Brevet FR2906307A1 — publié le 20080328

La présente invention concerne un dispositif d'échappement des gaz émanant d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, du type comprenant un volume d'échappement et une barrière d'isolation thermique entourant au moins partiellement ledit volume, ladite barrière comprenant au moins un sac isolant contenant un isolant pulvérulent, le sac étant formé par au moins une enveloppe de confinement de l'isolant. Les gaz d'échappement provenant du moteur circulent dans les dis-positifs d'échappement à une température relativement élevée. Ainsi, progressivement, la température des dispositifs d'échappement s'élève. Afin d'éviter un transfert thermique trop important vers le véhicule, il est connu d'entourer le volume d'échappement assurant le guidage et la circulation des gaz par une barrière d'isolation thermique. Le volume d'échappement et la barrière d'isolation thermique font corps et forment une structure rigide. Les barrières d'isolation thermique connues comprennent un sac isolant entourant le volume d'échappement et contenant un isolant pulvérulent. Le sac est formé d'un film plastique, les extrémités du film étant soudées entre elles pour obtenir l'étanchéité du sac. Les barrières d'isolation thermique connues comprennent également une enveloppe métallique formée de deux demi-coquilles entourant le ou chaque sac isolant et comprimant le ou chaque sac isolant sur le volume d'échappement. Les coquilles sont soudées entre elles et sur le volume d'échappement suivant une ligne continue formant une soudure étanche. Un ou plusieurs trous de dégazage sont percés dans la ou chaque coquille. Ils permettent l'évacuation des gaz confinés dans la barrière d'isolation thermique lorsque la température s'élève et évi- tent le cloquage de l'enveloppe métallique. Ces barrières d'isolation thermique sont coûteuses à fabriquer. En effet, l'étanchéité de la barrière est nécessaire à une bonne conservation de l'isolant pulvérulent dans le temps. De plus, il est nécessaire d'assurer une bonne répartition et un bon maintien de cet isolant sur l'ensemble de la surface à isoler. 2906307 2 Dans ce contexte, l'invention a pour but de réduire le coût de fabrication de la barrière d'isolation thermique tout en préservant l'efficacité de la qualité de l'isolation dans le temps. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'échappement du 5 type précité, caractérisé en ce que la ou chaque enveloppe de confinement est un matériau textile. Suivant des modes particuliers de réalisation, le dispositif d'échappement comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la barrière d'isolation thermique comprend au moins une enveloppe 10 métallique entourant le ou chaque sac isolant et comprimant le ou chaque sac isolant sur le volume d'échappement; - l'enveloppe métallique est liée au volume d'échappement suivant une ligne de liaison discontinue ; - l'enveloppe métallique comporte deux demi-coquilles liées entre el- 15 les suivant une ligne de liaison discontinue ; - le matériau textile est choisi pour résister à des températures allant jusqu'à 800 degrés Celsius ; -l'isolant pulvérulent comprend essentiellement des grains dont le diamètre moyen est inférieur au micron, de préférence compris entre 10 et 20 50 nanomètres. le matériau textile est un tissu de fibre de verre ; - au moins deux sacs isolants sont disposés côte à côte autour du volume d'échappement. L'invention a également pour objet un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'échappement tel que décrit ci-dessus. 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 schématique en élévation d'une ligne 30 d'échappement ; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale et en perspective d'un collecteur ; 2906307 3 - la figure 3 est une vue en coupe transversale selon le plan III du col-lecteur de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en perspective d'une conduite tubulaire de la figure 1 ; 5 - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale selon le plan V de la conduite tubulaire de la figure 4. Sur la figure 1 est illustrée une ligne d'échappement 10 fixée à la structure d'un véhicule automobile et comportant une extrémité 12 de connexion au moteur 13 et une extrémité 14 de libération des gaz 10 d'échappement dans l'atmosphère. La ligne d'échappement 10 comprend essentiellement un dispositif d'échappement formant un collecteur d'échappement 16 et, en aval du col-lecteur, des dispositifs d'échappement tubulaires comprenant des conduites tubulaires 18, un dispositif de traitement des gaz d'échappement 20 et un 15 silencieux d'échappement 22. Le terme collecteur d'échappement désigne ici un dispositif d'échappement recueillant les gaz brûlés des orifices d'évacuation du moteur et les acheminant vers une sortie 24. Le collecteur d'échappement utilisé pour l'invention est décrit à titre 20 d'exemple, l'invention étant applicable à tout autre type de collecteur d'échappement. Le collecteur 16 représenté aux figures 2 et 3 comporte essentielle-ment un volume d'échappement 26 et une bride 28 métallique de fixation du collecteur sur le moteur. 