Brevet FR2863306A1 — publié le 20050610

"Collecteur d'échappement équipé d'un déflecteur rapporté et moteur comportant ce 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 pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile, comportant un corps principal qui est pourvu d'au moins deux orifices d'entrée collectant les gaz io d'échappement émis par le moteur et qui est pourvu d'au moins un orifice de sortie prévu pour être raccordé à un élément de conduit aval, du type dans lequel l'orifice de sortie est agencé en vis-à-vis d'une paroi intermédiaire du corps principal qui s'étend de manière sensiblement rectiligne entre deux orifices d'entrée. La conception du collecteur d'échappement a une influence importante sur les performances du moteur qu'il équipe. En particulier, la forme du collecteur d'échappement a une influence sur les pertes de charges du moteur dues à une mauvaise évacuation des gaz d'échappement vers la partie aval du circuit d'échappement. Pour réduire les pertes de charge induites par la forme du collecteur d'échappement, il a été proposé de donner à la paroi intermédiaire, située en vis-à-vis de l'orifice de sortie, une forme particulière telle que représentée sur la figure 1. Sur cette figure, la paroi intermédiaire 26 du collecteur 12, en tôles mécano-soudées, forme un bossage 27 qui s'étend à l'intérieur du collecteur 12, vers l'orifice de sortie 20, de manière à améliorer la canalisation des gaz d'échappement vers l'orifice de sortie 20. Le bossage de la paroi intermédiaire est obtenu par emboutissage. Dans un tel collecteur, on constate que la déformation de la paroi intermédiaire est insuffisante pour remédier de manière satisfaisante aux pertes de charge, car les gaz d'échappement sont insuffisamment guidés vers l'orifice de sortie. Un autre inconvénient de ce type de collecteur est que la déformation de la paroi intermédiaire est préjudiciable à une bonne tenue thermomécanique du collecteur d'échappement. Cette mauvaise tenue thermo-mécanique est particulièrement pénalisante lorsque l'orifice de sortie est raccordé à un turbocompresseur, car le turbocompresseur applique des contraintes thermo-mécaniques très importantes sur le collecteur. io L'invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un collecteur d'échappement qui soit simple, efficace et économique. Dans ce but, l'invention propose un collecteur d'échappement du type décrit précédemment, caractérisé en ce que la paroi intermédiaire comporte un déflecteur rapporté qui est prévu pour canaliser le flux de gaz d'échappement provenant de chaque orifice d'entrée vers l'orifice de sortie. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le déflecteur comporte deux cloisons qui sont agencées globalement de part et d'autre de l'axe de l'orifice de sortie, et qui sont jointes suivant un bord transversal de liaison, du côté de l'orifice de sortie, et chaque cloison a un profil, dans un plan axial perpendiculaire au bord de liaison, qui est concave du côté de l'orifice d'entrée associé ; - le profil de chaque cloison décrit globalement un arc de cercle, et le tronçon d'extrémité de l'arc de cercle qui est opposé au bord de liaison est fixé sur la paroi intermédiaire; le déflecteur est réalisé en une seule pièce en tôle, notamment par emboutissage ou par pliage; - le collecteur étant réalisé par moulage, le déflecteur est inséré à la coulée, lors du moulage du collecteur, pour être fixé sur la paroi intermédiaire; - le déflecteur est fixé sur la paroi intermédiaire par soudage le déflecteur est fixé sur la paroi intermédiaire par collage. L'invention propose aussi un moteur à combustion interne de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un collecteur d'échappement selon l'une des caractéristiques précédentes, 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 io compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en coupe longitudinale qui représente schématiquement un collecteur d'échappement selon l'état de la technique; - la figure 2 est une vue en perspective qui représente schématiquement un moteur équipé d'un collecteur d'échappement conforme