Brevet FR2637014A1 — publié le 19900330

La présente invention concerne une ligne d'échappement pour moteur thermique. On sait que lors du montage d'un moteur thermi que, et plus particulièrement Lorsque le moteur est disposé transversalement à la ligne d'échappement, il est nécessaire de prévoir un accouplement flexible entre le collecteur d'échappement, fixé au moteur, et le tuyau d'échappement, fixé à la carrosserie et supportant le pot d'échappement. En particulier, on connait des accouplements d'échappement flexible dans lesquels une partie de pivotement en forme d'anneau sphérique est fixée à un tronçon de tube d'échappement tandis qu'un boîtier est fixé à un autre tronçon de tube d'échappement et entoure La partie de pivotement de façon à permettre un débattement de celle-ci, des joints d'étanchéité annulaires étant en outre disposés dans le bottier de part et d'autre de la partie de pivotement. Jusqu'à présent, la partie de pivotement a été réalisée avec un rayon de courbure très faible afin de réduire l'en- combrement de l'accouplement.Lors des oscillations du moteur, par exemple autour d'un axe de roulis dans Le cas d'un moteur transversal, le tronçon de tube d'échappement relié au moteur est soumis à des oscillations qui sont transmises par l'accouplement flexible à la portion de tube d'échappement en aval de cet accouplement et il est donc nécessaire de monter toute la ligne d'échappement de façon flottante faute de quoi les organes de fixation seraient soumis à des contraintes de fatigue conduisant rapidement à leur rupture. Une telle structure impLique de Laisser un espace libre important autour de la ligne d'échappement afin de permettre son débattement, et de réaliser les composants de la ligne d'échappement de façon qu'ils résistent aux vibrations auxquelles ils sont soumis lors des débattements de la ligne d'échappement. Un but de la présente invention est de proposer une Ligne d'échappement comportant des moyens minimisant les vibrations auxquelles est soumis Le tronçon de tube d'échappement en aval de l'accouplement flexible selon un sens de progression des gaz dans la ligne d'échappement. En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon L'invention une ligne d'échappement du type décrit ci-dessus dans laquelle La partie de pivotement de l'accou- plement flexible a un rayon de courbure sensiblement égal à une distance entre la partie de pivotement et L'axe d'oscillation du moteur, et dans laquelle la partie de pivotement est sensiblement centrée sur l'axe d'oscillation du moteur. Ainsi, lors des oscillations du moteur autour de son axe, la partie d'accouplement flexible qui est reliée au moteur glisse par rapport à la partie d'accouplement flexible disposée en aval de celui-ci de sorte que les oscillations du moteur sont seulement faiblement transmises à la partie aval de la ligne d'échappement. Selon une version avantageuse de l'invention, la partie de pivotement en forme d'anneau sphérique est fixée au tronçon de tube d'échappement relié au moteur tandis que le bottier de l'accouplement flexible est fixé au tronçon de tube d'échappement disposé en aval de l'accou- plement flexible. Ainsi, on minimise l'espace nécessaire pour recevoir l'accouplement flexible. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à La lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention en liaison avec les dessins ci-joints parmi lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'une ligne d'échappement selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe agrandie de l'accouplement d'échappement flexible selon un plan perpendiculaire à l'axe d'oscillation du moteur et passant par L'axe de l'accouplement flexible. En référence aux figures, la ligne# d'échappement selon l'invention est destinée à être reliée de façon rigide à un moteur thermique 1, par exemple un moteur transversal de voiture, monté sur des longerons supports 2, formant par exemple le châssis d'un véhicule, par l'inter- médiaire d'organes élastiques 3 pour osciller autour d'un axe d'oscillation 4 vu en bout sur la figure 1. La ligne d'échappement comporte un premier tronçon de tube d'échappement 5, ici le collecteur d'échappement du moteur 1, et un second tronçon de tube d'échappement 6 reliés L'un à L'autre par un accouplement d'échappement flexible généralement désigné en 7. Le second tronçon de tube d'échappement est fixé à un support, par exemple un Longeron 8 de la carrosserie d'un véhicule par un organe de liaison 9. L'accouplement flexible comporte une partie de pivotement 10 en forme d'anneau sphérique fixée à une extrémité du premier tronçon de tube d'échappement 5, et un bottier réalisé à l'extrémité du second tronçon de tube d'échappement 6. Le bottier comporte une collerette annulaire 11 réalisée par exemple par emboutissage de l'extrémité du tronçon de tube d'échappement 6 et une bague annulaire 12 fixée à la collerette annulaire 11. La collerette annu lai rye 11 et La bague annulaire 12 supportent des joints d'étanchéité annulaires 13, par exemple réalisés en tricot métallique comprimé associé à un matériau anti-friction tel que du mica ou du graphite, disposés de part et d'autre de la partie de pivotement 10 du premier tronçon de tube d'échappement.La bague annulaire 12 comporte une ouverture centrale circulaire de diamètre supérieur au diamètre externe du premier tronçon de tube d'échappement 5 de façon à permettre un débattement de la partie de pivotement 10. La partie de pivotement 10 