Brevet FR2882091A1 — publié le 20060818

"Agencement d'un élément de raccord coudé comportant une plaque de fixation et une coquille dans un circuit d'échappement de moteur à combustion" L'invention concerne un agencement d'un élément de 5 raccord coudé dans le circuit d'échappement d'un moteur à combustion interne. L'invention concerne plus particulièrement un agencement d'un élément de raccord coudé dans le circuit d'échappement d'un moteur à combustion interne, notamment de véhicule automobile, to qui est destiné à raccorder une extrémité de sortie d'une conduite amont et une extrémité d'entrée d'une conduite aval qui est agencée parallèlement et à proximité de la conduite amont de manière que le flux de gaz circule dans la conduite aval dans un sens opposé au flux de gaz de la conduite amont, l'extrémité de ts sortie étant agencée dans un même plan que l'extrémité d'entrée. Pour lutter contre la pollution, les véhicules automobiles sont généralement équipés d'un élément de traitement des gaz d'échappement tel qu'un catalyseur. Le catalyseur est agencé dans le circuit d'échappement du moteur, à l'intérieur du compartiment moteur. L'extrémité de sortie du catalyseur est raccordée à une conduite aval qui conduit les gaz d'échappement vers le pot d'échappement. Dans un souci de compacité du circuit d'échappement, la conduite aval est agencée parallèlement au catalyseur. Il est connu de raccorder le catalyseur à la conduite aval au moyen d'un élément de raccord qui est formé d'un tube coudé en forme de "U" qui comporte un premier orifice d'entrée qui est raccordé à l'extrémité de sortie du catalyseur amont et un deuxième orifice de sortie qui est raccordé à l'extrémité d'entrée de la conduite aval. Selon un agencement connu, le tube de raccord est constitué de deux demicoquilles latérales dont chacune forme une moitié axiale du tube, et qui sont assemblées selon un plan de joint axial médian. Le tube de raccord comporte ainsi un joint extérieur qui suit la courbure externe du tube coudé, et un joint intérieur qui suit la courbure interne du tube coudé. Les joints s'étendent chacun de l'orifice d'entrée jusqu'à l'orifice de sortie. Lors du montage de cet agencement, les demi-coquilles sont d'abord positionnées dans le circuit d'échappement, puis elles sont soudées ensemble le long des joints intérieur et extérieur. L'entraxe entre la conduite amont et la conduite aval doit être suffisamment grand pour permettre le passage d'un outil de lo soudage afin de souder le joint intérieur. La compacité du circuit d'échappement est donc limitée par l'espace nécessaire à l'accessibilité de l'outil de soudage. Afin de remédier à cet inconvénient, l'invention propose un agencement d'un élément de raccord du type décrit précédemment, caractérisé en ce que l'élément de raccord (24) comporte: - une plaque de fixation qui est fixée autour de l'orifice de sortie et de l'orifice d'entrée; - une coquille comportant une ouverture unique dont la périphérie est fixée de manière étanche sur la plaque de fixation en enveloppant l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie de façon que le flux de gaz s'écoulant par l'orifice de sortie de la conduite amont soit dirigé par la coquille vers l'orifice d'entrée de la conduite aval. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la coquille est réalisée en une seule pièce; - un premier élément de traitement des gaz est logé dans le tronçon d'extrémité de sortie de la conduite amont; - un deuxième élément de traitement des gaz est logé dans 30 le tronçon d'extrémité d'entrée de la conduite aval; - la plaque de fixation comporte une patte de support qui est apte à être fixée sur un premier support, notamment sur le bloc-cylindres du moteur, de manière à supporter le poids de l'élément de traitement; - la patte de support est formée en une seule pièce avec la plaque de fixation; - la patte de support s'étend dans le même plan que la plaque de fixation; -l'agencement comporte un panneau de maintien qui est traversé par le tronçon d'extrémité de sortie de la conduite amont et par le tronçon d'extrémité d'entrée de la conduite aval, et en ce qu'une première extrémité du panneau de maintien est fixé au premier support, notamment au bloc cylindre du moteur, de io manière à compléter l'action de support de la plaque de fixation; - une deuxième extrémité du panneau de maintien est fixée à un deuxième support, notamment à une bride aval de fixation de la conduite aval; - le diamètre de l'orifice de sortie de la conduite amont est supérieur au diamètre de l'orifice d'entrée de la conduite aval. