Brevet FR2869638A1 — publié le 20051104

COMPENSATEUR DE GAZ D'ECHAPPEMENT La présente invention concerne un compensateur de gaz d'échappement pour relier un premier tronçon avec un deuxième tronçon d'une conduite de gaz d'échappement. Pour relier deux tronçons d'une conduite de gaz d'échappement, l'homme du métier connaît la liaison par tubes emmanchés. Dans ce cas, un premier tronçon avec un diamètre intérieur plus important est enfilé sur un deuxième tronçon. Du fait de l'auto-serrage, une fixation supplémentaire des tubes entre eux n'est pas nécessaire. Pour que l'auto-serrage ait lieu, un recouvrement suffisamment grand des deux tronçons est cependant nécessaire, ce qui conduit à une longueur importante. Le document DE 35 39 778 Cl divulgue une conduite de gaz d'échappement qui est entourée d'un boîtier refroidi par eau. Entre la conduite de gaz d'échappement et le boîtier est prévue une fente constituant un vide d'air et servant à l'isolation thermique. Le point de liaison entre un premier tronçon et un deuxième tronçon de la conduite de gaz d'échappement est réalisé sous forme d'une liaison par emmanchement tubulaire. Le passage de l'eau depuis un premier boîtier jusqu'à un deuxième boîtier est réalisé à l'aide d'une douille de liaison. Pour assurer une liaison efficace des tronçons de la conduite de gaz d'échappement et des boîtiers environnants, un positionnement précis des pièces à relier est toutefois impérativement nécessaire. Le document US 2 014 355 divulgue un compensateur de gaz d'échappement pour relier un premier tronçon avec un deuxième tronçon d'une conduite de gaz d'échappement. Celui-ci se compose d'une conduite intérieure pour le passage des gaz d'échappement, d'une deuxième conduite qui entoure la première conduite de manière concentrique et respectivement d'une bride sur chaque côté frontal pour relier le compensateur de gaz d'échappement avec un tronçon de la conduite de gaz d'échappement. La deuxième conduite est disposée avec un espacement radial par rapport à la première conduite, ce qui conduit à la formation d'un compartiment annulaire. La conduite intérieure se compose d'un premier tube ondulé qui est relié avec la première bride, d'un deuxième tube ondulé qui est relié avec la deuxième bride ainsi que d'un morceau de tube qui est disposé dans un tronçon central entre le premier et le deuxième tubes ondulés. Dans ce tronçon central, le deuxième tube servant d'entourage est également réalisé sous forme d'un tube ondulé. Un liquide de refroidissement est, par l'intermédiaire d'une entrée radiale se trouvant dans la zone de la première bride, amené au compartiment annulaire situé entre la première et la deuxième conduite. Ceci assure le refroidissement de la conduite intérieure. La sortie du liquide de refroidissement a lieu dans la zone de la deuxième bride, et ceci également par l'intermédiaire d'une sortie radiale. Le compensateur de gaz d'échappement représenté n'est utilisable que de manière restreinte pour un moteur à combustion interne muni d'un turbocompresseur actionné par les gaz d'échappement, car de l'énergie est prélevée dans les gaz d'échappement du fait du refroidissement. Ceci abaisse le rendement d'un turbocompresseur actionné par les gaz d'échappement. L'objectif de l'invention est de concevoir pour un moteur à combustion interne muni d'un turbocompresseur actionné par les gaz d'échappement un compensateur de gaz d'échappement qui serve à relier un premier tronçon avec un deuxième tronçon d'une conduite de gaz d'échappement et qui compense les dilatations thermiques et les changements de position de la conduite de gaz d'échappement. La solution selon l'invention pour atteindre cet objectif réside dans un compensateur de gaz d'échappement pour relier un premier tronçon avec un deuxième tronçon d'une conduite de gaz d'échappement, comprenant un premier tube ondulé pour le passage des gaz d'échappement, une douille de protection placée à l'intérieur du premier tube ondulé, un deuxième tube ondulé entourant de manière coaxiale le premier tube ondulé et un compartiment annulaire pour le passage d'un liquide entre le premier tube ondulé et le deuxième tube ondulé. Selon des modes de réalisation préférés de ce compensateur de gaz d'échappement selon l'invention: - sur les côtés frontaux du compensateur de gaz d'échappement est disposée respectivement une bride pour relier le compensateur de gaz d'échappement avec les tronçons de la conduite de gaz d'échappement; - le premier tube ondulé et le deuxième tube ondulé sont reliés de manière inamovible avec les brides; - les brides comprennent des ouvertures axiales 5 pour amener un liquide vers le compartiment annulaire ou pour en évacuer un liquide; - la douille de protection est réalisée à double paroi; - la douille de protection est placée dans le premier tube ondulé de telle manière qu'entre la douille de protection et le premier tube ondulé se forme une fente constituant un vide d'air; - la douille de protection est reliée de manière inamovible