a un rayon de courbure R qui est sensiblement égal à la distance D entre la partie de pivotement 10 et l'axe d'oscillation 4 du moteur. De plus, la partie de pivotement 10 est centrée sur l'axe d'oscillation 4 c'est-à-dire qu'elle a son centre de courbure disposé sur cet axe. Le fonctionnement du dispositif selon l'inven- tion est le suivant : au repos, le moteur est de préférence dans une position d'équilibre dans laquelle l'axe de symétrie 15 de la partie de pivotement 10 se confond avec l'axe de symétrie 14 des joints d'étanchéité annulaires 13. Lorsque Le moteur oscille, par exemple selon un mouvement de roulis dans le cas d'un moteur transversal, la partie de pivotement 10 glisse entre les joints d'étanchéité annulaires 13 sans que ce glissement soit accompagné d'une composante de mouvement selon La direction axiale des joints d'étanchéité.Tant que l'amplitude des oscillations reste inférieure aux débattements Libres du premier tronçon de tube d'échappement 5 dans l'ouverture du boîtier de L'accouplement flexible, le second tronçon de tube d'échappement n'est sollicité que par les forces résultant du frottement des joints d'étanchéité sur La partie de pivotement, c'està-dire des forces très faibles comparativement aux forces qui s'exercent avec les accouplements d'échappement habituels Lorsque les amplitudes du moteur dépassent les possibilités de débattement libre du premier tronçon de tube d'échappement dans l'ouverture du bottier de l'accouplement flexible, le premier tronçon de tube d'échappement prend appui sur le bord de l'ouverture et entrain le second tronçon de tube d'échappement 6. On notera toutefois que l'amplitude des mouvements du second tronçon de tube d'échappement est alors égale à la différence entre l'amplitude totale des mouvements du premier tronçon de tube d'échappement 5 et la course libre de celui-ci entre les bords de l'ouver- ture du bottier de l'accouplement flexible, c'est-à-dire une amplitude sensiblement réduite par rapport aux dispositifs conventionnels. En pratique, on choisira de préférence des dimensions de l'ouverture du bottier de l'accouplement oscillant permettant d'absorber sensiblement tous les mouvements d'oscillations du moteur en régime normal, seules les oscillations plus importantes du moteur lors de son démarrage étant partiellement transmises au second tronçon de tube d'échappement 6. En pratique, le moteur 1 est également soumis à des oscillations autour d'un axe perpendiculaire à l'axe de roulis et il est donc préférable de prévoir un organe de Liai son 9 du second tronçon de tube d'échappement qui soit flexible afin d'absorber des petits déplacements du second tronçon de tube d'échappement. Bien entendu L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'inven- tion. En particulier, bien que l'accouplement flexible ait été décrit avec la partie de pivotement 10 fixée au premier tronçon de tube d'échappement 5 relié au moteur et le boîtier fixé au second tronçon de tube d'échappement s'étendant en aval de l'accouplement flexible, on peut prévoir d'inverser la disposition de ces pièces et d'associer le bottier au premier tronçon de tube d'échappement et la partie de pivotement au second tronçon de tube d'échappement. Une telle disposition oblige cependant à prévoir un espace plus important pour le débattement du boftier et est donc généralement peu souhaitable. Bien que dans le mode de réalisation décrit, l'axe longitudinal du second tronçon de tube d'échappement coïncide sensiblement avec l'axe de symétrie des joints d'étanchéité 13, on notera qu'une telle disposition n'est pas essentielle. En particulier, lorsque sur un véhicule la direction longitudinale de la ligne d'échappement ne passe pas par l'axe d'oscillation du moteur, il est nécessaire de prévoir un coude afin que la partie de pivotement 10 reste centrée sur l'axe d'oscillation. Dans ce cas, le coude sera simplement réalisé à un endroit ne perturbant pas de façon sensible l'écoulement des gaz d'échappement dans la ligne d'échappement. De même, la section du premier tronçon de tube d'échappement et du second tronçon de tube d'échappement sera prévue pour que la section de passage efficace reste suffisante pour un écoulement correct des gaz d'échappement malgré le décentrage des deux tronçons de tube d'échappement lors du pivotement du moteur. REVENDICATIONS 1. Ligne d'échappement comportant un premier tronçon de tube d'échappament (5) relié à un moteur (1) monté pou-r osciller autour d'un axe d'oscillation (4), et un second tronçon de tube d'échappement (6) relié au premier tronçon de tube d'échappement (5) par un accouplement d'échappement flexible (7) comportant une partie de pivotement (10) en forme d'anneau sphérique fixée à l'un des tronçons de tube d'échappement, un bottier entourant la partie de pivotement de façon à permettre un débattement de celle-ci, et des joints d'étanchéité annulaires (13) disposés dans le boîtier de part et d'autre de la partie de pivotement (10), caractérisée en ce que la partie de pivotement (10) a un rayon de courbure (R) sensiblement égal à une distance (D) entre la partie de pivotement et l'axe d'oscillation (4) du moteur, et en ce que la partie de pivotement (10) est sensiblement centrée sur l'axe d'oscillation (4) du moteur. 2. Ligne d'échappement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie de pivotement (10) est fixée au premier tronçon de tube d'échappement (5) et le bottier est fixé au second tronçon de tube d'échappement (6).