Brevet FR2939840A1 — publié le 20100618

DISPOSITIF DE PROTECTION THERMIQUE ETANCHE D'UNE ELECTROVANNE D'UN MOTEUR [0001 La présente invention concerne un dispositif de protection thermique 5 étanche des électrovannes dans un moteur de véhicule, et plus généralement de protection thermique étanche des pièces sensibles à la température. [0002] Les températures élevées des moteurs des véhicules automobiles, la complexité, le confinement et les distances séparatives des pièces qui les constituent nécessitent de plus en plus des protections adaptées des pièces 10 environnantes. [0003] A titre d'exemple, et de façon non limitative de l'objet et de la portée de la présente invention, ces pièces sensibles à la température peuvent être des électrovannes d'un moteur de véhicule. En effet, sur certains moteurs, les électrovannes sont situées juste au-dessus du collecteur d'échappement. Ces 15 électrovannes ne résistant pas à des températures supérieures à 130°C, il y lieu de recourir à une protection thermique. [0004 On connaît déjà des solutions techniques de protection thermique de pièces de moteurs de véhicules. [0005] Le document FR 2 717 224 décrit un collecteur d'échappement pour 20 le moteur d'un véhicule automobile muni d'un dispositif d'échappement à catalyseur. Ce collecteur d'échappement comprend une semelle destinée à être fixée sur la culasse du moteur, et une tubulure formée d'une paroi extérieure et d'une paroi intérieure assemblées par leurs bords respectifs sur la semelle. Un matériau formant écran au rayonnement thermique, de type 25 fibre en céramique, est interposé entre les parois extérieure et intérieure de la tubulure. [0006] Le document EP 1 690 743 B1 décrit un écran, sous forme de bouclier thermique, qui comporte deux parties qui peuvent être reliées l'une à l'autre de manière amovible par un dispositif de liaison et dont au moins une 30 partie est rigide. Le dispositif de liaison est constitué d'un bouton pression dont la partie sphérique est reliée à l'une des parties d'écran et dont la pièce en oeillet est reliée à l'autre partie d'écran, laquelle autre partie d'écran est flexible, a une structure en natte et est, au moins en partie, formée d'une étoffe en matière plastique qui résiste à la chaleur et est constituée de fibres et/ou de fils d'aramide, de fibres et/ou de fils de carbone, ainsi que de fibres ou de fils minéraux. [0007] Le document US 6 318 734 B1 décrit un joint monobloc avec son support, qui est adapté à être utilisé avec un bouclier thermique dans un dispositif de bouclier thermique à joint d'étanchéité. Le support intégré comporte une cavité réceptrice conçue pour positionner de manière précise et retenir une partie du bouclier. Le support intégré et le joint incorporent des éléments additionnels intégrés pour améliorer le positionnement et la liaison du bouclier avec le joint. [0008] Le document US 2004/0232625 Al décrit un dispositif de bouclier thermique et de garniture, qui présente trois pièces : un premier écran thermique, un second écran thermique et un joint. Chacune des trois pièces comporte une partie en forme de flasque et celle du joint est prise en � sandwich � entre les parties en forme de flasque des deux écrans thermiques. La partie en forme de flasque du joint est plus mince que les parties correspondantes des deux écrans thermiques. La minceur du flasque du joint permet à ce dernier de s'engager dans des moyens d'assemblage filetés sans porter préjudice à l'intégrité du filetage du moyen d'assemblage. [0009] Enfin, le document US 2006/0138300 Al décrit un bouclier thermique pour la protection d'un bâti-moteur. Le bouclier thermique comprend un métal de base ou substrat, qui peut être positionné sensiblement dans la périphérie du bâti-moteur. Le substrat comporte une surface réfléchissant la chaleur tournée vers l'extérieur à partir du bâti-moteur pour bloquer le transfert de chaleur radiante vers le bâti. Un organe de fixation est fixé sur le substrat. L'organe de fixation peut être positionné entre le moteur et le bâti-moteur, de façon à fixer le substrat en position. Le substrat comporte une natte de fibres de verre tissée et la surface réfléchissant la chaleur comporte une feuille de métal attachée à la natte. [0010] Toutefois, l'utilisation des solutions connues de l'art antérieur, par exemple d'un écran thermique conventionnel pour protéger les électrovannes présentes, par exemple sur la surface de la culasse contre laquelle sont fixées les électrovannes, des risques de passage d'air chaud formant un effet � cheminée �, c'est-à-dire