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés parmi lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique en coupe suivant un plan horizontal médian de l'agencement conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe selon le plan de coupe 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 1 qui représente un deuxième mode de réalisation de l'invention. Pour la description de l'invention, on adoptera à titre non limitatif les orientations verticale, longitudinale et transversale selon le repère V, L, T indiquées aux figures. Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par des mêmes numéros de référence. On a représenté aux figures un dispositif 10 de traitement des gaz d'échappement qui est agencé dans le circuit d'échappement d'un moteur à combustion interne 12. Ici, le dispositif de traitement 10 est fixé sur une face avant 14 du moteur 12 qui s'étend dans un plan longitudinal vertical. Le dispositif de traitement 10 comporte une conduite amont 16 dont un tronçon d'extrémité amont d'entrée 18 est raccordé au collecteur d'échappement (non représenté) du moteur 12. Le dispositif de traitement 10 comporte aussi une conduite lo aval 20 qui est raccordée à la tubulure d'échappement (non représentée) du véhicule par l'intermédiaire d'une bride aval 22 de fixation. La conduite amont 16 comporte un tronçon d'extrémité de sortie 32 de la conduite amont 16 qui est de forme globalement cylindrique, d'axe principal A longitudinal. Le tronçon d'extrémité de sortie 32 est ici un tube qui est fixé par soudage au tronçon d'extrémité d'entrée 18 de la conduite amont 16. Le tronçon d'extrémité de sortie 32 est positionné transversalement entre la face avant 14 du moteur 12 et la bride aval 22, de manière que le dispositif de traitement 10 s'étende globalement dans un plan horizontal. Le tronçon d'extrémité amont d'entrée 30 de la conduite aval 20 est agencé parallèlement au tronçon d'extrémité de sortie 32 de la conduite amont 16 de manière que le flux de gaz circule longitudinalement dans le tronçon extrémité d'entrée 30 de la conduite aval 20 dans un sens opposé au flux de gaz circulant dans le tronçon d'extrémité de sortie 32 de la conduite amont 16. Le tronçon d'extrémité de sortie 32 de la conduite amont 16 comporte un orifice d'extrémité de sortie 26, et le tronçon d'extrémité d'entrée 30 de la conduite aval 20 comporte un orifice d'extrémité d'entrée 28. Les orifices d'extrémité de sortie 26 et d'entrée 28 sont agencés dans un même plan vertical transversal. Un élément 24 de raccord coudé est agencé dans le dispositif de traitement 10 de manière à raccorder l'orifice de sortie 26 de la conduite amont 16 jusqu'à l'orifice d'entrée 28 de la conduite aval 20. Un élément de traitement 34 est ici logé dans le tronçon d'extrémité de sortie 32 de la conduite amont 16. L'élément de traitement 34 est de type connu, il consiste par exemple en un catalyseur ou en un filtre à particules. Comme illustré à la figure 1, du fait de la présence de l'élément de traitement 34, l'orifice de sortie 26 de la conduite amont 16 a un diamètre supérieur au diamètre de l'orifice d'entrée 28 de la conduite aval 30. Selon les enseignements de l'invention, l'élément de raccord 24 comporte une plaque de fixation 36 et une coquille concave 38 comportant une ouverture unique. La plaque de fixation 36 s'étend dans le même plan vertical 15 transversal que les orifices d'extrémité d'entrée 28 et de sortie 26 des conduites aval 20 et amont 16 respectivement. La plaque de fixation 36 est ajourée de deux fenêtres 40, 42 qui coïncident respectivement en taille et en position avec l'orifice de sortie 26 de la conduite amont 16 et avec l'orifice d'entrée 28 de la conduite aval 20. La plaque de fixation 36 est ainsi susceptible