Brevet FR2816355A1 — publié le 20020510

L'invention se rapporte à un dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne de véhicule. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'échappement comprenant des tubulures d'échappement destinées à être raccordées d'une part à la sortie des cylindres du moteur et, d'autre part, à un volume commun. Le volume commun, ou collecteur des gaz d'échappement, est raccordé à au moins une ligne d'échappement fixée à la structure du véhicule. Classiquement, un tel dispositif d'échappement comporte des moyens flexibles d'amortissement disposés en aval du collecteur d'échappement, sur la ligne d'échappement. Ces moyens d'amortissement sont prévus pour assurer un découplage vibratoire entre le moteur et la ligne d'échappement. Par ailleurs, la ligne d'échappement est ellemême reliée à la structure du véhicule par l'intermédiaire d'armatures métalliques couplées à des moyens de filtrage en matériau élastomère. Cependant, les moyens d'amortissement de l'art antérieur ne donnent pas entière satisfaction en terme de filtrage des vibrations. Par ailleurs, ces dispositifs d'échappement connus ont un encombrement important et sont coûteux à réaliser en raison des multiples sollicitations auxquelles ils doivent résister. En effet, les moyens d'amortissement subissent des débattements importants ainsi que des sollicitations thermiques, chimiques et vibratoires. Un but de la présente invention est de proposer un dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne de véhicule, palliant tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. Ce but est atteint par le fait que le dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne de véhicule, comprend des tubulures d'échappement destinées à être raccordées respectivement aux sorties des cylindres du moteur et débouchant dans un volume commun, au moins une ligne d'échappement raccordée au volume commun et destinée à être fixée à la structure du véhicule, et des moyens élastiques assurant l'amortissement des vibrations notamment entre le moteur et la ligne d'échappement, l'une au moins des tubulures d'échappement comportant au moins une portion flexible assurant un amortissement des vibrations entre le moteur et le volume commun. Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - l'une au moins des tubulures d'échappement est constituée d'un manchon flexible et étanche, - les extrémités amont des tubulures d'échappement sont reliées au moteur au moyen de brides de fixation, - la ligne d'échappement est fixée de manière rigide au volume commun, - le volume commun est prévu pour contenir des éléments catalytiques de traitement des gaz d'échappement du moteur en vue de sa dépollution, - la ligne d'échappement est destinée à être fixée de manière rigide à la structure du véhicule. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles : - la figure 1 représente une vue de coté, schématique et partielle, d'un dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne de véhicule selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 représente une vue en coupe de dessus, partielle et agrandie, du dispositif d'échappement de la figure 1, - la figure 3 représente une vue de coté, schématique et partielle, d'un dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne de véhicule selon un second mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 représente une vue en coupe de dessus, partielle et agrandie, du dispositif d'échappement de la figure 3. Les figures 1 et 2 illustrent un mode de réalisation préféré de l'invention. Classiquement, le dispositif d'échappement d'un moteur 1 à combustion interne comporte une tubulure d'échappement 2 pour chaque cylindre du moteur 1. Par soucis de simplification, la figure 2 représente une demi-vue en coupe du dispositif d'échappement. Dans cet exemple de réalisation représenté aux figures 1 et 2, le moteur 1 est un moteur à quatre cylindres (non représentés), et donc seules deux des quatre tubulures 2 d'échappement sont représentées. Chaque tubulure d'échappement 2 est raccordée d'une part à la sortie d'un cylindre respectif du moteur 1 et, d'autre part, à un volume 3 commun rigide formant collecteur des gaz d'échappement. La partie aval du volume commun 3 est raccordée quant à elle à un tube formant une ligne 4 d'échappement. La ligne d'échappement 4 est fixée à la structure 5 du véhicule (figure 1). Selon l'invention, au moins une des tubulures d'échappement 2 comporte au moins une portion flexible assurant un amortissement des vibrations entre le moteur 1 et le volume commun 3. De préférence, chaque tubulure d'échappement 2 est constituée d'un manchon flexible et étanche, par exemple en matériau métallique. Les tubulures d'échappement 2 peuvent être constituées de manchons flexibles ayant une structure dite"en accordéon". De préférence également, les extrémités amont des