Brevet FR2465072A1 — publié le 19810320

La présente invention se rapporte à un collecteur pour un moteur à six cylindres en ligne et destiné à acheminer les gaz brûlés entre le bloc du moteur et le tuyau d'échap- pement, ce collecteur présentant des conduits tubulaires qui sont délimités par deux demi-coquilles en t8le assemblés par soudage au niveau de leur plan de séparation commun. Les moteurs à combustion interne, par exemple celui connu par la demande de brevet allemand 1.213.670, compor- tent habituellement des collecteurs qui sont réalisés par moulage et sont d'un poids élevé en raison de l'épaisseur importante de leurs parois. Malgré la tendance actuelle dans l'industrie automobile d'éviter l'utilisation de pièces lourdes, les collecteurs sont toujours réalisés par moulage parce qu'on ne connaissait pas d'autres moyens pour compen- ser les fortes différences de température entre le bloc des cylindres refroidi à l'eau et le collecteur exposé aux tempé- ratures plus élevées des gaz brûlés. L'utilisation d'une tubulure en acier était également exclue en raison du prix de revient élevé. Dans un collecteur connu par la demande de brevet allemand 1.576.357 et réalisé selon le principe de l'assem- blage de pièces préfabriquées, à chaque sortie de cylindre est associée une tubulure de sortie coudée et un court tron- çon de tube qui sont assemblés pour former un élément en T se composant de deux demi-coquilles. Les tubulures voisines sont reliées, les unes aux autres, au moyen de brides. Un collecteur de ce type composé d'un grand nombre de pièces perd facilement son étanchéité sous l'influence thermique en raison de ses nombreuses liaisons. La présente invention a pour objet de créer un collec- teur de conception légère, résistant aux influences thermi- ques élevées et qui est destiné notamment à un moteur à six cylindres en ligne. Ces problèmes sont résolus conformément à l'invention par un collecteur qui est caractérisé en ce - qu'il est constitué par deux collecteurs partiels dont l'un relie les premiers trois cylindres, tandis que l'autre relie les trois autres cylindres, - que chaque collecteur partiel se compose de deux demi- coquilles qui délimitent,pour chacun des trois cylindres, des tubulures raccordées à ces derniers, ainsi qu'une tubu- Lure collectrice commune aux tubulures de raccordement, - que les demi-coquilles présentent,dans les zones déli- mitées par les tubulures de raccordement et la tubulure collectrice, des tôles intermédiaires s'étendant dans le plan de séparation en s'appuyant les unes sur les autres et qui sont reliées les unes aux autres par soudage, - que chaque tubulure collectrice présente dans la zone de l'une des demi-coquilles un manchon de sortie muni d'une bride pour le raccordement au tuyau d'échappement. La forme choisie en demi-coquille permet d'une part une fabrication simple par emboutissage et, en raison de la division du collecteur en deux collecteurs partiels, elle permet d'autre part de réduire les dilatations thermiques de façon que le collecteur puisse absorber les contraintes thermiques auxquelles il est soumis. On obtient un ensemble solide grâce aux liaisons par soudage dans le plan de sépara- tion. Les dilatations thermiques résiduelles sont compensées par les manchons de sortie reliés à l'une des demi-coquilles et auxquels est raccordé le tuyau d'échappement au moyen d'une bride. La liaison à grande surface des t8les intermédiaires, réalisée par soudage des bords de ces dernières ou par souda- ge par points, contribue de façon décisive à la solidité de chaque collecteur partiel composé de deux demi-coquilles. Par cette forme de réalisation, on obtient la résistance nécessaire afin d'éviter tout gauchissement ou toute autre déformation notamment dans le plan des tôles intermédiaires. La solidité des collecteurs partiels se trouve enco- re améliorée du fait que les embouchures des tubulures de raccordement et celles des manchons sont engagées dans des alésages correspondants de brides de raccordement et sont reliées à ces brides par soudage. Afin de ne pas réduire le rendement du moteur, il est avantageux de relier le premier collecteur partiel aux premiers trois cylindres et le deuxième collecteur partiel aux trois autres cylindres. Les gaz d'échappement sortant des collecteurs partiels sont ensuite évacués par l'inter- médiaire des manchons et de deux tuyaux séparés. Le fait de réaliser les collecteurs en tôle présente l'avantage que ces derniers sont rapidement chauffés lors du démarrage du moteur de façon que les gaz brûlés conser-t vent trè-s vite leur température élevée ce qui est souhaita- ble afin de réduire l'effet polluant des gaz d'échappement. Les demi-coquilles des collecteurs sont de préférence réalisées à partir d'une t8le d'acier résistant à la cha- leur et présentant une structure ferritique d'un faible coefficient de dilatation thermique. L'exemple de réalisation décrit se rapporte à un moteur à six cylindres en ligne mais il est évident que les col- lecteurs suivant l'invention peuvent également être