Brevet FR2863308A1 — publié le 20050610

"Collecteur d'échappement comportant un conduit de sortie équipé d'une cloison interne et moteur comportant un tel collecteur" La présente invention concerne un collecteur d'échappement pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile. La présente invention concerne plus particulièrement un collecteur d'échappement en tôles mécano-soudées pour un moteur à combustion interne, comportant un corps principal à io simple paroi en tôle qui est pourvu d'au moins deux orifices d'entrée collectant les gaz d'échappement émis par le moteur et qui comporte au moins un conduit de sortie prévu pour être raccordé à un élément de conduit aval au moyen d'une bride qui est fixée sur l'extrémité aval du conduit de sortie. Actuellement, le maintien de la bride de fixation sur l'extrémité du conduit de sortie du collecteur d'échappement est généralement fait au moyen de plusieurs points de soudure supplémentaire, ou bien par ajout de goussets. Malgré ces moyens de fixation, la tenue thermomécanique 20 de la bride de fixation, lorsque le collecteur est réalisé en tôle mécano soudée, pose des problèmes. En particulier, la tenue de la bride de fixation sur le collecteur d'échappement est mauvaise en cisaillement. La présente invention vise à résoudre cet inconvénient en proposant une solution simple, efficace, et économique. A cet effet, l'invention propose un collecteur d'échappement du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le conduit de sortie comporte une cloison interne qui est fixée sur la paroi interne du corps de collecteur, et en ce que la bride est fixée à la fois sur l'extrémité aval du conduit de sortie et sur la cloison interne. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: B1305 r) 2863308 - la cloison interne comporte un tronçon tubulaire qui est globalement coaxial au conduit de sortie, et la bride est fixée sur la paroi axiale convexe du tronçon tubulaire; - la cloison interne comporte une collerette qui s'étend globalement radialement vers l'extérieur, à l'extrémité axiale amont du tronçon tubulaire, et le bord périphérique externe de la collerette est fixé sur la paroi interne du corps de collecteur; - la cloison interne est réalisée en une seule pièce; - la cloison interne est réalisée en tôle par emboutissage; - la cloison interne est réalisée en tôle par pliage; - la cloison interne est réalisée en tôles mécano-soudées; - la cloison interne est fixée sur le corps de collecteur par soudage; - l'épaisseur de la cloison interne est inférieure ou égale à 15 l'épaisseur de la tôle du corps de collecteur; La présente invention propose aussi un moteur à combustion interne caractérisé en ce qu'il comporte un collecteur d'échappement qui est réalisé selon la présente invention, et en ce que l'élément de conduit aval appartient à un turbocompresseur. 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 qui représente schématiquement un moteur à combustion interne équipé d'un collecteur d'échappement réalisé conformément aux enseignements de l'invention, - la figure 2 est une vue selon le plan de coupe 2-2 qui 30 représente schématiquement la partie centrale du collecteur d'échappement de la figure 1. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un moteur à combustion interne 10 qui est équipé d'un collecteur d'échappement 12 réalisé conformément aux enseignements de l'invention. Une portion du collecteur d'échappement 12 est représentée sur la figure 2 de manière schématique. Le collecteur d'échappement 12 est réalisé en tôle mécano soudé. C'est-àdire qu'il est constitué d'un assemblage de plusieurs pièces de tôles qui sont liées les unes aux autres par soudage. De manière classique, le collecteur d'échappement 12 io comporte un corps principal 14 à simple paroi en tôle, qui délimite au moins deux orifices d'entrée 16, 18. Les orifices d'entrée 16, 18 sont prévus pour collecter les gaz d'échappement qui sont émis par le moteur 10 à la sortie de sa culasse 11. Le corps 14 du collecteur 12 comporte aussi un conduit de sortie 20 qui est prévu pour être raccordé à un élément du conduit aval 22 au moyen d'une bride 24. Le conduit de sortie 20 délimite un orifice de sortie 21. Conformément aux enseignements de l'invention, le conduit de sortie 20 comporte une cloison interne 26 qui est fixée sur la paroi interne 28 du corps de collecteur 14. Selon le mode de réalisation représenté ici, la cloison interne 26 comporte un tronçon tubulaire 30 qui est globalement coaxial au conduit de sortie 20. La cloison interne 26 comporte aussi une collerette 32 qui s'étend globalement radialement vers l'extérieur, à l'extrémité axiale amont 34 du tronçon tubulaire 30. La cloison interne 26 est ici fixée sur la paroi interne 28 du corps de collecteur 14 par l'intermédiaire du bord périphérique 30 externe 36 de la collerette 32. La fixation de la collerette 32 sur la paroi interne 28 peut être réalisée, par exemple, par soudage, ou par collage. Avantageusement, le tronçon tubulaire 30 de la cloison interne 26 s'étend axialement à l'extérieur du corps de collecteur 14, au travers de l'orifice de sortie 21. Par conséquent, le tronçon d'extrémité aval 38 du tronçon 5 tubulaire 30 est décalé axialement vers l'extérieur, c'est-à-dire vers l'aval, par rapport à l'extrémité aval 40 du conduit de sortie 20. Selon une caractéristique de l'invention, la bride 24 est fixée à la fois sur l'extrémité aval 40 du conduit de sortie 20 et sur io la cloison