aux enseignements de l'invention - la figure 3 est une vue de face qui représente une portion du collecteur d'échappement de la figure 2 vu du côté de l'orifice de sortie; - la figure 4 est une vue en coupe axiale selon le plan de coupe 4-4 qui représente la portion de collecteur de la figure 3 et un déflecteur conforme aux enseignements de l'invention; - la figure 5 est une vue en coupe axiale selon le plan de coupe 5-5 qui représente la portion de collecteur de la figure 3 et le déflecteur de la figure 4. Sur la figure 2, 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. Sur les figures 3 à 5, on a représenté une portion du collecteur d'échappement 12. 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. Le collecteur 12 comporte un corps principal 14 qui est pourvu d'au moins deux orifices d'entrée 16, 18 collectant les gaz 5 d'échappement émis par le moteur à combustion 10. Le corps 14 est également pourvu d'un orifice de sortie 20 qui est prévu pour être raccordé à un élément du conduit aval 22. L'élément de conduit aval 22 est constitué ici par l'entrée de la turbine d'un turbocompresseur 24. io Comme on peut le voir sur la figure 4, l'orifice de sortie 20 est agencé en vis-à-vis d'une paroi intermédiaire 26 du corps principal 14. Selon le mode de réalisation représenté ici, l'axe Al de l'orifice de sortie 20 est sensiblement orthogonal aux axes A2, A3 15 des orifices d'entrées 16, 18. Dans la suite de la description, on utilisera à titre non limitatif une orientation axiale suivant l'axe Al de l'orifice de sortie 20 et une orientation transversale par rapport à l'axe Al. Selon une variante de réalisation (non représentée), l'axe Al de l'orifice de sortie 20 peut être sensiblement parallèle aux axes A2, A3 des orifices d'entrées 16, 18. L'orifice de sortie 20 est délimité ici par un tronçon tubulaire 28 qui s'étend vers l'extérieur du corps principal 14 du collecteur 12. Une bride 30 est fixée ici à l'extrémité libre du tronçon tubulaire 28 en vue de permettre le raccordement de l'orifice de sortie 20 à l'élément de conduit aval 22. On note que la paroi intermédiaire 26 s'étend de manière sensiblement rectiligne entre un premier et un second orifices d'entrée 16, 18, qui sont agencés de part et d'autre de l'orifice de sortie 20, ce qui assure une bonne tenue thermo-mécanique du corps de collecteur 14. Conformément aux enseignements de l'invention, la paroi intermédiaire 26 comporte un déflecteur rapporté 32 qui est prévu pour canaliser le flux de gaz d'échappement provenant de chaque orifice d'entrée 16, 18 vers l'orifice de sortie 20. Avantageusement, le déflecteur 32 comporte deux cloisons 34, 36 similaires qui sont agencées de part et d'autre de l'axe Al s de l'orifice de sortie 20. Le déflecteur 32 admet ici un plan de symétrie P qui passe par l'axe Al de l'orifice de sortie 20 et qui est parallèle aux axes A2, A3 des orifices d'entrée 16, 18. Les deux cloisons 34, 36 sont jointes l'une à l'autre par un io bord de liaison 38 qui est transversal à l'axe Al de l'orifice de sortie 20, et qui est ici sensiblement parallèle aux axes A2, A3 des orifices d'entrée 16, 18. Le bord de liaison 38 est agencé du côté de l'orifice de sortie 20. Chaque cloison 34, 36 a un profil, dans un plan axial perpendiculaire au plan de symétrie P, qui est concave du côté de l'orifice d'entrée 16, 18 associé. Ainsi, en considérant la figure 4, le profil de la cloison 34 située à gauche de l'axe Al est concave du côté du premier orifice d'entrée 16, et le profil de la cloison 36 située à droite de l'axe Al est concave du côté du second orifice d'entrée 18. De préférence, le profil de chaque cloison 34, 36 décrit globalement un arc de cercle. Le tronçon d'extrémité de l'arc de cercle qui est opposé au 25 bord de liaison 38 définit un bord de fixation 40, 42 de la cloison 34, 36 sur la paroi intermédiaire 26. Chaque cloison 34, 36 comporte ici une portion sensiblement plane et parallèle au plan de symétrie P, du côté du bord de liaison 38, et une portion plane qui est sensiblement transversale à l'axe Al de l'orifice de sortie 18 du côté du bord de fixation 40, 