25 Le volume d'échappement 26 est entouré par une barrière d'isolation thermique 30. Le volume d'échappement 26 délimite une bouche allongée 32 de collecte des gaz dans laquelle débouche chaque sortie d'échappement d'un cylindre. Il présente également la sortie 24 commune d'évacuation des gaz hors du collecteur. 30 Le volume d'échappement 26 du collecteur comprend deux demi-coques métalliques 34A, 34B soudées l'une à l'autre de manière étanche. Le volume d'échappement 26 est soudé de manière étanche par un cordon 2906307 4 de soudure 35 à la bride 28 suivant un bord délimitant la bouche allongée 32. La bride 28 est une plaque plane de forte épaisseur, de forme allongée suivant une direction longitudinale. Des perçages 36 ménagés dans la 5 bride 28 sont destinés à être disposés dans le prolongement des sorties d'échappement des cylindres du moteur. La barrière d'isolation thermique 30 comprend essentiellement un sac isolant 38 entourant le volume d'échappement 26 et une enveloppe métallique 40 comprimant et entourant le sac isolant 38. 10 Le sac isolant 38 renferme un isolant pulvérulent 42. Le sac est formé par une enveloppe de confinement 44 qui, selon l'invention, est en un matériau textile, donc perméable aux gaz, l'enveloppe 44 confinant et comprimant l'isolant 42. L'isolant pulvérulent 42 est un isolant pulvérulent conventionnel. Il 15 comprend essentiellement des grains dont le diamètre moyen est inférieur au micron (typiquement quelques dizaines de nanomètres). Le matériau textile de l'enveloppe 44 est avantageusement un tissu de fibre de verre du type S-461. Le tissu présente une zone de recouvre-ment d'environ 7 millimètres de largeur. Le tissu est cousu préférentielle- 20 ment suivant une ligne continue sur cette zone de recouvrement. Le tissu est choisi pour résister à des températures allant jusqu'à 800 degrés Celsius sur la ligne d'échappement amont du silencieux 22. Ce type d'isolant est par exemple commercialisé sous la marque Microtherm Quilted Panels par la société Microtherm . 25 Le sac isolant 38 selon l'invention est ainsi plus résistant aux contraintes mécaniques et thermiques que les sacs plastiques conventionnels qui risquent davantage de se déchirer ou de fondre aux températures rencontrées. Il assure ainsi un confinement permanent et sûr de l'isolant pulvérulent 42. 30 Le sac isolant 38 est avantageusement collé sur le volume d'échappement 26. Le sac isolant 38 a une forme et une surface adaptées pour entourer le volume d'échappement 26. 2906307 5 L'enveloppe métallique 40 entoure et recouvre le ou chaque sac isolant 38 tout en le comprimant sur le volume d'échappement 26. Elle est soudée sur le volume d'échappement 26 suivant une ligne discontinue, par exemple une soudure par points 46 non étanche. 5 L'enveloppe métallique 40 comporte avantageusement deux demi-coquilles, supérieure 48A et inférieure 48B. Chaque demi-coquille 48A, 48B comprend un rebord périphérique 50A, 50B. Les rebords 50A, 50B font saillie de manière coplanaire vers l'extérieur, chaque rebord étant formé d'une plage essentiellement plane. Les rebords 50A, 50B sont appliqués l'un 10 contre l'autre suivant les faces intérieures de ces plages planes. Ces plages planes sont soudées par une soudure suivant une ligne discontinue, par exemple une soudure par points 52 non étanche, sur toute la longueur des rebords 50A, 50B. Dans une variante de réalisation, deux sacs isolants sont disposés 15 côte à côte pour entourer le volume d'échappement 26. Par exemple, le premier sac est situé sous la demi-coquille supérieure 48A tandis que le second est situé sous la demi-coquille inférieure 48B. Les sacs sont disposés avantageusement de façon à ce que la distance entre leurs bords adjacents soit minimale. 20 L'invention est également applicable à un dispositif d'échappement tubulaire, illustré aux figures 4 et 5. Ce dispositif peut être une conduite tubulaire 18, un dispositif de traitement des gaz d'échappement 20 ou un silencieux d'échappement 22. Le dispositif 18, 20, 22 comprend essentiellement un volume 25 d'échappement 126 entouré par une barrière d'isolation thermiique 130. Le volume d'échappement 126 est un tube métallique. La barrière d'isolation thermique 130 comprend, de la même manière que pour le collecteur 16, un sac isolant 138 entourant le volume d'échappement 126 et une enveloppe métallique 140 comprimant et entou- 30 rant le sac isolant 138. Le sac isolant 138 renferme un isolant pulvérulent 142. Le sac 138 est formé par une enveloppe de confinement 144 qui, selon l'invention, est en un matériau textile, l'enveloppe 144 confinant et comprimant l'isolant 138. 2906307 6 L'isolant pulvérulent 142 est identique à celui utilisé pour le collecteur 16. En amont du silencieux 22, le tissu de fibre de verre choisi peut être identique à celui utilisé pour le collecteur 16. En aval du silencieux 22, le 5 tissu de fibre de verre pourra être choisi pour résister à des températures de 400 degrés Celsius. Ce type d'isolant est par exemple commercialisé sous la marque Microtherm Quilted Panels par la société Microtherm . Le sac isolant 138 est avantageusement collé sur le volume d'échappement 126 10 Le sac isolant 138 a une forme et une surface adaptées pour entourer le volume d'échappement 126. Le sac isolant 138 aura avantageusement une forme rectangulaire pour entourer un volume d'échappement tubulaire 126 dont la section et la direction sont sensiblement constantes. 