un premier mode de réalisation du dispositif de purification des gaz selon l'invention ; et, - les figures 2 à 5 représentent, respectivement, en demi-coupe longitudinale, différents modes de réalisation alternatifs de l'invention. Une ligne d'échappement d'un véhicule à moteur thermique, tel qu'un véhicule à moteur Diesel, comporte, disposés en série, un collecteur des gaz en sortie du moteur, éventuellement un turbocompresseur, un dispositif de purification des gaz et un silencieux.

La figure 1 illustre un premier mode de réalisation du dispositif de purification des gaz. Le dispositif 10 comprend une enveloppe externe 12, un substrat 16 de traitement des gaz, logé à l'intérieur de l'enveloppe externe 12, et, à l'interface entre le substrat 16 et l'enveloppe 12, d'une part, des moyens de maintien du substrat 16 à l'intérieur de l'enveloppe 12 constitués par deux joints périphériques 18 et 20, et, d'autre part, une nappe de fibres 22. L'enveloppe externe 12 délimite un conduit de passage des gaz d'échappement qui s'étend longitudinalement selon un axe A. Dans tout ce qui suit, les termes amont et aval s'entendent par rapport au sens de circulation des gaz d'échappement dans l'enveloppe 12, indiqué par les flèches sur les figures. L'enveloppe 12 est réalisée en un matériau métallique d'épaisseur e, sensiblement constante. Elle comporte une paroi latérale 21, par exemple cylindrique, d'axe A et de rayon intérieur D, s'étendant sur une longueur L.

L'enveloppe 12 se termine longitudinalement par des collerettes d'extrémité amont 24 et aval 25, disposées transversalement à l'axe A. La collerette d'extrémité amont 24 est en forme de couronne entre un bord circulaire extérieur solidaire de la paroi latérale 21, et un bord circulaire intérieur 26 délimitant une ouverture d'entrée. De manière similaire, la collerette d'extrémité aval 25 est en forme de couronne entre un bord circulaire extérieur et un bord circulaire intérieur 27 délimitant une ouverture de sortie. Le substrat 16 est par exemple un organe de purification du type catalytique, constitué par une structure perméable aux gaz recouverte de métaux catalytiques favorisant l'oxydation des gaz de combustion et/ou la réduction des oxydes d'azote. En variante, le substrat est un filtre à particules. Le substrat est alors réalisé en un matériau de filtration constitué d'une structure monolithique en céramique ou en carbure de silicium ayant une porosité suffisante pour permettre le passage des gaz d'échappement. Le diamètre des pores est choisi suffisamment petit pour assurer une retenue des particules, et notamment des particules de suies, sur une face amont du filtre. Le filtre à particules peut être également réalisé à partir d'une mousse de céramique ou de carbure de silicium. Il peut également être constitué d'un filtre cartouche ou d'un filtre en métal fritté. Le filtre à particules peut comporter par exemple un ensemble de canaux parallèles répartis en un premier groupe de canaux d'entrée et un second groupe de canaux de sortie. Les canaux d'entrée et de sortie sont disposés en quinconce. Les canaux d'entrée débouchent à l'amont du filtre à particule mais sont obturés à l'aval du filtre à particules. Au contraire, les canaux de sortie sont obturés à l'amont du filtre à particules et débouchent à l'aval du filtre à particules. Le substrat 16 est un bloc de matériau de forme cylindrique, apte à être logé à l'intérieur de l'enveloppe externe 12, de manière à ce que son axe coïncide avec l'axe A. Le substrat 16 est délimité, longitudinalement, par une face d'extrémité amont 33 et une face d'extrémité aval 34, et, radialement, par une face latérale 36. Une fois en position à l'intérieur de l'enveloppe 12, les faces d'extrémité 33 et 34 du substrat sont disposées transversalement à l'axe A. Selon le premier mode de réalisation représenté à la figure 1, un épaulement amont 38 est usiné à l'extrémité amont de la face latérale 36 du substrat 16. L'épaulement amont 38 permet de dégager une face axiale amont 39, cylindrique, d'axe A et de rayon réduit d, et une face radiale amont 40 constituant le fond de l'épaulement 38. La distance séparant la face radiale amont 40 et la face d'extrémité amont 33 définit la profondeur h de l'épaulement 38, et la différence entre le rayon D de la face latérale 36 et le rayon d de la face axiale amont 40 définit la largeur I de l'épaulement 38. De manière similaire, l'extrémité aval de la face latérale 36 est usinée de sorte que le substrat 16 est muni d'un épaulement aval 41. L'épaulement aval 41 est délimité par une face axiale aval 42, cylindrique, d'axe A et de rayon réduit d, et une face radiale aval 43.

