Brevet FR2905979A1 — publié le 20080321

La présente invention concerne un collecteur d'échappement des gaz de combustion issus d'un moteur de véhicule automobile, du type comprenant une coque interne ouverte pour recevoir les gaz d'échappement issus des cylindres du moteur et présentant une sortie commune d'évacuation des gaz d'échappement, un isolant entourant la coque interne, et une enveloppe externe entourant l'isolant. Avec ces collecteurs, les pertes thermiques des gaz d'échappement sont minimisées. Ils permettent ainsi 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 véhicule placés à proximité du collecteur. De tels collecteurs produisent néanmoins un bruit important dans certaines gammes de fréquences. L'invention a pour but de réduire le bruit produit par le collecteur sans augmenter sensiblement son coût de fabrication ou son poids et tout en pré-servant ses qualités d'isolation thermique et ses qualités mécaniques. A cet effet, l'invention a pour objet un collecteur du type précité, caractérisé en ce que l'enveloppe externe comprend au moins deux parois mé- talliques superposées et liées entre elles. Suivant des modes particuliers de réalisation, le collecteur d'échappement peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - au moins l'une des parois est en acier ; - au moins l'une des parois est en acier gaufré ; -au moins l'une des parois en acier gaufré a une épaisseur comprise entre 0,10 mm et 0,50 mm ; - au moins deux des parois sont au contact l'une de l'autre en tout point ; - deux des parois sont en acier gaufré, les deux parois présentant des profils en saillie et en creux identiques ; - la distance moyenne d entre les extremums en saillie et les extremums en creux est comprise entre 5 mm et 7 mm ; 2905979 2 - l'isolant a une densité volumique comprise entre 5 kg/m3 et 100 kg/m3 ; et - l'isolant est un feutre semi-rigide microporeux. L'invention concerne également un véhicule comportant un collecteur 5 d'échappement, ledit collecteur étant du type tel que défini 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 des- sins, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective en coupe longitudinale et de 10 derrière d'un collecteur selon l'invention; - la figure 2 est un agrandissement du détail Il de la figure 1. Le collecteur représenté à la figure 1 comporte essentiellement une coque interne 10 de guidage et d'évacuation des gaz d'échappement, une enveloppe externe 12 entourant la coque interne 10, une bride 14 de fixation 15 de la coque interne 10 sur le moteur et un isolant 16 thermique et/ou acoustique interposé entre la coque interne 10 et l'enveloppe externe 12. La bride 14 est une plaque plane de forte épaisseur, de forme allongée suivant une direction longitudinale. Des perçages 18 ménagés dans la bride 14 sont destinés à être disposés dans le prolongement des sorties 20 d'échappement des cylindres du moteur. La coque interne 10 délimite une bouche allongée 20 de collecte des gaz dans laquelle débouche chaque perçage 18. La coque interne 10 pré-sente une sortie commune 22 d'évacuation des gaz hors du collecteur. La coque interne 10 est formée de deux demi-coques 24A, 24B mé- 25 talliques soudées l'une à l'autre de manière étanche. La coque interne 10 est soudée à la bride 14 de manière étanche suivant un bord délimitant la bouche allongée 20. L'isolant 16 entoure et recouvre la coque interne 10. Il peut être par exemple collé ou simplement déposé. L'épaisseur de l'isolant est comprise 30 entre 1 mm et 20 mm, préférentiellement entre 3 mm et 10 mm. Il a avantageusement une densité volumique comprise entre 5 kg/m3 et 100 kg/m3. L'isolant 16 peut être par exemple un feutre semi-rigide microporeux. Ce feutre est par exemple formé d'une nappe de fibres, telles que des fibres 2905979 3 de céramique. II s'agit par exemple de fibres de silice, non classifiées, telles que commercialisées par la Société HKO sous la marque Hakotherm . L'enveloppe externe 12 entoure et recouvre l'isolant 16. Elle comporte deux demi-coquilles, supérieure 26A et inférieure 26B. Chaque demi- 5 coquille 26A, 26B comprend un rebord périphérique 28A, 28B. Les rebords 28A, 28B font saillie de manière coplanaire vers l'extérieur, chaque rebord étant formé d'une plage essentiellement plane. Les rebords 28A, 28B sont appliqués l'un contre l'autre suivant les faces intérieures de ces plages planes. Ces plages planes sont soudées de manière étanche suivant toute la 10 longueur des rebords 28A, 28B. Chaque demi-coquille 26A, 26B est formée de deux parois (figure 2) inférieure 30 et supérieure 32 superposées. La paroi inférieure 30 est au contact de l'isolant 16. La paroi supérieure 32 entoure la paroi inférieure 30. Les parois 30 et 32 sont avantageusement chacune formées d'une 15 tôle gaufrée en acier. Selon l'invention, une tôle gaufrée est constituée d'un flan de tôle présentant une matrice généralement régulière de reliefs de taille réduite formés dans la tôle. Ces reliefs forment un profil en saillies et en creux. Ces reliefs sont constitués par exemple d'hexagones imbriqués, d'octogones, 20 d'étoiles, de calottes sphériques ou de toutes