Brevet FR2849184A1 — publié le 20040625

La présente invention est relative à un dispositif de montage d'une sonde de mesure d'une caractéristique du gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne Plus particulièrement, elle est relative à un tel dispositif dans lequel la sonde pénètre dans une ligne d'échappement du gaz à travers un support solidaire d'une 5 paroi de la ligne et muni de moyens de fixation de la sonde, le dispositif comprenant en outre des moyens d'étanchéité s'opposant à une fuite du gaz d'échappement à travers ces moyens de fixation. L'étude de la sécurité de fonctionnement d'un véhicule automobile propulsé par un moteur à combustion interne conduit à prévenir, en particulier, toute cause 10 d'incendie du véhicule par des gaz très chauds tels que ceux qui circulent dans la ligne d'échappement du moteur Ces derniers atteignent en effet couramment des températures d'environ 800 C (moteur Diesel) ou d'environ 1000 C (moteur à essence) Par ailleurs la pression de ces gaz atteint couramment plusieurs bars, par exemple 4 à 5 bars en amont de la turbine d'un moteur turbocompressé et 3 bars en 15 aval de cette turbine On comprend qu'un jet d'un gaz porté à une telle température et une telle pression, produit par une fuite de la ligne d'échappement, est susceptible, par un "effet chalumeau", d'enflammer des pièces adjacentes à cette ligne dans le véhicule, telles qu'un tablier d'insonorisation ou des gaines de câbles électriques, par exemple. De telles fuites peuvent se produire notamment aux interfaces entre la ligne d'échappement et diverses sondes fixées sur celle-ci pour surveiller des paramètres de fonctionnement du moteur tels que la température du gaz d'échappement, notamment en amont de la turbine précitée ou d'un filtre à particules par exemple, la pression de ce gaz, la concentration en oxygène ou en certaines espèces chimiques 25 polluantes du gaz. En effet de telles sondes sont normalement vissées dans un support annulaire fileté, lui-même soudé sur la paroi de la ligne, autour d'une ouverture percée dans cette paroi La partie sensible de la sonde traverse cette ouverture pour être placée dans le courant de gaz circulant dans la ligne L'étanchéité du vissage 30 est assuré par un joint annulaire serré entre le support et la sonde. Pour assurer la sécurité d'une telle installation en cas de défaillance de ce joint, on a proposé jusqu'à présent de disposer un écran entre ce joint et les pièces adjacentes du véhicule, cet écran étant monté soit sur la sonde, soit sur ces pièces. La fabrication et l'installation d'un tel écran grèvent évidemment le cot de cette solution, dans un domaine d'application o il convient, au contraire, de contenir les cots au maximum, tout en sécurisant le véhicule au mieux de la technique disponible. La présente invention a précisément pour but de fournir un dispositif de 5 montage d'une sonde de mesure sur une ligne d'échappement, satisfaisant à la fois à ces contraintes de cot minimal et de sécurité optimale. On atteint ce but de l'invention avec un dispositif de montage d'une sonde de mesure d'une caractéristique du gaz d'échappement du moteur à combustion interne, du type décrit en préambule de la présente description comprenant 10 notamment des moyens d'étanchéité s'opposant à une fuite de ce gaz à travers les moyens de fixation de la sonde, ce dispositif étant remarquable en ce qu'il comprend en outre des moyens d'application d'une perte de charge au gaz d'une telle fuite, en cas de défaillance des moyens d'étanchéité. Comme on le verra plus loin en détails, cette perte de charge fait perdre à la 15 fuite son "effet chalumeau", qui serait autrement susceptible de détériorer ou d'enflammer des pièces adjacentes du véhicule. Suivant une autre caractéristique de la présente invention, les moyens d'application d'une perte de charge sont intégrés au support de la sonde Il en résulte un cot particulièrement bas de la protection ainsi obtenue. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel la figure unique représente schématiquement un mode de réalisation préféré du disposition suivant l'invention. Sur cette figure on a représenté une section transversale partielle de la paroi 25 2 d'une ligne d'échappement 1 d'un moteur à combustion interne propulsant un véhicule automobile (non représenté) Sur cette paroi 2 est montée, par l'intermédiaire d'un support annulaire 3, une sonde de mesure 4 de l'une quelconque des caractéristiques mentionnées plus haut du gaz circulant dans la ligne d'échappement Le support annulaire 3 est métallique et soudé autour d'une 30 ouverture 5 percée dans la paroi 2 Ce support 3 est muni d'un alésage fileté 6 conçu pour accueillir une partie filetée 7 complémentaire de la sonde 4 Celle-ci peut alors être fixée sur le support 3 par vissage de cette partie filetée 7, d'axe X, dans l'alésage fileté 6 Un joint métallique 8, en acier par exemple, serré entre un épaulement 9 de la sonde 4 et une face d'extrémité 10 en regard du support 3, assure l'étanchéité de la jonction entre la sonde et son support, vis-à-vis du gaz circulant dans la ligne d'échappement 1. Dans la position de la sonde représentée à la figure, il apparaît qu'une extrémité libre 11 de la sonde traverse l'ouverture 5 pour pénétrer dans la ligne 1. 