Brevet FR2883033A1 — publié le 20060915

La présente invention concerne une conduite d'échappement, notamment un collecteur, du type comportant: - une coque interne présentant une entrée pour recevoir des gaz d'échappement et présentant une sortie commune d'évacuation des gaz d'échappement; - une enveloppe externe contenant la coque interne; et -un espace intercalaire étant ménagé entre la coque interne et l'enveloppe externe. De tels collecteurs sont connus sous le nom de collecteurs à lame d'air. Ils sont notamment utilisés pour rassembler les gaz d'échappement en sortie des cylindres d'un moteur à quatre ou six cylindres en ligne. Un tel collecteur est décrit par exemple dans le document FR-2 757 565. L'intérêt des collecteurs à lame d'air est de minimiser les pertes thermiques des gaz d'échappement et de permettre d'une part une activation plus rapide des organes de purification catalytiques placés en aval et d'autre part un confinement thermique permettant de protéger de la chaleur les organes du véhicules placés à proximité du collecteur. Dans un collecteur à double parois séparées par une lame d'air, on constate en fonctionnement que le collecteur se comporte comme une source acoustique à l'origine de nuisance sonore du fait de la circulation pulsée des gaz d'échappement le traversant. L'invention a pour but de fournir un collecteur d'échappement étant à l'origine de nuisances sonores plus limitées et affichant des performances thermiques améliorées. A cet effet, l'invention a pour objet un collecteur d'échappement du type précité, caractérisé en ce qu'elle comporte une tôle gaufrée disposée dans l'espace intercalaire entre la coque interne et l'enveloppe externe. Suivant des modes particuliers de réalisation, le collecteur d'échappement peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: la tôle gaufrée est formée d'un flan de tôle présentant une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,2 mm; - la tôle gaufrée présente une épaisseur globale sensiblement égale à l'épaisseur de l'espace intercalaire de sorte que la tôle gaufrée est en appui d'une part sur la surface intérieure de l'enveloppe externe et d'autre part sur la surface externe de la coque interne; - la tôle gaufrée a une épaisseur globale comprise entre 1 et 5 mm; - la tôle gaufrée est mise en forme par emboutissage; - la tôle gaufrée présente des perforations aux sommets des motifs en saillie délimités par la tôle; - la coque est espacée en tout point extérieur à ses ouvertures de l'enveloppe externe par ledit espace intercalaire d'épaisseur non nulle; et - l'entrée de coque interne est propre à recevoir les gaz d'échappement d'au moins deux cylindres d'un moteur thermique et la sortie d'évacuation est commune aux flux gazeux issus des différents cylindres, la conduite formant un collecteur d'échappement. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels: - la Figure 1 est une vue en perspective de derrière d'un collecteur selon l'invention; et - la Figure 2 est une vue en perspective et en coupe du collecteur de la Figure 1. Le collecteur représenté aux Figures 1 et 2 comporte essentielle-ment une enveloppe externe étanche 10 et une coque interne 12 de guidage et d'évacuation des gaz d'échappement. La coque interne 12 délimite une bouche allongée 14 de collecte des gaz dans laquelle débouche chaque sortie d'échappement d'un cylindre. La coque interne présente une sortie commune 15 d'évacuation des gaz hors du collecteur. L'enveloppe 10 comporte une bride 16 de fixation du collecteur sur le moteur et deux demi-coquilles 18A, 18B soudées latéralement l'une à l'autre de manière étanche. Les deux demi-coquilles sont soudées sur la bride 16. Les deux demi-coquilles 18A, 18B présentent chacune latéralement un rebord périphérique 19A, 19E3 faisant saillie de manière coplanaire vers l'extérieur. Chaque rebord est formé d'une plage essentiellement plane faisant saillie vers l'extérieur de l'enveloppe. Les deux rebords sont appliqués l'un contre l'autre suivant les faces intérieures de ces plages planes. Ces plages planes sont soudées par une soudure périphérique 20 s'étendant suivant toute la longueur des deux rebords depuis une extrémité de la bride 16 jusqu'à une extrémité opposée de celle-ci. La coque interne 12 est formée de deux demi-coques 22A, 22B soudées l'une à l'autre de manière étanche. L'une des demi-coques 22A comporte un canon étiré 24 délimitant la sortie 15 du collecteur. Le canon 24 s'étend axialement dans un canon correspondant 26 délimité dans la demi-coquille 18A de l'enveloppe externe. La coque interne 12 est soudée à la bride 16 suivant un bord délimitant la bouche allongée 14 recouvrant des perçages 28 ménagés dans la bride 16 et destinés être disposés dans le prolongement des sorties d'échappement des cylindres du moteur. Les deux demi-coques 22A, 22B sont soudées l'une à l'autre par une soudure périphérique 30 réalisée entre deux plages latérales périphériques notées 32A, 32B des deux demi-coques. Les plages périphériques 32A, 32B se chevauchent. A cet effet, la demi-coque 22A présente un épaulement 34 délimitant, avec le bord de la demi-coque, la plage 32A qui est légèrement dégagée vers l'extérieur. L'épaisseur de l'épaulement 34 est comprise entre 0,5 et 1,5 fois l'épaisseur de la demi- coque associée 22B. La plage 32B de la demi-coque associée 22B est reçue dans le dégagement délimité par l'épaulement 34. Ainsi, la surface extérieure de la demi-coque 22B est appliquée contre la surface intérieure de la demi-coque 22A suivant les plages de chevauchement 32A, 32B. Les plages de chevauchement 32A, 32B s'étendant perpendiculairement au plan de liaison entre les deux demi-coques 22A, 22B, de sorte