15 Plusieurs sacs isolants 138 sont en variante disposés côte à côte longitudinalement au dispositif d'échappement tubulaire 18, 20, 22, par exemple pour s'adapter à la géométrie d'une conduite tubulaire 18 coudée. L'enveloppe métallique 140 entoure et recouvre le ou chaque sac isolant 138 tout en le comprimant sur le volume d'échappement 126. Elle est 20 soudée sur le volume d'échappement 126 suivant une ligne discontinue, par exemple une soudure par points 146 non étanche. L'enveloppe métallique 140 comporte avantageusement deux demi-coquilles supérieure 148A et inférieure 148B. Chaque demi-coquille 148A, 148B comprend, à sa périphérie, deux rebords longitudinaux 150A, 150B et 25 deux rebords latéraux 152A, 152B. Les rebords longitudinaux 150A, 150B font saillie de manière coplanaire vers l'extérieur, chaque rebord étant formé d'une plage essentielle-ment plane. Les rebords 150A, 150B sont appliqués l'un contre l'autre suivant les faces intérieures de ces plages planes. Ces plages planes sont 30 soudées par une soudure suivant une ligne discontinue, par exemple une soudure par points 152, sur toute la longueur des rebords 150A, 150B. Les rebords latéraux 152A, 152B sont formés d'une plage essentiellement circulaire faisant saillie vers l'extérieur de l'enveloppe 140. Ces pla- 2906307 7 ges sont soudées sur le volume d'échappement tubulaire 126 suivant une ligne discontinue, par exemple une soudure par points 146 non étanche, sur toute la longueur des rebords latéraux 152A, 152B. De la même façon que pour le collecteur 16, deux sacs isolants 138 5 sont avantageusement disposés côte à côte pour entourer le volume d'échappement 126. Par exemple, le premier sac 138 est situé sous la demi-coquille supérieure 148A tandis que le second est situé sous la demi-coquille inférieure 148B. Avec une telle barrière d'isolation thermique 30, 130 on comprend 10 que la perméabilité aux gaz de l'enveloppe textile 44 et la non étanchéité de la soudure 46, 52, 146, 152 de l'enveloppe métallique 40, 140 permettent à l'air de circuler entre l'intérieur et l'extérieur de la barrière 30, 130. D'une manière générale, l'air s'échappera de la barrière d'isolation thermique 30, 130 lorsque la température de celle-ci croît, et rentrera dans la barrière 15 d'isolation thermique 30, 130 lorsque la température de celle-ci décroît. Les trous de dégazage sont inutiles. La non étanchéité de la soudure 46, 52, 146, 152 est permise par un confinement permanent et sûr de l'isolant pulvérulent 42, 142 dans le sac isolant 38, 138. En effet, le tissu de fibre de verre choisi, du fait de sa résis- 20 tance à la température et de ses qualités mécaniques, ne se déchire pas. De plus, même si le sac isolant 38, 138 n'est pas étanche à l'eau, l'étanchéité de l'enveloppe métallique 40, 140 reste néanmoins suffisante pour protéger l'isolant pulvérulent 42, 142 des projections d'eau. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'échappement (16, 18, 20, 22) des gaz émanant d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, du type comprenant un volume d'échappement (26, 126) et une barrière d'isolation thermique (30, 130) entourant au moins partiellement ledit volume (26, 126), ladite barrière (30, 130) comprenant au moins un sac isolant (38, 138) contenant un isolant pulvérulent (42, 142), le sac (38, 138) étant formé par au moins une enveloppe de confinement (44, 144) de l'isolant (42, 142), caractérisé en ce que la ou chaque enveloppe de confinement (44, 144) est un matériau textile. 2. Dispositif d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la barrière d'isolation thermique (30, 130) comprend au moins une enveloppe métallique (40, 140) entourant le ou chaque sac isolant (38, 138) et comprimant le ou chaque sac isolant (38, 138) sur le volume d'échappement (26, 126). 3. Dispositif d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enveloppe métallique (40, 140) est liée au volume d'échappement (26, 126) suivant une ligne de liaison discontinue (46, 146). 4. Dispositif d'échappement selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'enveloppe métallique (40, 140) comporte deux demi-coquilles (48A, 48B, 148A, 148B) liées entre elles suivant une ligne de liaison dis-continue (52, 152). 5. Dispositif d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau textile est choisi pour résister à des températures allant jusqu'à 800 degrés Celsius. 6. Dispositif d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'isolant pulvérulent (42, 142) comprend essentiellement des grains dont le diamètre moyen est inférieur au micron, de préférence compris entre 10 et 50 nanomètres. 7. Dispositif d'échappement selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le matériau textile est un tissu de fibres de verre. 2906307 9 8. Dispositif d'échappement selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'au moins deux sacs isolants (38, 138) sont disposés côte à côte autour du volume d'échappement (26, 126). 9. Véhicule comportant le dispositif d'échappement (16, 18, 20, 22) 5 selon l'une quelconque des revendications précédentes.