autres formes géométriques adaptées. Chaque élément du motif constituant le gaufrage a une surface comprise entre 1 mm2 et 50 mm2. Le flan de tôle formant la tôle gaufrée présente avantageusement une épaisseur réduite, par exemple comprise entre 0,1 mm et 0,5 mm de préfé- 25 rence entre 0,1 mm et 0,3 mm. Dans l'exemple présenté, les parois 30, 32 présentent un profil en saillies et en creux identique et sont au contact l'une de l'autre en tout point. La distance moyenne "d" entre les extremums en saillie et les extremums en creux est par exemple comprise entre 0,5 mm et 10 mm, de préférence en- 30 tre 5 mm et 7 mm. La hauteur moyenne "h" entre les extremums en saillie et les extremums en creux est comprise entre 0,5 mm et 7 mm, de préférence entre 4 mm et 6 mm. De préférence, l'acier utilisé est un acier inoxydable. II s'agit par exemple d'un acier ordinaire aluminié, d'un acier inoxydable ferriti- 2905979 4 que EN 1.4509, ou d'un acier inoxydable austénitique EN 1.4301(SUS304). L'acier utilisé doit avoir une déformabilité suffisante pour permettre la réalisation du gaufrage désiré. Deux tôles gaufrées sont embouties pour former les deux parois 30 et 5 32. Les parois 30 et 32 sont liées entre elles par soudage par points pour former chaque demi-coque 26A, 26B. Pour la fabrication d'un tel collecteur, la coque interne 10 est soudée sur la bride 14 à la périphérie de sa bouche allongée 20. Le matériau isolant 16 est initialement disposé autour de la coque in- 10 terne 10. Les deux demi-coquilles 26A, 26B préalablement mises en forme sont mises en place autour du matériau isolant 16 et sont liées ensemble par soudure comme décrit précédemment. De même, les deux demi-coquilles 26A, 26B sont soudées à la coque interne 10 suivant une ligne continue Ion- 15 geant la bride 14. Suivant un autre mode de réalisation, l'une de la paroi inférieure 30 et de la paroi supérieure 32 est une tôle lisse tandis que l'autre de la paroi inférieure 30 et de la paroi supérieure 32 est une tôle gaufrée identique aux parois 30, 32 du premier mode de réalisation. La tôle lisse a une épaisseur 20 comprise entre 0,3 mm et 0, 8 mm. La tôle gaufrée est au contact de la tôle lisse suivant ses points de saillie. Suivant un autre mode de réalisation, les deux parois 30, 32 sont des tôles lisses dont l'épaisseur est comprise entre 0,3 mm et 0,8 mm. 25 Suivant un autre mode de réalisation, chaque demi-coquille 26A, 26B comprend au moins trois parois, les parois étant des tôles lisses et/ou des tôles gaufrées. Avec un tel collecteur, les propriétés d'isolation acoustique du collecteur sont améliorées. En effet, les vibrations de la paroi inférieure 30 ne se- 30 ront que partiellement transmises à la paroi 32, et le bruit produit par le col-lecteur s'en trouvera réduit. La finesse des deux parois métalliques 30, 32 de l'enveloppe externe 12 est permise grâce à leur gaufrage. En effet, une tôle gaufrée est plus ai-2905979 5 sément déformable, à faible épaisseur, qu'une tôle lisse, du fait de la présence de multiples lignes et zones de pliage potentielles. De plus, la finesse des parois 30, 32 permet de diminuer le poids du collecteur. REVENDICATIONS 1. Collecteur d'échappement des gaz de combustion issus d'un moteur de véhicule automobile, du type comprenant une coque interne (10) ou-verte pour recevoir les gaz d'échappement issus des cylindres du moteur et présentant une sortie commune (22) d'évacuation des gaz d'échappement, un isolant (16) entourant la coque interne (10), et une enveloppe externe (12) entourant l'isolant (16), caractérisé en ce que l'enveloppe externe (12) comprend au moins deux parois métalliques (30, 32) superposées et liées entre elles. 2. Collecteur d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'une des parois (30, 32) est en acier. 3. Collecteur d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'une des parois (30, 32) est en acier gaufré. 4. Collecteur d'échappement selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins l'une des parois (30, 32) en acier gaufré a une épaisseur comprise entre 0,10 mm et 0,50 mm. 5. Collecteur d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins deux des parois (30, 32) 20 sont au contact l'une de l'autre en tout point. 6. Collecteur d'échappement selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que deux des parois (30, 32) sont en acier gaufré, les deux parois présentant des profils en saillies et en creux identiques. 25 7. Collecteur d'échappement selon la revendication 6, caractérisé en ce que la distance moyenne d entre les extremums en saillie et les extremums en creux est comprise entre 0,5 mm et 10 mm, de préférence entre 5 mm et 7 mm. 8. Collecteur d'échappement selon l'une quelconque des revendica-30 tions précédentes, caractérisé en ce que l'isolant (16) a une densité volumi-que comprise entre 5 kg/m3 et 100 kg/m3. 2905979 7 9. Collecteur d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'isolant (16) est un feutre semi-rigide microporeux. 10. Véhicule comportant un collecteur d'échappement, caractérisé en 5 ce que ledit collecteur est du type selon l'une quelconque des revendications précédentes