que chaque plage forme une surface gauche cylindrique engendrée par un seg- ment perpendiculaire au plan de liaison et circulant suivant la soudure 30. Un espace intercalaire libre 40 est formé entre la coque interne 12 et l'enveloppe externe 10. Cet espace 40 présente une épaisseur comprise entre 1 et 5 mm. Ainsi, la coque interne 12 est en tout point espacée de l'enveloppe externe 18. En particulier, les régions de liaison où sont ménagées les soudures 20 et 30 sont totalement séparées. Selon l'invention, une tôle gaufrée 42 est interposée dans l'espace intercalaire 40 entre la coque interne 12 et l'enveloppe externe 10. Une tôle gaufrée est constituée d'un flanc de tôle présentant une matrice régulière de reliefs de taille réduite formés dans la tôle. Ces reliefs sont constitués par exemple d'hexagones imbriqués, d'octogones, d'étoiles ou de toutes autres formes géométriques complémentaires. Chaque élément du mo- tif constituant le gaufrage a une surface comprise entre 1 mm et 50 mm. Le flan de tôle formant la tôle gaufrée présente avantageusement une épaisseur réduite et notamment comprise entre 0,1 et 0,2 mm. De préférence, cette tôle est formée en acier inoxydable. Le gaufrage est tel que la tôle gaufrée présente une épaisseur glo-baie comprise entre 1 et 5 mm et notamment égale à l'épaisseur de l'espace intercalaire 40 existant entre la coque interne 12 et l'enveloppe externe 10. Cette épaisseur globale est mesurée entre les sommets des reliefs opposés formés sur les deux faces de la tôle. Ainsi, la tôle gaufrée emplit partiellement l'espace intercalaire, la coque interne 12 et l'enveloppe externe 10 s'appuyant sur les sommets des motifs de la tôle gaufrée. La tôle gaufrée est pré-emboutie et rapportée après mise en forme entre les deux demi-coques assemblées. Suivant un mode particulier de réalisation, la tôle gaufrée présente des perforations régulièrement réparties suivant la surface de la tôle et avantageusement formées aux sommets des reliefs délimitant la tôle. Ainsi, les demi-coquilles 18A, 18B s'appliquent sur la tôle gaufrée suivant le pourtour des perforations, augmentant la surface de contact et limitant ainsi les risques de vibration. On constate qu'avec un tel collecteur dont l'espace intercalaire est empli par une tôle gaufrée continue, les nuisances sonores sont atténuées, et l'isolation thermique est améliorée. En effet, la tôle gaufrée n'annule pas l'avantage procuré par la lame d'air et en outre participe à stopper le rayonne-ment thermique. Du fait de la structure de la tôle gaufrée, le contact entre la tôle et d'une part la coque interne et d'autre part l'enveloppe externe s'effectue sui- vant des lieux ponctuels ou des lignes de contact de surface réduite. Ainsi, la conduction thermique est réduite. De plus, la structure en feuille de la tôle gaufrée réduit la transmission par radiation de la chaleur. Le transfert de chaleur par convection est également réduit du fait du contact gaissant dans la structure interne du collecteur qui permet un flux d'air dans l'espace intercalaire. Afin d'améliorer encore les performance du collecteur, l'espace intercalaire est empli d'un treillis métallique en plus de la tôle gaufrée, ce treillis métallique limitant les vibrations de la coque interne et de l'enveloppe externe en les absorbant. L'invention a été ici décrite dans le cadre d'un collecteur d'échappement. Toutefois, la tôle gaufrée est avantageusement mise à profit dans un espace interparoi délimité entre deux tubes cylindriques pour constituer une tubulure d'échappement et plus généralement toute conduite d'échappement. REVENDICATIONS 1.- Conduite d'échappement du type comportant: - une coque interne (12) présentant une entrée pour recevoir des gaz d'échappement et présentant une sortie (15) commune d'évacuation des gaz d'échappement; -une enveloppe externe (10) contenant la coque interne (12) ; et - un espace intercalaire (40) étant ménagé entre la coque interne (12) et l'enveloppe externe (10), caractérisée en ce qu'elle comporte une tôle gaufrée (42) disposée dans l'espace intercalaire (40) entre la coque interne (12) et l'enveloppe ex-terne (10). 2.- Conduite selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tôle gaufrée (42) est formée d'un flan de tôle présentant une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,2 mm. 3.- Conduite selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la tôle gaufrée (42) présente une épaisseur globale sensiblement égale à l'épaisseur de l'espace intercalaire (40) de sorte que la tôle gaufrée est en appui d'une part sur la surface intérieure de l'enveloppe externe (10) et d'autre part sur la surface externe de la coque interne (12). 4.- Conduite d'échappement selon la revendication 3, caractérisée en ce que la tôle gaufrée (42) a une épaisseur globale comprise entre 1 et 5 mm. 5.- Conduite selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tôle gaufrée (42) est mise en forme par emboutissage. 6.- Conduite selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tôle gaufrée (42) présente des perforations aux sommets des motifs en saillie délimités par la tôle. 7.- Conduite selon l'une quelconque des revendications précé-dentes, caractérisée en ce que la coque (12) est espacée en tout point extérieur à ses ouvertures de l'enveloppe externe (10) par ledit espace intercalaire (40) d'épaisseur non nulle. 20 8.- Conduite selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'entrée de coque interne (12) est propre à recevoir les gaz d'échappement d'au moins deux cylindres d'un moteur thermique et la sortie d'évacuation est commune aux flux gazeux issus des différents cylindres, la conduite formant un collecteur d'échappement.