Brevet FR2856735A1 — publié le 20041231

"Moteur comportant un catalyseur et un turbocompresseur fixés sur le bloc-cylindres au moyen d'un support commun" La présente invention concerne un moteur à combustion interne comportant un turbocompresseur. La présente invention concerne plus particulièrement un moteur à combustion interne de véhicule automobile comportant un bloc-cylindres, un collecteur d'échappement, et un turbocompresseur, du type dans lequel le turbocompresseur comporte un carter turbine dont l'orifice d'entrée est raccordé à la sortie du collecteur d'échappement et dont l'orifice de sortie est raccordé à l'entrée d'un catalyseur par l'intermédiaire d'une bride plate. Pour des raisons de stratégie de dépollution, la température des gaz issus de la combustion du mélange carburé dans les cylindres du moteur doit être la plus élevée possible à l'entrée du catalyseur primaire. C'est en partie pour cette raison que l'on choisit de réaliser le collecteur d'échappement en tôle à paroi mince. L'inertie thermique étant proportionnelle au volume de matière, il est plus intéressant, d'un point de vue thermique, de réaliser le collecteur d'échappement en tôle. Par ailleurs, la masse du turbocompresseur est telle que son maintien doit être le plus rigide possible, pour résister aux sollicitations vibratoires, sans pour autant ajouter des contraintes thermomécaniques. Lorsque le collecteur d'échappement est réalisé en tôle, il n'est plus possible de maintenir le turbocompresseur par le seul biais du collecteur, compte tenu de sa faible raideur. Pour résoudre ce problème, il a été envisagé de maintenir le turbocompresseur au moyen de béquilles en tôle fixées sur le bloc-cylindres. Cependant, il est très difficile de maintenir correctement le turbocompresseur au moyen de béquilles, compte tenu de la masse du turbocompresseur. De plus, comme il est nécessaire d'employer plusieurs béquilles pour fixer le turbocompresseur, le système constitué par le turbocompresseur, le collecteur d'échappement, et les béquilles, devient hyperstatique. Par conséquent, le système subit des contraintes thermomécaniques importantes qui sont préjudiciables à la fiabilité du système. Il a aussi été envisagé de maintenir rigidement le turbocompresseur sur le bloc-cylindres en fixant le carter central sur le bloc-cylindres. Cette solution nécessite de réaliser une liaison souple au niveau du raccordement entre le collecteur d'échappement et le carter turbine, de manière à permettre la dilatation des éléments du système mécanique, lors de leur montée en température. Cette liaison souple est difficile à mettre en u̇vre car elle pose des problèmes de fiabilité. Une autre solution envisagée est de réaliser le carter turbine d'une seule pièce avec le collecteur d'échappement, de manière à former un "turbocollecteur". Cette solution ne résout pas le problème de la fixation des autres éléments du turbocompresseur sur le moteur. De plus, elle pose des problèmes d'assemblage, notamment en ce qui concerne l'accessibilité des vis de fixation de la partie collecteur d'échappement sur la culasse du moteur. L'invention vise à remédier à ces inconvénients. Dans ce but, l'invention propose un moteur du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le catalyseur et le turbocompresseur sont fixés sur le bloc-cylindres par l'intermédiaire d'un support principal commun qui est fixé sur le bloc-cylindres. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - la bride plate est fixée sur le support principal par l'intermédiaire d'une béquille ; - la béquille est rapportée sur le support principal ; le catalyseur comportant un tronçon globalement cylindrique contenant au moins un support monolithique pour le traitement des gaz d'échappement, le tronçon cylindrique du catalyseur est fixé sur le support principal par l'intermédiaire d'au moins un demi-collier ; - le collecteur d'échappement est réalisé en tôle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective de trois-quarts qui représente schématiquement un moteur réalisé conformément aux enseignements de l'invention ; - la figure 2 est une vue de gauche qui représente schématiquement le moteur de la figure 1. Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence. Sur les figures 1 et 2, on a représenté partiellement un moteur à combustion interne 10 de véhicule automobile qui est réalisé conformément aux enseignements de l'invention. De manière classique, le moteur 10 comporte un bloccylindres 12 sur lequel est monté une culasse 14. La culasse 14 comporte des conduits d'échappement internes (non représentés) qui débouchent dans une face latérale d'échappement 16 de la culasse 14 et qui sont raccordés à un collecteur d'échappement 18. Le collecteur d'échappement 18 est fixé sur la face latérale 16 de la culasse 14. De préférence, le collecteur d'échappement 18 est réalisé en tôle d'acier à paroi mince, de manière à minimiser l'inertie thermique du collecteur 18, pour accélérer la montée en température du catalyseur primaire 19 qui est agencé en aval du collecteur 18 de la ligne d'échappement du moteur 10. Le moteur 10 est équipé d'un turbocompresseur 20 comportant un carter de turbine 22 et un carter de compresseur 24 qui sont agencés de part et d'autre d'un carter central 25. Selon le mode de réalisation représenté ici, l'axe A1 de la turbine (non représentée) du turbocompresseur 20 s'étend suivant une direction longitudinale sensiblement parallèle à la face latérale d'échappement 16 de la culasse 14. Dans la suite de la description, une direction parallèle à l'axe A1 sera qualifiée de direction axiale ou longitudinale. L'orifice d'entrée 26 du carter turbine 22 comporte une bride plate 28 qui est