avec une des deux brides; - le premier tube ondulé et le deuxième tube ondulé comprennent une première zone avec une ondulation régulière et une deuxième zone avec une ondulation irrégulière; - la première zone est directement adjacente avec 20 la bride. Le compensateur de gaz d'échappement selon l'invention comprend un premier tube ondulé pour le passage des gaz d'échappement, une douille de protection qui est placée à l'intérieur du premier tube ondulé, un deuxième tube ondulé qui entoure de manière coaxiale le premier tube ondulé et un compartiment annulaire pour le passage d'un liquide entre le premier tube ondulé et le deuxième tube ondulé. Pour la fixation du compensateur de gaz d'échappement avec la conduite de gaz d'échappement, des brides comprenant des ouvertures axiales pour amener un liquide au compartiment annulaire sont respectivement prévues sur les côtés frontaux. La douille de protection mise en place dans le premier tube ondulé est à double paroi et est insérée dans le premier tube ondulé de telle façon qu'une fente constituant un vide d'air se forme entre la douille de protection et le premier tube ondulé. L'invention permet de compenser au moyen du compensateur de gaz d'échappement des déports latéraux de la conduite de gaz d'échappement. Le premier tube ondulé pour le passage des gaz d'échappement est protégé par la douille de protection contre des températures trop élevées. La douille de protection et la fente constituant un vide d'air empêchent de manière efficace l'évacuation de la chaleur hors des gaz d'échappement. La conception simple du compensateur de gaz d'échappement permet une fabrication économique. Dans le cas d'une réalisation il est proposé que le premier tube ondulé et le deuxième tube ondulé comprennent une première zone avec une ondulation régulière et une deuxième zone avec une ondulation irrégulière. La première zone avec une ondulation régulière se trouve par exemple à la suite directe des brides et la deuxième zone se trouve dans le tronçon central du compensateur de gaz d'échappement. L'avantage que procure ce mode de réalisation est que la masse du compensateur de gaz d'échappement est moindre, ce qui réduit la possibilité d'un amorçage d'oscillations. Le dessin représente les exemples de réalisation 30 préférés. Les figures montrent: Figure 1 le compensateur de gaz d'échappement en tant que dessin en coupe; Figure 2 le compensateur de gaz d'échappement avec une vue de la surface frontale et Figure 3 le compensateur de gaz d'échappement avec des zones ayant des ondulations différentes. La figure 1 montre le compensateur de gaz d'échappement 1 en tant que dessin en coupe. Le compensateur de gaz d'échappement 1 relie entre eux un premier tronçon 2 et un deuxième tronçon 3 d'une conduite de gaz d'échappement. Par l'intermédiaire de la conduite de gaz d'échappement, les gaz d'échappement du moteur à combustion interne sont amenés à un turbocompresseur non représenté, actionné par les gaz d'échappement. Le compensateur de gaz d'échappement 1 est relié par vissage avec chaque tronçon de la conduite de gaz d'échappement par l'intermédiaire d'une première bride 8 et d'une deuxième bride 9 (forures 12). Des rainures 11 servant à recevoir des joints sont prévues pour réaliser l'étanchéité des surfaces des brides par rapport à la conduite de gaz d'échappement. Les éléments d'étanchéité disposés dans les rainures 11 se trouvent dans une zone où les températures sont faibles. Comme autres composants, le compensateur de gaz d'échappement 1 comprend un premier tube ondulé 4, un deuxième tube ondulé 6 et une douille de protection 5. Le deuxième tube ondulé 6 entoure avec un espacement radial le premier tube ondulé 4, ce qui conduit à la formation d'un compartiment annulaire. Les deux tubes ondulés sont soudés sur les brides 8, 9. La douille de protection 5 est soudée sur la deuxième bride 9. La douille de protection 5 s'appuie par l'intermédiaire d'une bague 17 sur la surface formant le diamètre intérieur de la première bride 8. La douille de protection 5 est réalisée à double paroi en formant ainsi une première fente constituant un vide d'air 13. La douille de protection 5 est placée à l'intérieur du premier tube ondulé 4 de telle manière qu'entre celle-ci et le premier tube ondulé 4 se forme une deuxième fente constituant un vide d'air 14. Le premier tronçon 2 de la conduite de gaz d'échappement est entouré par un premier boîtier 18. Le deuxième tronçon 3 de la conduite de gaz d'échappement est entouré par un deuxième boîtier 19. La fonctionnalité du compensateur de gaz 15 d'échappement 1 est la suivante: Les gaz d'échappement provenant du premier tronçon 2 de la conduite de gaz d'échappement sont conduits dans le deuxième tronçon 3 de la conduite de gaz d'échappement par l'intermédiaire du premier tube ondulé 4 dans lequel est introduite la douille de protection 5. Le passage de liquide depuis le premier boîtier 18 jusqu'au deuxième boîtier 19 a lieu par l'intermédiaire d'ouvertures 10 dans la