L'épaulement aval 39 est de profondeur h et de largeur 1. Le rayon d d'un épaulement 38, 41, est légèrement inférieur au rayon du bord intérieur 26, 27 de la collerette 24, 25 située du même côté. Les joints périphériques amont 18 et aval 20 comprennent chacun une ou plusieurs fibres non métalliques, entrelacées selon un motif prédéterminé, notamment tricotées ou tissées. Les joints 18 et 20 sont par exemple constitués par une ou plusieurs fibres de silice, de diamètre compris entre 3 lm et 12 m, de préférence de diamètre d'environ 6 m. Les joints amont 18 et aval 20 sont de forme annulaire avec une section en L . Chaque joint 18, 20, comprend une aile longitudinale 44 et une aile radiale 46. L'aile longitudinale 44 est interposée entre la face latérale 36 du substrat 16 et la face intérieure 48 de l'enveloppe externe 12. L'aile radiale 46 est engagée dans l'épaulement amont 38, respectivement dans l'épaulement aval 39, dont les dimensions sont adaptées à cet effet. Le joint 18 respectivement le joint 20, est contraint axialement, sur son côté amont, respectivement aval, par la collerette 24, 25, de l'enveloppe 12. Ainsi solidarisée à l'enveloppe 12, l'aile radiale 46 du joint amont 18, respectivement du joint aval 20, est mise en appui contre la face radiale amont 40, respectivement la face radiale aval 43. Les faces radiales amont 40 et aval 43 du substrat 16 constituent de ce fait des surfaces d'appui amont et aval pour les moyens de maintien. Les surfaces d'appui sont situées longitudinalement en retrait des faces d'extrémité amont 33 et aval 34 du substrat 16. La profondeur h d'un épaulement 38, 39, est en fait sensiblement égale à la somme de l'épaisseur s de l'aile radiale 46 d'un joint 18, 20, et de l'épaisseur e de la collerette 24, 25, de l'enveloppe 12. De ce fait, les joints 18 et 20 sont également situés en retrait des faces d'extrémité amont 33 et aval 34 du substrat 16. Grâce à cette disposition, le dispositif 10 est rendu compact car sa longueur totale est sensiblement égale à la distance séparant les faces d'extrémité amont et aval du substrat.

Une nappe 22 sert à l'isolation thermique. Elle est située, radialement, entre la face latérale 36 du substrat 16 et la face intérieure 48 de l'enveloppe externe 12 et, longitudinalement, entre les ailes longitudinales 44 des joints 18 et 20. La nappe 22 présente par exemple une épaisseur de l'ordre de 3 mm à 4 mm, sensiblement égale à l'épaisseur des ailes longitudinale 46 des joints 18 et 20. La nappe 22 a une forme générale tubulaire. Elle peut être de type intumescent (XPEAV2 ou ISOMATAV AV5 de UNIFRAX, INTERAM 100 ou INTERAM 600 NC de 3M par exemple) ou de type non intumescent (ECOFLEX 200 OU FLECN263 par exemple). Les nappes de fibres sont choisies de manière à présenter une bonne élasticité à haute température, même après un nombre important de cycles thermiques, c'est-à-dire d'échauffements et de refroidissements successifs du dispositif de purification. Cette élasticité permet de maintenir une pression de serrage du substrat 16 à haute température, en dépit de la dilatation différentielle du substrat 16 et de l'enveloppe externe 12 du dispositif. Dans une variante de réalisation de ce premier mode de réalisation, les joints annulaires amont et aval ont une section rectangulaire. Une face du joint amont, respectivement du joint aval, vient en appui contre la face radiale amont, respectivement aval, du substrat. Cette face du joint possède une longueur égale ou inférieure à l'épaisseur e. Dans cette variante de réalisation, la nappe s'étend axialement depuis la collerette amont jusqu'à la collerette aval de l'enveloppe de manière à entourer à la fois la face latérale du substrat et chacune des faces radialement à l'extérieur des joints amont et aval. Le dispositif de purification peut présenter de multiples modes de réalisation alternatifs. Quatre modes de réalisation alternatifs sont représentés sur les figures 2 à 5. Sur ces figures, un élément identique à un élément constitutif du premier mode de réalisation de la figure 1 est repéré par la même référence, et un élément constitutif similaire à un élément constitutif du premier mode de réalisation est repéré par une référence augmentée respectivement d'une, de deux, de trois et de quatre, centaine(s) par rapport à la référence portée par l'élément similaire du premier mode de réalisation. Sur la figure 2, le substrat 116 comporte un noyau 117, cylindrique d'axe A. Le noyau 117 présente, parallèlement à l'axe A, une face latérale 136, et, perpendiculairement à l'axe A, des faces d'extrémité amont 133 et aval 134.