montée vissée sur une bride plate complémentaire 30 agencée autour de l'orifice de sortie du collecteur d'échappement 18, de manière à raccorder le collecteur d'échappement 18 au carter turbine 22. L'orifice de sortie (non représenté) du carter turbine 22 est raccordé à l'entrée du catalyseur primaire 19 par l'intermédiaire d'un conduit de raccordement 32. Selon le mode de réalisation représenté ici, le catalyseur primaire 19 comporte un tronçon principal 34 globalement cylindrique, parallèle à l'axe longitudinal A1, qui contient des supports monolithiques, ou monolithes, en céramique, pour le traitement des substances polluantes contenues dans les gaz d'échappement du moteur 10. Le conduit de raccordement 32 est ici un conduit coudé, globalement en forme de "U" ou de "V", qui est réalisé d'une seule pièce avec l'extrémité axiale droite, en considérant la figure 1, du tronçon principal 34, et qui est raccordé à l'orifice de sortie du carter de turbine 22 par l'intermédiaire d'une bride plate 36. La bride plate 36 du conduit de raccordement 32 est fixée sur une bride plate complémentaire 38, qui est agencée à la sortie du carter de turbine 22, ici au moyen de vis 40. Conformément aux enseignements de l'invention, le catalyseur 19 et le turbocompresseur 20 sont fixés sur le bloc- cylindres 12 par l'intermédiaire d'un support principal commun 42, qui est lui-même fixé sur le bloc-cylindres 12. Selon le mode de réalisation représenté ici, le support principal 42 a globalement la forme d'une plaque recourbée en forme de "C", selon un rayon de courbure légèrement supérieur au rayon du tronçon principal 34 du catalyseur 19, de manière à former un logement complémentaire du tronçon principal 34. Le support principal 42 est fixé sur des plots 44 de la paroi latérale 46 en vis-à-vis du bloc-cylindres 12, ici au moyen de vis 48. Avantageusement, les plots 44 sont réalisés venu de matière par moulage avec la paroi latérale 46 du bloc-cylindres 12. Le support principal 42 comporte ici, à chacune de ses extrémités axiales, une collerette radiale 50, 52 qui est munie de perçages longitudinaux conçus pour permettre la fixation du catalyseur 19 et du turbocompresseur 20 sur le support principal 42 au moyen de systèmes vis/écrou 54, 56. A cet effet, il est prévu, à chaque extrémité axiale du support principal 42, un demi-collier inférieur 58 et un demi-collier supérieur 60, en considérant la figure 2. Chaque demi-collier 58, 60 comporte une oreille radiale 62 percée pour le passage de la vis de fixation 54 associée. Les deux demi-colliers 58, 60 associés sont attachés entre eux par leurs extrémités circonférentielles, de manière à maintenir le tronçon principal 34 du catalyseur 19 par rapport au support 42, par serrage radial. Le catalyseur 19 est donc fixé sur le support principal 42 au moyen de deux paires de demi-colliers 58, 60 espacées axialement. Avantageusement, une béquille 64 est rapportée sur le support principal 42 et fixée au moyen de systèmes vis/écrou 56. La béquille 64 est fixée à la bride plate 36 du conduit de raccordement 32, par exemple au moyen de vis (non représentées). La fixation rigide de la bride plate 36 du conduit de raccordement 32 sur le bloc-cylindres 12, par l'intermédiaire de la béquille 64 et du support principal 42, permet donc une fixation rigide du turbocompresseur 20 par rapport au bloc-cylindres 12, car le turbocompresseur 20 est fixé à la bride plate 36 par l'intermédiaire du carter turbine 22. Par conséquent, l'agencement selon l'invention permet d'utiliser la raideur importante du catalyseur 19, notamment la raideur de son tronçon cylindrique 34, pour maintenir le turbocompresseur 20 et améliorer la tenue vibratoire du turbocompresseur 20. L'agencement selon l'invention permet un montage non hyperstatique, c'est-à-dire que le réglage de la position du turbocompresseur 20, par rapport au bloc-cylindres 12, est indépendant du réglage de la position du catalyseur 19, par rapport au bloc-cylindres 12. De plus, l'agencement selon l'invention est particulièrement compact et permet une rigidité importante de la fixation du turbocompresseur 20 par rapport au bloc-cylindres 12, malgré des sollicitations thermiques et mécaniques importantes, lors du fonctionnement du moteur 10. REVENDICATIONS 1. Moteur à combustion interne (10) de véhicule automobile comportant un bloc-cylindres (12), un collecteur d'échappement (18), et un turbocompresseur (20), du type dans lequel le turbocompresseur (20) comporte un carter turbine (22) dont l'orifice d'entrée (26) est raccordé à la sortie du collecteur d'échappement (18) et dont orifice de sortie est raccordé à l'entrée d'un catalyseur (19) par l'intermédiaire d'une bride plate (36), caractérisé en ce que le catalyseur (19) et le turbocompresseur (20) sont fixés sur le bloc-cylindres (12) par l'intermédiaire d'un support principal commun (42) qui est fixé sur le bloc-cylindres (12). 2. Moteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la bride plate (36) est fixée sur le support principal (42) par l'intermédiaire d'une béquille (64). 3. Moteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la béquille (64) est rapportée sur le support principal (42). 4. Moteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, du type dans lequel le catalyseur (19) comporte un tronçon globalement cylindrique (34) contenant au moins un support monolithique pour le traitement des gaz d'échappement, caractérisé en ce que le tronçon cylindrique (34) du catalyseur (19) est fixé sur le support principal (42) par l'intermédiaire d'au moins un demi-collier (58, 60). 5. Moteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le collecteur d'échappement (18) est réalisé en tôle.