première bride 8, du compartiment annulaire 7 et d'ouvertures 10 dans la deuxième bride 9. Sur la figure 1, ce passage est représenté par des flèches correspondantes. Grâce à la première fente constituant un vide d'air 13 et à la deuxième fente constituant un vide d'air 14, le transfert de chaleur hors des gaz d'échappement vers le liquide se trouvant dans le compartiment annulaire 7 est réduit. La figure 2 d'échappement avec deuxième bride 9. les ouvertures 10 pour deuxième boîtier 19. Il les forures 12 décalées et 9. La figure 3 montre le compensateur de gaz d'échappement 1 dans un deuxième mode de réalisation. Le compensateur de gaz d'échappement 1 de la figure 3 se différencie du compensateur de gaz d'échappement 1 de la figure 1 par le fait qu'aussi bien le premier tube ondulé 4 que le deuxième tube ondulé 6 comprennent une deuxième zone 16 avec une ondulation plus faible ou plus discontinue. Ceci signifie en d'autres termes qu'aussi bien le premier tube ondulé 4 que le deuxième tube ondulé 6 comprennent une première zone 15 avec une ondulation régulière et une deuxième zone 16 avec une ondulation irrégulière. Comme le montre la figure 3, la première zone 15 des deux tubes ondulés 4, 6 se raccorde directement aux brides 8, 9. La deuxième zone 16 s'étend dans un tronçon central entre les premières zones 15. Ce mode de réalisation permet de réduire la masse du compensateur de gaz d'échappement 1. Une réduction de la masse conduit à une modification de la fréquence propre du compensateur de gaz d'échappement, ce qui réduit nettement la possibilité d'un amorçage d'oscillations. La description de la figure 1 s'applique pour le reste de la fonctionnalité. représente le compensateur de gaz une vue sur le côté frontal de la Cette représentation permet de voir la sortie du liquide vers le est également possible de voir de 90 degrés des deux brides 8 La description fait apparaître les avantages suivants pour le compensateur de gaz d'échappement selon l'invention: - les modifications de longueur dues à la température et les déports latéraux des tronçons d'une conduite de gaz d'échappement sont compensés de manière efficace; - la douille de protection et les deux fentes constituant des vides d'air protègent le premier tube ondulé et réalisent une isolation, c'est-à-dire que la déperdition de chaleur hors des gaz d'échappement est réduite; - les éléments d'étanchéité se trouvent dans une zone où les températures sont faibles; - la conception simple permet une fabrication économique et - un montage et un démontage du compensateur de gaz d'échappement est possible sans que l'on doive démonter les composants adjacents. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Compensateur de gaz d'échappement (1) pour relier un premier tronçon (2) avec un deuxième tronçon (3) d'une conduite de gaz d'échappement, comprenant un premier tube ondulé (4) pour le passage des gaz d'échappement, une douille de protection (5) placée à l'intérieur du premier tube ondulé (4), un deuxième tube ondulé (6) entourant de manière coaxiale le premier tube ondulé (4) et un compartiment annulaire (7) pour le passage d'un liquide entre le premier tube ondulé (4) et le deuxième tube ondulé (6). 2. Compensateur de gaz d'échappement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur les côtés frontaux du compensateur de gaz d'échappement (1) est disposée respectivement une bride (8, 9) pour relier le compensateur de gaz d'échappement (1) avec les tronçons (2, 3) de la conduite de gaz d'échappement. 3. Compensateur de gaz d'échappement (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier tube ondulé (4) et le deuxième tube ondulé (6) sont reliés de manière inamovible avec les brides (8, 9). 4. Compensateur de gaz d'échappement (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les brides (8, 9) comprennent des ouvertures axiales (10) pour amener un liquide vers le compartiment annulaire (7) ou pour en évacuer un liquide. 5. Compensateur de gaz d'échappement (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la douille de protection (5) est réalisée à double paroi. 6. Compensateur de gaz d'échappement (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la douille de protection (5) est placée dans le premier tube ondulé (4) de telle manière qu'entre la douille de protection (5) et le premier tube ondulé (4) se forme une fente constituant un vide d'air. 7. Compensateur de gaz d'échappement (1) selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la douille de protection (5) est reliée de manière inamovible avec une des deux brides (8, 9). 8. Compensateur de gaz d'échappement (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier tube ondulé (4) et le deuxième tube ondulé (6) comprennent une première zone avec une ondulation régulière (15) et une deuxième zone avec une ondulation irrégulière (16). 9. Compensateur de gaz d'échappement (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la première zone (15) est directement adjacente avec la bride (8, 9).