Un collet 150 est rapporté sur la face latérale 136 du noyau 117 de manière à ce que le substrat 116 présente un relief faisant saillie radialement vers l'extérieur, en direction de l'enveloppe 112. Le collet 150 a une forme annulaire de section rectangulaire. Il présente une face radiale amont 151, une face radiale aval 152, une face longitudinale intérieure 153 et une face longitudinale extérieure 154. La face longitudinale intérieure 153 a un diamètre sensiblement égal au diamètre de la face latérale 136 pour permettre l'insertion du collet 150 autour du noyau 117. Le collet 150 est solidarisé, par exemple par collage sur le noyau 117. Les faces radiales amont 151 et aval 152 constituent des surfaces d'appui amont et aval pour des moyens de maintien. Ceux-ci comportent, dans ce second mode de réalisation, un joint 120 dont la section en "U" est complémentaire de celle du collet 150. Le joint 120 a une partie de fond 144 constituant une aile disposée longitudinalement entre la face longitudinale extérieure 154 du collet 150 et la face intérieure 148 de l'enveloppe 112. Le joint 120 a également une aile radiale amont 146 et une aile radiale aval 147. Les ailes radiales amont 146 et aval 147 du joint 18, 20, viennent en appui contre les faces radiales amont 151 et aval 152 du collet 150.

La paroi latérale 121 de l'enveloppe 112 est conformée de manière à présenter un logement 162 sur sa face intérieure 148. La forme du logement 162 est adaptée pour recevoir le joint 120 et le contraindre axialement et radialement, de sorte qu'il est solidaire de l'enveloppe 112.

Enfin, une nappe amont 122 est disposée à l'interface entre l'enveloppe 112 et le substrat 116 en amont du joint 120, et une nappe aval 123 est disposée à l'interface entre l'enveloppe 112 et le substrat 116, en aval du joint 120. De préférence, le collet 150 est réalisé dans un matériau identique à celui du noyau du substrat 116, mais ne subit pas les étapes consistant à y déposer des métaux catalyseur, contrairement au noyau 117 du substrat 116. En effet, en masquant une fraction de la face d'extrémité amont ou aval du substrat, les joints périphériques en L amont ou aval font écran à la circulation des gaz d'échappement dans les canaux placés à la périphérie du substrat. Ces canaux périphériques ne sont alors d'aucune utilité pour le processus de purification. Or, dans l'art antérieur, ces canaux ont été recouverts de métaux précieux lors de l'imprégnation du matériau constitutif du substrat. On notera que, à encombrement radial identique, c'est-à-dire à rayon extérieur identique, le dispositif selon ce second mode de réalisation offre une plus grande surface de contact entre le substrat et les gaz d'échappement. En effet, le diamètre du substrat 116 est ici plus important. Dans une variante de ce second mode de réalisation, au lieu d'être disposé dans le plan médian du substrat, le collet est décentré . Il est, par exemple, disposé au voisinage de la face d'extrémité aval du substrat. Le dispositif ne comporte avantageusement plus de nappe aval et l'enveloppe est conformée, côté aval, de manière à présenter une collerette de contrainte de joint en U . Dans le troisième mode de réalisation représenté à la figure 3, le substrat 216 comporte un noyau cylindrique 217 et une bague 250 formant une saillie radiale, dirigée vers l'enveloppe 212. La bague 250 présente une section demi-circulaire. Elle est de préférence rapportée sur le noyau 217. Une face diamétrale 251 de la bague 250 est collée sur la face latérale 236 du noyau 217. La bague 250 repose dans un plan transversal médian du substrat 216, à équidistance des faces d'extrémité amont 233 et aval 234. La bague 250 est de préférence réalisée dans un matériau similaire à celui du noyau 217. La face extérieure 251, conformée en arc de cercle, de la bague 250 définit une surface d'appui amont et une surface d'appui aval pour les moyens de maintien du substrat. Dans ce troisième mode de réalisation, le dispositif de purification 210 ne comporte pas de joint périphérique. La fonction de maintien longitudinal du substrat 216 est réalisée par un renfoncement 220, annulaire, de la face intérieure 248 de l'enveloppe 212. La section sensiblement demi-circulaire du renfoncement 220 est adaptée pour recevoir la bague 250 de manière à bloquer longitudinalement le substrat 216. La coopération entre les moyens de maintien et les surfaces d'appui amont et aval définies sur la face extérieure 251 de la bague 250 s'effectue indirectement via une nappe 222, en forme de manchon, disposée à l'interface entre l'enveloppe 212 et le substrat 216. Une fois que la bague 250 est logée à l'intérieur du renfoncement 220 et que, de plus, la nappe 222 est compressée contre la face latérale 236 du substrat 216, ce dernier est maintenu à l'intérieur de l'enveloppe 212.