interne 26. Selon le mode de réalisation représenté ici, la bride 24 est fixée sur la paroi axiale convexe externe 42 de l'extrémité aval 38 du tronçon tubulaire 30. La bride 24 peut être fixée sur le conduit de sortie 20 et 15 sur la cloison interne 26 par soudage. Avantageusement, la cloison interne 26 délimite avec la paroi interne du conduit de sortie 20 un espace annulaire 43 qui permet de créer une zone isolante entre l'intérieur et l'extérieur du collecteur 14, au niveau du conduit de sortie 20, au voisinage de la bride 24. Cette zone isolante permet notamment de minimiser les sollicitations thermo-mécaniques qui s'appliquent sur la liaison entre le conduit de sortie 20 et la bride 24. La cloison interne 26 est réalisée ici en une seule pièce, 25 par exemple en tôle d'acier par emboutissage. Selon des variantes de réalisation de l'invention (non représentées), la cloison interne 26 peut être réalisée en tôle par pliage, ou en tôles mécano-soudée. De préférence, l'épaisseur de la cloison interne 26 est 3o inférieure ou égale à l'épaisseur de la tôle du corps de collecteur 14. On note que le choix du matériau de la cloison interne 26 doit être compatible avec le matériau constituant le corps de collecteur 14, de manière à éviter des problèmes de dilatation différentielle entre la cloison interne 26 et le corps de collecteur 14, ce qui pourrait nuire à la bonne tenue de l'assemblage des deux éléments. Sur la figure 1, le moteur 10 est équipé d'un 5 turbocompresseur 44 qui est interposé entre le conduit de sortie 20 du collecteur 12 et un dispositif de dépollution 46. L'entrée de la turbine du turbocompresseur 44 forme ici l'élément de conduit aval 22 auquel est raccordé le conduit de sortie 20 du collecteur. io Grâce au collecteur 12 selon l'invention, les contraintes mécaniques qui s'appliquent sur la liaison entre la bride 24 et le corps de collecteur 14 sont réduites car la bride 24 est maintenue à la fois par sa fixation sur le conduit de sortie 20 et par sa fixation sur la cloison interne 26. Le collecteur d'échappement 12 selon l'invention est particulièrement avantageux dans le cas d'un moteur 10 équipé d'un turbocompresseur 44, dans lequel les contraintes thermomécaniques qui sont appliquées par le turbocompresseur 44 sur la bride 24 sont très importantes. De plus, la cloison interne 26 permet de réduire les échanges thermiques entre les gaz d'échappement et le milieu extérieur, en évitant le contact direct des gaz d'échappement chaud avec la paroi intérieure du conduit de sortie 20, grâce notamment à l'espace annulaire 43. La réduction des échanges thermiques favorise l'efficacité de fonctionnement du dispositif de dépollution 46. On constate que le coût du collecteur 12 selon l'invention est moindre que celui d'un collecteur d'échappement comportant une double paroi en tôle sur l'ensemble du corps 14. La masse du collecteur 12 selon l'invention est aussi moindre. REVENDICATIONS 1. Collecteur d'échappement (12) en tôles mécano-soudées pour un moteur à combustion interne (10), comportant un corps principal (14) à simple paroi en tôle qui est pourvu d'au moins deux orifices d'entrée (16, 18) collectant les gaz d'échappement émis par le moteur (10) et qui comporte au moins un conduit de sortie (20) prévu pour être raccordé à un élément de conduit aval (22) au moyen d'une bride (24) qui est fixée sur l'extrémité aval (40) du conduit de sortie (20), caractérisé en ce que le conduit de io sortie (20) comporte une cloison interne (26) qui est fixée sur la paroi interne (28) du corps de collecteur (14), et en ce que la bride (24) est fixée à la fois sur l'extrémité aval (40) du conduit de sortie (20) et sur la cloison interne (26). 2. Collecteur (12) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la cloison interne (26) comporte un tronçon tubulaire (30) qui est globalement coaxial au conduit de sortie (20), et en ce que la bride (24) est fixée sur la paroi axiale convexe (42) du tronçon tubulaire (30). 3. Collecteur (12) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la cloison interne (26) comporte une collerette (32) qui s'étend globalement radialement vers l'extérieur, à l'extrémité axiale amont (34) du tronçon tubulaire (30), et en ce que le bord périphérique externe (36) de la collerette (32) est fixé sur la paroi interne (28) du corps de collecteur (14). 4. Collecteur (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cloison interne (26) est réalisée en une seule pièce. 5. Collecteur (12) selon la revendication précédente, 30 caractérisé en ce que la cloison interne (26) est réalisée en tôle par emboutissage. 6. Collecteur (12) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la cloison interne (26) est réalisée en tôle par pliage. 7. Collecteur (12) selon l'une quelconque des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que la cloison interne (26) est réalisée en tôles mécano-soudées. 8. Collecteur (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cloison interne (26) est fixée sur le corps de collecteur (14) par soudage. 9. Collecteur (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur de la cloison interne (26) est inférieure ou égale à l'épaisseur de la io tôle du corps de collecteur (14). 10. Moteur (10) à combustion interne caractérisé en ce qu'il comporte un collecteur d'échappement (12) qui est réalisé selon l'une quelconque des revendications précédentes, et en ce que l'élément de conduit aval (22) appartient à un turbocompresseur (44).