Brevet FR2860035A1 — publié le 20050325

La présente invention concerne un ensemble d'échappement pour moteur thermique suralimenté. L'invention vise également un moteur thermique équipé d'un tel ensemble d'échappement. La figure 1 est une vue schématique montrant l'avant d'un moteur thermique équipé d'un ensemble d'échappement selon l'état de la technique. La figure 2 est une vue de dessus du moteur thermique équipé de l'ensemble d'échappement selon la figure 1. Les figures 1 et 2 ci-dessus montrent un moteur thermique suralimenté comprenant un bloc cylindre 1, une culasse 2 et un collecteur de gaz d'échappement 3 relié par une tubulure 4 à l'entrée de la turbine d'un turbocompresseur 5. La sortie de ce dernier est reliée par un conduit conique divergent 6 à un catalyseur primaire 7 dont la sortie est reliée à un conduit conique convergent 8 relié par un tube 9 à un catalyseur principal 10, par l'intermédiaire d'un flexible 11 et d'un raccord 12. La sortie du catalyseur 10 est reliée par un tube 13 à un pot de détente et un silencieux qui débouche dans l'atmosphère. On sait que les catalyseurs 7 et 10 ne sont efficaces que lorsque la matière catalytique qu'ils renferment atteint une température de l'ordre de 700 à 900 C. Cette température n'est atteinte après démarrage du moteur qu'après quelques minutes de fonctionnement du moteur. Ainsi, pendant cette période, les gaz d'échappement s'échappent dans l'atmosphère sans être dépollués. Cet inconvénient est dû au fait que les gaz d'échappement parcourent une distance relativement importante et se refroidissent avant d'atteindre les catalyseurs, étant donné notamment que le cône d'entrée 6 du catalyseur 7 est en contact avec l'atmosphère. Par ailleurs, l'ensemble constitué par la tubulure 4, le turbocompresseur 5, le cône d'entrée 6 et le catalyseur primaire 7 disposé sur l'un des côtés du moteur est relativement encombrant. Le but de la présente invention est de réduire l'encombrement de l'ensemble d'échappement ci-dessus tout en réduisant la pollution engendrée par les gaz d'échappement après les démarrages à froid du moteur thermique. Suivant l'invention, l'ensemble d'échappement d'un moteur thermique suralimenté comprenant un collecteur de gaz d'échappement relié à l'entrée de la turbine d'un turbocompresseur dont la sortie est reliée par un conduit conique divergent à un catalyseur primaire dont la sortie est reliée à un conduit conique convergent lui-même relié par un tube à un catalyseur principal est caractérisé en ce que cet ensemble comprend une liaison physique directe entre le collecteur de gaz d'échappement et le conduit conique divergent relié au catalyseur primaire. Cette liaison physique directe entre le collecteur et le conduit conique ci-dessus permet de réaliser un échange thermique direct entre ces deux parties et de réduire ainsi les déperditions thermiques engendrant un refroidissement des gaz d'échappement avant leur arrivée dans le catalyseur primaire, lors des démarrages à froid du moteur thermique. De plus, la liaison physique ci-dessus a pour effet de rapprocher le conduit conique précité du collecteur d'échappement et ainsi de réduire l'encombrement de l'ensemble d'échappement à proximité du moteur thermique. De préférence, ladite liaison physique est constituée par une paroi commune qui établit une relation d'échange thermique entre le collecteur de gaz d'échappement et ledit conduit conique divergent. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - ladite paroi commune comporte une partie prépondérante qui s'étend sensiblement parallèlement à la longueur du collecteur de gaz d'échappement, - ledit conduit conique divergent comporte une partie latérale qui s'étend en regard du collecteur de gaz d'échappement et qui est directement reliée à la surface extérieure de ce collecteur, - ladite partie latérale du conduit conique divergent porte une demi- coquille d'assemblage qui est assemblée avec une demi-coquille qui est portée par le collecteur de gaz d'échappement. Les caractéristiques ci-dessus permettent d'atteindre les objectifs de l'invention, à savoir la réduction de l'encombrement et de rendre les catalyseurs efficaces plus rapidement, en réduisant la pollution, après les démarrages à froid du moteur. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description qui suit. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: Les figures 3 et 4 sont des vues analogues aux figures 1 et 2, illustrant un ensemble d'échappement selon l'invention. L'ensemble d'échappement représenté sur les figures 3 et 4 comporte des parties identiques à celles de l'ensemble connu représenté sur les figures 1 et 2. Ces parties identiques comportent des références identiques à celles des figures 1 et 2 et leur description ne sera par conséquent pas reprise. Comme indiqué sur les figures 3 et 4, l'ensemble d'échappement selon l'invention, comprend une liaison physique directe 15 entre le collecteur 3 de gaz d'échappement et le conduit conique divergent 6 relié au catalyseur primaire 7. La figure 4 montre plus clairement que la liaison physique 15 est constituée par une paroi commune qui établit une relation d'échange thermique entre le collecteur 3 de gaz d'échappement et le conduit conique divergent 6. La figure 4 montre d'autre part que la paroi commune 15 comporte une partie prépondérante qui s'étend sensiblement parallèlement à la longueur du collecteur 3 de gaz d'échappement. En outre, les axes du turbocompresseur 5, du conduit conique 6, du catalyseur 7 sont situés dans des plans sensiblement parallèles à l'axe du collecteur 3 et celui de la culasse 2. Plus précisément, dans l'exemple représenté le conduit conique divergent 6 comporte une partie latérale qui s'étend en regard du collecteur 3 de gaz d'échappement et qui est directement reliée à la surface extérieure de ce collecteur 3. Autrement dit, le conduit conique 6 est en partie intégré au collecteur 3. Cette partie latérale du conduit conique divergent 6 pourrait porter une demi-coquille d'assemblage qui pourrait être assemblée avec une demicoquille portée par le collecteur 3 de gaz d'échappement. En comparant les figures 3 et 4 avec les figures 1 et 2, on constate que l'ensemble d'échappement selon l'invention, est au voisinage du moteur, beaucoup plus compact que l'ensemble d'échappement connu selon l'état de la technique. De plus, la figure 4 en particulier montre que les gaz d'échappement entrant dans le conduit conique 6 qui précède le catalyseur primaire 7 bénéficient de l'échange thermique avec le collecteur 3. En conséquence, lors des démarrages à froid du moteur la matière catalytique contenue dans les catalyseurs 7 et 10 atteint plus rapidement sa température maximale d'efficacité. Et le cas échéant, on peut réduire la quantité de la matière précieuse de ces catalyseurs et diminuer ainsi le coût de ceux- ci. REVENDICATIONS 1. Ensemble d'échappement d'un moteur thermique suralimenté comprenant un collecteur de gaz d'échappement (3) relié à l'entrée de la turbine d'un turbocompresseur (5) dont la sortie est reliée par un conduit conique divergent (6) à un catalyseur primaire (7) dont la sortie est reliée à un conduit conique convergent (8) lui-même relié par un tube (9) à un catalyseur principal (10), caractérisé en ce que cet ensemble comprend une liaison physique (15) directe entre le collecteur (3) de gaz d'échappement et le conduit conique divergent (6) relié au catalyseur primaire (7). 2. Ensemble d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite liaison physique est constituée par une paroi commune (15) qui établit une relation d'échange thermique entre le collecteur de gaz d'échappement (3) et ledit conduit conique divergent (6). 3. Ensemble d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite paroi commune (15) comporte une partie prépondérante qui s'étend sensiblement parallèlement à la longueur du collecteur de gaz d'échappement (3). 4. Ensemble d'échappement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit conduit conique divergent (6) comporte une partie latérale qui s'étend en regard du collecteur de gaz d'échappement (3) et qui est directement reliée à la surface extérieure de ce collecteur (3). 5. Ensemble d'échappement selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite partie latérale du conduit conique divergent (6) porte une demicoquille d'assemblage qui est assemblée avec une demi-coquille qui est portée par le collecteur de gaz d'échappement (3). 6. Moteur thermique suralimenté équipé d'un ensemble d'échappement selon l'une des revendications 1 à 5.