d'être fixée autour des orifices d'entrée 28 et de sortie 26. Le bord des fenêtres 40, 42 est avantageusement prolongé longitudinalement par une portion tubulaire coaxiale à la conduite associée 18, 20, qui recouvre une partie de la paroi cylindrique externe de la conduite associée 18, 20. Cette portion tubulaire permet d'améliorer encore la solidarisation de chaque conduite amont 18 et aval 20 avec la plaque de fixation 36. La plaque de fixation 36 comporte une face libre 41 qui est orientée dans la direction opposée aux conduites 16, 20, comme représenté à droite à la figure 1. Une portion intermédiaire 43 de la plaque de fixation 36 s'étend notamment entre les deux fenêtres 40, 42. La plaque de fixation 36 comporte ici une patte de support 44 qui s'étend transversalement jusqu'à la face avant 14 du moteur 12. La patte de support 44 est destinée à être fixée à la face avant 14 du moteur 12 par exemple au moyen de vis 46. s Avantageusement, la patte de support 44 est formée en une seule pièce avec la plaque de fixation 36, et elle est agencée dans le même plan que la plaque de fixation 36. Ici, l'extrémité libre de la patte de support 44 est repliée à angle droit, de manière qu'elle comporte une portion repliée qui io s'étend dans un plan longitudinal vertical. Cette portion repliée de l'extrémité libre de la patte de support est en appui contre la face avant 14 du moteur 12, et elle est fixée par les vis 46 au moteur 12. II sera compris que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation des moyens de fixation de la patte de support 44, qui peuvent par exemple comporter des moyens pour amortir les vibrations produites par le moteur 12, qui sont agencés transversalement entre la face avant 14 du moteur 12 et la portion repliée de l'extrémité libre de la patte de support. La coquille concave 38 est destinée à être fixée de manière étanche sur la face libre 41 de la plaque de fixation 36 en enveloppant les fenêtres 40, 42 et la portion intermédiaire 43 de façon que le flux de gaz s'écoulant par l'orifice de sortie 26 de la conduite amont 16 soit dirigé par la coquille 38 vers l'orifice d'entrée 28 de la conduite aval 20. A cette fin, la périphérie 48 de l'ouverture unique de la coquille 38, qui forme ici une bordure périphérique, s'étend dans un plan transversal vertical de manière à être positionnée en contact continu avec la plaque de fixation 36 le long d'une ligne continue fermée qui entoure les fenêtres 40, 42 de la plaque de fixation 36 ainsi que la portion intermédiaire 43. L'espace intérieur 50 de l'élément de raccord 24 est ainsi délimité par la coquille 38, la portion intermédiaire 43 et les fenêtres 40, 42. L'espace 50 est étanche de manière que les gaz d'échappement ne sortent pas du circuit d'échappement. La coquille 38 est avantageusement réalisée en une seule pièce, par exemple par emboutissage d'une tôle métallique. La face intérieure de la coquille 38 est ici conformée de manière à guider les gaz d'échappement depuis l'orifice de sortie 26 de la conduite amont 16 jusqu'à l'orifice d'entrée 28 de la conduite aval 20 sans pertes de charge. L'orifice de sortie 26 de la conduite amont 16 ayant un to diamètre supérieur à celui de l'orifice d'entrée 28 de la conduite aval 20, la ligne de contact entre la bordure périphérique 48 et la plaque de fixation 36 a une forme de bulbe dans la partie enveloppant l'orifice de sortie 26 de la conduite amont 16, comme représenté en haut à la figure 2, qui se rétrécit pour englober l'orifice d'entrée 28 de la conduire aval 20. La coquille 38 forme ainsi un entonnoir qui dirige les gaz d'échappement vers l'orifice d'entrée 26 de la conduite aval 20. Lors du montage du raccord coudé 24, la plaque de fixation 36 est positionnée de manière à faire correspondre respectivement chaque fenêtre 40, 42 avec l'orifice de sortie 26 de la conduite amont 16 et avec l'orifice d'entrée 28 de la conduite aval 20. La plaque de fixation 36 est ensuite fixée de manière étanche, par exemple par soudage, autour de chaque fenêtre 40, 25 42 sur chaque conduite amont 16 et aval 20. Puis la coquille 38 est positionnée contre la face libre 41 de la plaque de fixation 36. Elle