tubulures d'échappement 2 sont reliées au moteur 1 au moyen de brides 7 de fixation Par exemple, l'une des extrémités des tubulures 2 est soudée sur le carter cylindre du moteur 1. Les extrémités aval des tubulures 2 d'échappement 2 sont fixées sur le volume 3 commun, par exemple par soudage. La ligne d'échappement 4 peut être reliée de manière rigide au volume commun 3, par exemple par soudage ou au moyen d'un collier de fixation ou au moyen de brides vissées 9. Selon l'invention, la ligne d'échappement 4 peut être fixée rigidement à la structure 5 du véhicule, ou au moyen de sangles permettant un débattement de la ligne 4 par rapport à la structure 5. On conçoit donc aisément que le dispositif d'échappement selon l'invention, tout en étant de structure simple, présente de nombreux avantage par rapport à l'art antérieur. En effet, les moyens flexibles assurant le découplage vibratoire entre le groupe motopropulseur 1 et la ligne d'échappement 4 sont intégrés au collecteur d'échappement 2 qui devient un élément flexible compact. Les tubulures d'échappement 2 flexibles permettent d'assurer les débattements entre la structure 5 du véhicule et l'ensemble constitué par le groupe motopropulseur 1 et la ligne d'échappement 4. Ainsi, les fonctions de découplage vibratoire et d'aptitude aux débattements sont intégrées en une seule pièce. Par ailleurs, on constate que le dispositif d'échappement selon l'invention améliore les capacités de filtrage des vibrations par rapport aux dispositifs connus. De plus, les contraintes subies par les éléments flexibles au niveau des tubulures d'échappement 2 sont réduites par rapport à celles subies en aval du collecteur d'échappement 3, notamment en raison d'une meilleure répartition des efforts. Avantageusement, la ligne d'échappement 4 peut être fixée rigidement à la caisse, c'est-à-dire sans nécessiter l'utilisation de moyens de filtrage flexibles. De ce fait, le volume nécessaire pour la ligne d'échappement sous la caisse du véhicule se trouve réduit et permet donc d'augmenter le volume utile pour les passagers du véhicule. En outre, le volume commun 3 de raccordement des tubulures d'échappement 2 peut être dimensionné pour augmenter les performances thermiques, acoustiques ou de dépollution du moteur. Le rendement thermodynamique du moteur se trouve également amélioré par la diminution de la contre pression à l'échappement. En effet, les pertes par pompage sont réduites. Les figures 3 et 4 illustrent une variante de réalisation de l'invention qui se distingue de celle décrite ci-dessus uniquement par le fait que le volume commun 3 est conformé pour accueillir des éléments 8 catalytiques de traitement des gaz d'échappement du moteur en vue de sa dépollution. Les éléments identiques à ceux décrits ci-dessus sont désignés par les mêmes références numériques. Les éléments 8 catalytiques sont, par exemple, des pièces modulaires constituées de métal ou de céramique. Cette dernière variante permet d'intégrer au dispositif d'échappement une fonction supplémentaire de dépollution qui améliore encore sa compacité. De plus, la modularité du volume commun 3 et des éléments catalytiques 8 permet d'adapter un même dispositif d'échappement à différents types de véhicules. Enfin, bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de réalisation particuliers, elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne de véhicule, comprenant des tubulures d'échappement (2) destinées à être raccordées respectivement aux sorties des cylindres du moteur (1) et débouchant dans un volume (3) commun, au moins une ligne (4) d'échappement raccordée au volume (3) commun et destinée à être fixée à la structure (5) du véhicule, et des moyens élastiques assurant l'amortissement des vibrations notamment entre le moteur (1) et la ligne (4) d'échappement, caractérisé en ce que l'une au moins des tubulures d'échappement (2) comporte au moins une portion flexible assurant un amortissement des vibrations entre le moteur (1) et le volume commun (3). 2. Dispositif d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une au moins des tubulures d'échappement (2) est constituée d'un manchon flexible et étanche. 3. Dispositif d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les extrémités amont des tubulures d'échappement (2) sont reliées au moteur au moyen de brides (7) de fixation. 4. Dispositif d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la ligne d'échappement (4) est fixée de manière rigide au volume (3) commun. 5. Dispositif d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le volume (3) commun est prévu pour contenir des éléments (8) catalytiques de traitement des gaz d'échappement du moteur en vue de sa dépollution. 6. Dispositif d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la ligne d'échappement (4) est destinée à être fixée de manière rigide à la structure (5) du véhicule.