La figure 4 présente un quatrième mode de réalisation du dispositif de purification selon l'invention. La face latérale 336 du substrat 316 est usinée dans sa partie médiane, de manière à présenter une gorge 350. Sur la figure 4, la section de la gorge 350 est demi-circulaire. Le fond 351 de la gorge 350, en arc de cercle, définit une surface d'appui amont et une surface d'appui aval pour des moyens de maintien du substrat 316. La fonction de maintien est réalisée par un jonc 320, par exemple réalisé en fibres métalliques, formant un anneau de section circulaire sur la face intérieure 348 de l'enveloppe 312. Le jonc 320 est solidarisé à la face intérieure 348 de cette enveloppe, par exemple par soudage, de manière à former une protubérance formant saillie radialement vers le substrat 416. Le diamètre du jonc 320 est égal à celui de la gorge 350 pour permettre l'appui du jonc 320 dans la gorge 350 du substrat 316. La coopération du jonc 320 et de la gorge 350 par appui mutuel direct permet de maintenir longitudinalement le substrat 316 à l'intérieur de l'enveloppe 312.

On notera que, de part et d'autre du jonc 320, le dispositif 310 comporte une nappe amont 322, disposée longitudinalement entre la face d'extrémité amont 333 du substrat 316 et le jonc 320, et une nappe aval 323, disposée longitudinalement entre le jonc 320 et la face d'extrémité aval 334 du substrat 316.

Un cinquième mode de réalisation est représenté sur la figure 5. Le substrat 416 est usiné de manière à ce que sa face latérale 436 soit munie d'une gorge 450. Celle-ci est située dans un plan médian, entre les faces d'extrémité amont 433 et aval 434 du substrat 416. La gorge 450 est annulaire et de section rectangulaire. La gorge 350 est délimitée par un fond 451, une face transversale amont 452 et une face transversale aval 453. Les face transversales amont 452 et aval 453 définissent, respectivement, des surfaces d'appui amont et aval pour des moyens de maintien. La face extérieure 421 de l'enveloppe 412 présente un renfoncement 420, de sorte que la face interne 448 de l'enveloppe 412 comporte une protubérance 420, faisant saillie radialement vers l'axe A. La hauteur de saillie de la protubérance 420 est adaptée pour coopérer avec à la gorge 450 placée en vis-à-vis. Le dispositif de purification 410 comporte une nappe 422, disposée entre l'enveloppe 412 et la face latérale 436 du substrat 416. La nappe 422, en forme de manchon, s'étend longitudinalement depuis la face d'extrémité amont 433 jusqu'à la face d'extrémité aval 434 du substrat 416. Au cours du montage du dispositif de purification 410, on insère d'abord le substrat 416 à l'intérieur de l'enveloppe 412. Puis, la protubérance 420 est réalisée par sertissage de l'enveloppe 412 au niveau de la gorge 450. La nappe 422 est alors compressée entre la face latérale 436 du substrat 416 et la face intérieure 448 de l'enveloppe 412, et en particulier entre la gorge 450 et la protubérance 420. Le maintien longitudinal du substrat 416 est ainsi réalisé par la mise en appui, via la nappe 422, de la protubérance 420 contre les faces radiales amont 452 ou aval 453 de la gorge 450. Contrairement aux second et troisième modes de réalisation, dans les quatrième et cinquième modes de réalisation, l'enveloppe ne présente aucune saillie sur sa paroi extérieure. Cela permet avantageusement de diminuer le rayon extérieur du dispositif, en particulier par rapport au rayon extérieur du dispositif selon le premier mode de réalisation. En variante, alors que le substrat a été décrit comme ayant une section sensiblement circulaire dans un plan transversal à l'axe A, il a une section rectangulaire avec des coins arrondis, ovale, ou l'équivalent.