5 Cette extrémité est percée d'un canal axial 12 au fond duquel se trouver placé au moins un élément 13, sensible à l'une des caractéristiques du gaz d'échappement évoquées plus haut Toutes ces dispositions sont classiques et n'exigent donc pas une description plus détaillée. Suivant la présente invention, le dispositif décrit ci-dessus comprend en outre 10 des moyens d'application d'une perte de charge aux fuites de gaz qui, du fait d'une défaillance du joint d'étanchéité 8, passeraient dans l'environnement de la sonde, au niveau de ce joint. Du fait de la position radiale des faces 9 et 10 en regard du support 3 et de la sonde 4 respectivement, on comprend que ces fuites traversent l'espace dans 15 lequel est situé le joint 8 dans des directions radiales telles que celles repérée par la flèche R, sous la forme de jets de gaz à température et pression élevées, présentant donc "l'effet chalumeau" évoqué en préambule de la présente description. Pour empêcher ces jets, très énergétiques et donc destructeurs, de s'écraser sur des pièces du véhicules adjacentes à la sonde dans les directions radiales 20 évoquées ci-dessus, les moyens d'application d'une perte de charge suivant l'invention prennent, par exemple, la forme d'une collerette circulaire 14 débordant axialement du support 3, au-dessus du joint d'étanchéité 8. On comprend qu'alors un jet d'une fuite de gaz traversant radialement l'espace o est situé le joint 8, percute immédiatement la collerette 14 qui dévie sa 25 direction d'environ 90 , dans la direction de l'axe X de la sonde Cette brusque déviation réduit très sensiblement, par perte de charge, la pression dans le jet de gaz de la fuite et donc son éventuel effet destructeur, ceci au bénéfice de la sécurité du véhicule conformément à un des objectifs poursuivis par la présente invention. En outre, I'intégration de la collerette 14 au support 3 permet de réduire très 30 sensiblement les cots de réalisation et d'installation de la protection obtenue, conformément à un autre objectif de la présente invention. On remarquera aussi que la position de la collerette 14, au voisinage immédiat du joint 8, permet de réduire l'énergie des jets de gaz de fuite avant même que ces jets ne pénètrent dans l'environnement de la sonde, ce qui est très favorable du point de vue de la sécurité de l'installation. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple C'est ainsi que la collerette 14 5 pourrait être intégrée à la sonde plutôt qu'à son support, ou encore être constituée par des parties coopérantes de la sonde et du support Ces parties pourraient aussi être conformées de manière à délimiter des chicanes pour amplifier encore la perte de charge subie par les jets de gaz de fuite. REVENDICATIONS 1 Dispositif de montage d'une sonde de mesure ( 4) d'une caractéristique du gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, ladite sonde ( 4) pénétrant dans une ligne d'échappement ( 1) dudit gaz à travers un 5 support ( 3) solidaire d'une paroi ( 2) de ladite ligne ( 1) et muni de moyens de fixation ( 6) de ladite sonde, le dispositif comprenant en outre des moyens d'étanchéité ( 8) s'opposant à une fuite dudit gaz à travers lesdits moyens de fixation ( 6) , caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens ( 14) d'application d'une perte de charge au gaz d'une telle fuite, en cas de défaillance desdits moyens 10 d'étanchéité ( 6). 2 Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 14) d'application d'une perte de charge sont intégrés audit support ( 3) de ladite sonde ( 4). 3 Dispositif conforme à la revendication 2, dans lequel ladite sonde ( 4) est fixée par vissage sur ledit support ( 3), avec serrage d'un joint d'étanchéité annulaire ( 8) entre ladite sonde ( 4) et ledit support ( 3), caractérisé en ce que lesdits moyens d'application d'une perte de charge prennent la forme d'une collerette circulaire ( 14) débordant axialement dudit support ( 3) au-dessus dudit joint d'étancheité ( 8). 4 Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que ladite collerette ( 14) est disposée dans le voisinage immédiat dudit joint d'étanchéité ( 8). Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que ladite sonde ( 4) mesure au moins une grandeur du groupe constitué par: la pression ou la température, la concentration en oxygène ou en une 25 espèce chimique particulière, dudit gaz. 6 Utilisation, dans un véhicule automobile, d'un dispositif de montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.