est ensuite fixée de manière étanche, par exemple par soudage le long de la bordure périphérique 48. Lors de l'opération de soudage de la coquille 38, l'outil de soudage évolue constamment du côté de la face libre 41 de la plaque de fixation 36, c'est-à-dire qu'il n'a pas besoin de passer du côté opposé où sont agencées les conduites 16, 20. Plus particulièrement, il n'est pas nécessaire d'insérer l'outil de soudage entre le tronçon d'extrémité de sortie 32 de la conduite amont 16 et le tronçon d'extrémité d'entrée 30 de la conduite aval 20 pour installer l'élément de raccord 24 dans le circuit d'échappement. Ainsi, l'entraxe entre le tronçon d'extrémité de sortie 32 et le tronçon d'extrémité d'entrée 30 ne dépend pas de la taille de l'outil de soudage. La patte de support 44 est fixée à la face avant 14 du moteur 12 au moyen des vis 46. Cette opération peut être réalisée to à tout autre moment du montage. La patte de support 44 est ainsi apte à supporter le poids de l'élément de traitement 34 et à maintenir les conduites 16, 20. Selon une variante de l'invention représentée à la figure 3, un deuxième élément de traitement 52, tel qu'un catalyseur, est agencé dans le tronçon d'extrémité d'entrée 30 de la conduite aval 20. A cet effet, le tronçon d'extrémité d'entrée 30 de la conduite aval 20 a une structure et une forme similaires à celles du tronçon d'extrémité de sortie 32 de la conduite amont 18. Pour porter les deux éléments de traitement, le dispositif de traitement 10 comporte un panneau de maintien 54 qui s'étend globalement dans un plan vertical transversal jusqu'à la face avant 14 du moteur 12. Le panneau de maintien 54 permet ainsi de compléter la fonction de support de la plaque de fixation 36. De plus, pour limiter les déplacements de la bride aval 24 par rapport au moteur 12, le panneau de maintien relie avantageusement la bride aval 22 à la face avant 14 du moteur 12. L'extrémité transversale arrière 56 du panneau de maintien porte des moyens de fixation du panneau sur la face avant 14 du moteur 12 qui sont par exemple similaires aux moyens de fixation de la plaque de fixation 36 sur la face avant 14 du moteur 12. Le panneau de maintien 54 est ainsi fixé au moteur au moyen de vis 58. L'extrémité avant 60 du panneau de maintien 54 est fixée à la bride aval 22 par exemple par soudage. Le panneau de maintien 54 s'étend globalement dans un plan vertical transversal parallèlement à la plaque de fixation 36. Il permet ainsi de limiter les mouvements de la bride aval 22 par rapport au moteur 12 selon les directions verticale et/ou transversale. Le panneau de maintien 54 s'étend plus particulièrement à proximité de l'extrémité de chaque élément de traitement 34, 52 10 qui est opposée à l'élément coudé 24. La limitation en mouvement de la bride aval 22 par rapport au moteur 12 selon la direction longitudinale est aussi réalisée au moins en partie par l'intermédiaire du panneau de maintien 54. Le tronçon d'extrémité de sortie 32 de la conduite amont 18 et le tronçon d'extrémité d'entrée 30 de la conduite aval 20 étant agencés transversalement entre le moteur 12 et la bride aval 22, le panneau de maintien comporte deux fenêtres qui sont chacune traversées respectivement par le tronçon d'extrémité de sortie 32 de la conduite amont 18 et par le tronçon d'extrémité d'entrée 30 de la conduite aval 20 de manière que le panneau de maintien s'étende autour desdits tronçons 30, 32. Plus précisément, le panneau de maintien est traversé par l'extrémité amont 62 du tronçon de sortie 32 de la conduite amont, et par l'extrémité aval 64 du tronçon d'entrée 30 de la conduite aval 20. Le premier élément de traitement 34 comporte une première extrémité proximale de l'orifice d'extrémité de sortie 26 de la conduite amont 16 qui est supportée et maintenue en position par la plaque de fixation 36, et il comporte une deuxième extrémité proximale de l'extrémité amont 62 du tronçon d'extrémité de sortie 32 de la conduite amont 16, c'est-à-dire que la première extrémité est représentée à droite du premier élément de traitement 32 à la figure 3, et la deuxième extrémité est représentée à gauche. i0 Le deuxième élément de traitement 