42. Avantageusement, le déflecteur 32 est réalisé en une seule pièce en tôle d'acier, par emboutissage et/ou par pliage. Selon le mode de réalisation représenté ici, le bord de liaison 38 du déflecteur 32 est formé par un pli de la pièce en tôle. Selon une variante de réalisation (non représentée), le 5 déflecteur 32 peut être réalisé par un assemblage de tôles mécano-soudées. Le déflecteur 32 est ici fixé sur la paroi intermédiaire 26 par soudage, au niveau des bords de fixation 40, 42. Selon des variantes de réalisation (non représentées), le io déflecteur 32 peut être fixé par collage, ou bien il peut être inséré à la coulée lorsque le collecteur 12 est réalisé par moulage. Comme on l'a illustré par des flèches F sur la figure 4, les gaz d'échappement qui pénètrent dans le corps de collecteur 14 par les orifices d'entrées 16, 18 sont dirigés vers l'orifice de sortie 20 par l'intermédiaire de la cloison 34, 36 associée à chaque orifice d'entrée 16, 18. On note que le matériau du déflecteur 32 est choisi de manière qu'il soit compatible avec le matériau constituant le corps de collecteur 14, afin d'éviter des problèmes de dilatation différentielles qui pourraient nuire à la bonne tenue du déflecteur 32 dans le corps de collecteur 14. Le collecteur 12 selon l'invention est particulièrement avantageux dans le cas où l'orifice de sortie 20 est raccordé à un turbocompresseur 24, car le corps de collecteur 14 est plus résistant aux sollicitations thermo-mécaniques, du fait que la paroi intermédiaire 26 ne comporte pas de déformation. REVENDICATIONS 1. Collecteur d'échappement (12) pour un moteur à combustion interne (10) de véhicule automobile, comportant un corps principal (14) qui est pourvu d'au moins deux orifices d'entrée (16, 18) collectant les gaz d'échappement émis par le moteur (10) et qui est pourvu d'au moins un orifice de sortie (20) prévu pour être raccordé à un élément de conduit aval (22), du type dans lequel l'orifice de sortie (20) est agencé en visà-vis d'une paroi intermédiaire (26) du corps principal (14) qui s'étend de manière sensiblement rectiligne entre deux orifices d'entrée (16, 18), caractérisé en ce que la paroi intermédiaire (26) comporte un déflecteur rapporté (32) qui est prévu pour canaliser le flux de gaz d'échappement provenant de chaque orifice d'entrée (16, 18) vers l'orifice de sortie (20). 2. Collecteur (12) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le déflecteur (32) comporte deux cloisons (34, 36) qui sont agencées globalement de part et d'autre de l'axe (Al) de l'orifice de sortie (20), et qui sont jointes suivant un bord transversal de liaison (38), du côté de l'orifice de sortie (20), et en ce que chaque cloison (34, 36) a un profil, dans un plan axial perpendiculaire au bord de liaison (38), qui est concave du côté de l'orifice d'entrée (16, 18) associé. 3. Collecteur (12) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le profil de chaque cloison (34, 36) décrit globalement un arc de cercle, et en ce que le tronçon d'extrémité (40, 42) de l'arc de cercle qui est opposé au bord de liaison (38) est fixé sur la paroi intermédiaire (26). 4. Collecteur (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le déflecteur (32) est réalisé en une seule pièce en tôle, notamment par emboutissage ou par pliage. 5. Collecteur (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, du type qui est réalisé par moulage, caractérisé en ce que le déflecteur (32) est inséré à la coulée, lors du moulage du collecteur (12), pour être fixé sur la paroi intermédiaire (26). 6. Collecteur (12) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le déflecteur (32) est 5 fixé sur la paroi intermédiaire (26) par soudage. 7. Collecteur (12) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le déflecteur (32) est fixé sur la paroi intermédiaire (26) par collage. 8. Moteur à combustion interne (10) de véhicule io automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un collecteur d'échappement (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, et en ce que l'élément de conduit aval (22) appartient à un turbocompresseur (24).