Claims

REVENDICATIONS1.- Dispositif de purification des gaz d'échappement d'un moteur thermique, du type comprenant : - une enveloppe externe (12 ; 112 ; 212 ; 312 ; 412) définissant, le long d'un axe A, un conduit de passage des gaz d'échappement ; - un substrat de purification des gaz (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416), logé à l'intérieur de l'enveloppe externe et comportant des faces d'extrémité amont (33 ; 133 ; 233 ; 433) et aval (34 ; 134 ; 234 ; 334 ; 434) disposées sensiblement transversalement audit axe ; et, - des moyens de maintien (18, 20 ; 120 ; 220 ; 320 ; 420) solidaires de l'enveloppe et aptes à coopérer avec au moins une surface d'appui du substrat pour bloquer axialement le substrat par rapport à l'enveloppe, caractérisé en ce que ladite surface d'appui (40, 43 ; 151, 152 ; 251 ; 351 ; 452, 453) est portée par une face latérale (33 ; 136 ; 236 ; 336 ; 436) du substrat et est située axialement en retrait des faces d'extrémité amont et aval du substrat.
2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien (18, 20 ; 120 ; 220 ; 320 ; 420) sont adaptés pour être axialement en retrait des faces d'extrémité amont et aval du substrat.
3.- Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le substrat (116 ; 216) présente un relief (150 ; 250), faisant saillie radialement à l'écart de l'axe (A), ledit relief portant une surface d'appui amont et une surface d'appui aval.
4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le relief (150 ; 250) est une pièce rapportée sur une partie formant noyau (117 ; 217) du substrat.
5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit relief (150 ; 250) est en un matériau similaire à celui dudit noyau.
6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un collet (150) comportant des faces transversales amont (151) et aval (152) formant des surfaces d'appui amont et aval.
7.- Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la face latérale (36 ; 336 ; 436) du substrat (16 ; 316 ; 416) présente un évidement (38, 41 ; 350 ; 450), en dépression radialement vers l'intérieur par rapport à la face latérale du substrat, ledit évidement portant ladite au moins une surface d'appui (40, 43 ; 351 ; 452, 453).
8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit évidement est une gorge (350 ; 450).
9.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit évidement est un épaulement (38, 39) sur l'une des faces d'extrémité amont (33) et aval (34) du substrat (16), la face radiale de fond (40, 41) de l'épaulement définissant ladite surface d'appui.
10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de maintien comportent un joint périphérique (18, 20 ; 120) ayant au moins une aile (46 ; 146) venant en appui de ladite au moins une surface d'appui (40, 43 ; 151 ; 152).
11.- Dispositif selon la revendication 9 et la revendication 10 en combinaison, caractérisé en ce que le joint (18, 20) a un profil en L et comporte une aile longitudinale (44) disposée entre le substrat (16) et l'enveloppe (12), et une aile radiale (46) venant en appui contre la surface d'appui (40, 43) de l'épaulement (38, 39).
12.- Dispositif selon la revendication 6 et la revendication 10 en combinaison, caractérisé en ce que le joint (120) a un profil en "U" et comporte un fond (144) formant une aile longitudinale disposée entre le substrat (116) et l'enveloppe (112), et deux ailes radiales (146, 147), respectivement amont et aval, venant enappui des surfaces d'appui, respectivement, amont (151) et aval (152) du collet (150).
13.- Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'enveloppe (112) est conformée de manière à présenter un logement (162) de réception du joint (120) pour le solidariser axialement avec l'enveloppe.
14.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien comportent une protubérance (320 ; 420) portée par l'enveloppe (312 ; 412), faisant saillie radialement vers l'intérieur par rapport à une face intérieure (348 ; 448) de l'enveloppe, dont la forme est adaptée à la géométrie de l'évidement (350 ; 450) du substrat (316 ; 416).
15.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien comportent une protubérance (220) portée par l'enveloppe (212), faisant saillie radialement vers l'extérieur par rapport à une face intérieure (248) de l'enveloppe, dont la forme est adaptée à la géométrie du relief (250) du substrat (216).
16.- Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la protubérance est un jonc (320) fixé sur la face intérieure (348) de l'enveloppe (312) et ayant une section complémentaire de celle de la gorge (350) prévue sur le substrat (316).
17.- Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la protubérance (420) est réalisée par un rétrécissement de la paroi (421) de l'enveloppe (412).
18.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une nappe de fibres (22 ; 122 ; 123 ; 222 ; 322 ; 323 ; 422) compressée entre la face latérale du substrat et l'enveloppe.
19- Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que les moyens de maintien (220 ; 420) coopèrent avec ladite surface d'appui (251 ; 452 ; 453) du substrat via la nappe de fibres (222 ; 422).30
20.- Ligne d'échappement d'un moteur thermique comportant un dispositif de purification des gaz d'échappement, caractérisée en ce que ledit dispositif de purification des gaz d'échappement est un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 19.
21.- Véhicule automobile équipé d'un moteur thermique et d'une ligne d'échappement, caractérisé en ce que ladite ligne d'échappement intègre un dispositif de purification des gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 19.