52 comporte une première extrémité proximale de l'orifice d'extrémité d'entrée 28 de la conduite aval 20 et il comporte une deuxième extrémité proximale de l'extrémité aval 64 du tronçon d'extrémité d'entrée 30 de la conduite aval 20, c'est-à-dire que la première extrémité est représentée à droite du deuxième élément de traitement 52 à la figure 3 et la deuxième extrémité est représentée à gauche. Ainsi, la première extrémité de chaque élément de traitement 34, 52 est supportée et maintenue en position par la lo plaque de fixation 36, tandis que la deuxième extrémité de chaque élément de traitement 34, 52 est supportée et maintenue en position par le panneau de maintien 54. Dans les deux modes de réalisation décrits, l'invention permet d'agencer latéralement les deux tronçons de sortie 32 et d'entrée 30 à proximité l'un de l'autre, par exemple à moins de 12 mm l'un de l'autre. Selon un autre avantage de l'invention, la plaque de fixation 36 permet de maintenir le ou les éléments de traitement en position par rapport au moteur, éventuellement avec l'aide d'un panneau de maintien 54. REVENDICATIONS 1. Agencement d'un élément de raccord coudé (24) dans le circuit d'échappement d'un moteur à combustion interne (12), notamment de véhicule automobile, qui est destiné à raccorder un orifice d'extrémité de sortie (26) d'une conduite amont (32) et un orifice d'extrémité d'entrée (28) d'une conduite aval (30) qui est agencée parallèlement et à proximité de la conduite amont (32) de manière que le flux de gaz circule dans la conduite aval (30) dans un sens opposé au flux de gaz de la conduite amont (32), io l'orifice de sortie (26) étant agencé dans un même plan que l'orifice d'entrée (28), caractérisé en ce que l'élément de raccord (24) comporte: - une plaque de fixation (36) qui est fixée autour de l'orifice de sortie (26) et de l'orifice d'entrée (28) ; - une coquille (38) comportant une ouverture unique dont la périphérie (48) est fixée de manière étanche sur la plaque de fixation (36) en enveloppant l'orifice d'entrée (28) et l'orifice de sortie (26) de façon que le flux de gaz s'écoulant par l'orifice de sortie (26) de la conduite amont (32) soit dirigé par la coquille (38) vers l'orifice d'entrée (28) de la conduite aval (30). 2. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la coquille (38) est réalisée en une seule pièce. 3. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un premier élément de traitement des gaz (34) est logé dans le tronçon d'extrémité de sortie (32) de la conduite amont (16). 4. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un deuxième élément de 30 traitement (52) des gaz est logé dans le tronçon d'extrémité d'entrée (30) de la conduite aval (20). 5. Agencement selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la plaque de fixation (36) comporte une patte de support (44) qui est apte à être fixée sur un premier support (14), notamment sur le bloc-cylindres du moteur (12), de manière à supporter le poids de l'élément de traitement (34). 6. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la patte de support (44) est formée en une seule pièce avec la plaque de fixation (36). 7. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la patte de support (44) s'étend dans le même plan que la plaque de fixation (36). 8. Agencement selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un panneau de maintien (54) qui est traversé par le tronçon d'extrémité de sortie (32) de la conduite amont (18) et par le tronçon d'extrémité d'entrée (30) de la conduite aval (20), et en ce qu'une première extrémité (56) du panneau de maintien (54) est fixé au premier support (14), notamment au bloc cylindre du moteur (12), de manière à compléter l'action de support de la plaque de fixation (36). 9. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'une deuxième extrémité (60) du panneau de maintien (54) est fixée à un deuxième support, notamment à une bride aval de fixation (22) de la conduite aval (20). 10. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre de l'orifice de sortie (26) de la conduite amont (16) est supérieur au diamètre de l'orifice d'entrée (28) de la conduite aval (20).