utilisé-- pour des moteurs à huit cylindres. Dans ce cas, chaque col- lecteur est raccordé aux ouvertures d'échappement de quatre cylindres. La division proposée d'un collecteur en deux collecteurs partiels peut également présenter des avantages pour un moteur à quatre cylindres. Diverses autres caractéristiques de l'invention res- sortent d'ailleurs de la description détaillée sui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. La fig. 1 est unevue de dessus du collecteur suivant l'invention. La fig. 2 est une élévation latérale, partiellement en coupe,suivant la ligne II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig.2. Le collecteur représenté aux fig. 1 à 3 est consti- tué par deux collecteurs partiels 1, 2 dont chacun relie les ouvertures d'échappement de trois cylindres d'un moteur à six cylindres en ligne non représenté. Chacun des collec- teurs partiels 1, 2 se compose d'une demi-coquille supé- rieure 11, 21 et d'une demi-coquille inférieure 12, 22. Les demi-coquilles sont en t8le et réalisées par emboutis- sage. Pour obtenir les collecteurs partiels,les demi-coquil- les sont assemblées en les reliant par soudage au niveau-de leur plan de séparation 30. Le cordon de soudure extérieur s'étend le long d'un flanc de liaison extérieur étroit 3. Un autre cordon de soudure extérieur longe le contour 4 des tôles intermédiaires 8, 9 prévues entre les tubulures de raccordement 5, 6, 7 du collecteur. Les tôles intermédiaires 8, 9 des deux demi-coquilles sont, en outre, reliées, les unes aux autres, par des points de soudure supplémentaires. La liaison à grande surface des deux demi-coquilles de cha- que collecteur partiel dans la zone des tôles intermédiaires 8, 9 est déterminante pour la résistance des-collecteurs partiels à toute déformation thermique. Grâce à la liaison par soudage et à grande surface des t8les intermédiaires,on obtient la résistance souhaitée des collecteurs à toute déformation dans le plan des t8les intermédiaires. Des brides 10 sont fixées sur les extrémités des tubu- lures afin de permettre le raccordement étanche du collecteur partiel au bloc du moteur au moyen de vis traversant des trous 13 prévus dans les brides 10. Un manchon tubulaire 16, respectivement 17, est raccordé à la demi-coquille inférieu- re 12 du collecteur partiel 1 respectivement à la demi-co- quille inférieure 22 du collecteur partiel 2. Les extrémités libres de ces manchons sont reliées par soudage à une bride commune, non représentée, qui sert à établir la liaison avec un conduit d'échappement à deux tuyaux. Les explications ci- dessus ne se rapportent qu'au collecteur partiel 1 représen- té à gauche de la fig. 1 mais il est évident qu'elles sont- également valables pour le collecteur partiel 2 qui est réa- lisé de façon symétrique. La coupe à la fig. 2 du collecteur partiel 2 de droite montre clairement le raccordement du manchon tubulaire 17 à la demi-coquille inférieure 22. La fig. 5 montre la liaison entre le manchon tubulai- re 16 et la demi-coquille inférieure 12 du collecteur par- tiel 1 de gauche. Les manchons 16 et 17 servent à-la compen- sation des dilatations thermiques des deux collecteurs par- tiels et leur présence est déterminante pour la réduction des contraintes thermiques apparaissant au niveau des deux collecteurs partiels. Chacun des manchons 16, 17 présente, dans la zone de raccordement avec la demi-coquille, un col- let élargi 18, 19 qui s'engage sur un collet correspondant , 23 de la demi-coquille et les deux collets sont reliés par un cordon de soudure annulaire. REVENDICATIONS I - Collecteur pour un moteur à six cylindres en ligne et destiné à acheminer les gaz brûlés entre le bloc du mo- teur et le tuyau d'échappement, ce collecteur présentant des conduits tubulaires qui sont délimités par deux demi- coquilles en t8les assemblées par soudage au niveau de leur plan de séparation commun, caractérisé en ce - qu'il est constitué par deux collecteurs partiels (1, 2) dont l'un (1) relie les premiers trois cylindres,tandis que l'autre (2) relie les trois autres cylindres, - que chaquerllecteirpartiel (1, 2) se compose de deux demi-coquilles (11, 12; 21, 22) qui délimitent pour chacun des trois cylindres -des tubulures (5, 6, 7), raccordées à ces derniers, ainsi qu'une tubulure collectrice commune aux tubulures de raccordement, - que les demi-coquilles présentent,dans les zones déli- mitées par les tubulures de raccordement (5, 6, 7) et la tubulure collectrice, des tôles intermédiaires (8, 9) s'éten- dant dans le plan de séparation en s'appuyant les unes sur les autres et qui sont reliées les unes autres par soudage, - que chaque tubulure collectrice présente dans la zone de l'une des demi-coquilles un manchon de sortie (16, 17) muni d'une bride pour le raccordement au tuyau d'échappement. 2 - Collecteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les embouchures des tubulures de raccordement (5, 6, 7) et celles des manchons (16, 17) sont engagées dans des alésages correspondants de brides de raccordement et sont reliées à ces brides par soudage.