un mouvement ascensionnel des gaz chauds provoqué par des courants de convection à l'intérieur d'une enceinte verticale. [0011] Il y a, par conséquent nécessité d'une protection spécifique, différente 10 des écrans thermiques classiques. [0012] Le but de la présente invention est de fournir un dispositif de protection thermique étanche de pièces sensibles à la température, en particulier des électrovannes dans un moteur de véhicule, qui perfectionne les dispositifs connus de l'art antérieur et garantisse parfaitement la tenue 15 desdites pièces sensibles à la température malgré leur positionnement dans une zone très chaude, par exemple et de façon non limitative de l'objet et de la portée de la présente invention, la tenue des électrovannes d'un moteur de véhicule automobile malgré leur positionnement juste au dessus du collecteur d'échappement. 20 [0013] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif de protection thermique, qui permette d'optimiser l'espace environnant les zones très chaudes du moteur, comme l'espace entourant le collecteur d'échappement. [0014] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif de 25 protection thermique, qui permette de limiter la complexité et le montage des pièces protégées sensibles à la température, telles les électrovannes d'un moteur de véhicule, qui soit de conception simple, de réalisation aisée, et qui soit, par conséquent, économique. [0015] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un dispositif de protection thermique d'au moins une électrovanne d'un moteur tel un moteur de véhicule, située au dessus du collecteur d'échappement, qui comprend un écran thermique du collecteur d'échappement et un déflecteur thermique de l'électrovanne s'étendant tous les deux entre le collecteur d'échappement et l'électrovanne et étant dirigés tous les deux par une de leur extrémité vers une face d'appui de la culasse du moteur. Dans ce nouveau dispositif de protection thermique, il est prévu un joint d'étanchéité, fixé sur la partie du pourtour du déflecteur thermique en regard de la face d'appui de la culasse, qui épouse par concordance des formes ladite face d'appui de façon à constituer une protection thermique étanche de l'électrovanne en bloquant le passage d'air chaud entre le déflecteur thermique et la face d'appui de la culasse. [0016] De manière préférentielle, le joint d'étanchéité est réalisé en caoutchouc, de préférence des caoutchoucs synthétiques résistants aux températures de l'air chaud tels que des terpolymères d'éthylène propylène diène (EPDM) ou des copolymères d'éthylène méthylacrylate (tel que le VAMAC, marque déposé de la société Dupont, Etats-Unis). En variante, le joint d'étanchéité peut être réalisé en tissu recouvert de silicone. [0017] Le joint d'étanchéité peut être fixé sur le déflecteur thermique par tout moyen de fixation connu en soi, tel que le collage, le rivetage, le vissage, ou encore le surmoulage sur le déflecteur thermique. [0018] Le déflecteur thermique de l'électrovanne peut être réalisé dans une matière plastique résistante à haute température, ou en métal, tel que par exemple de l'acier ou de l'aluminium, de préférence gaufré. [0019] Le joint d'étanchéité épouse également par concordance des formes la forme de différentes pièces techniques, telles que les tuyaux de commande reliant l'électrovanne à un turbocompresseur du moteur, situées près de ladite face d'appui de la culasse. [0020] L'écran thermique peut être réalisé, par exemple, à partir d'une structure multicouche comprenant une matière thermiquement isolante prise en � sandwich � entre deux feuilles métalliques. [0021] La présente invention a également pour objet un moteur de véhicule, dans lequel le ou les électrovannes, située(s) au dessus du collecteur d'échappement, est ou sont protégée(s) de ce dernier par un dispositif de protection thermique étanche conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. [0022] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : • la figure 1 représente, de manière schématique, le principe d'un dispositif de protection thermique des électrovannes dans un moteur de véhicule, selon l'art antérieur, • la figure 2 représente, de manière schématique également, le principe d'un dispositif de protection thermique étanche des électrovannes dans un moteur de véhicule, selon la présente invention, et • la figure 3 est une vue en perspective du dispositif de protection thermique de la figure 2 en position d'utilisation, la culasse ayant été enlevée pour plus de clarté dans la représentation du joint de l'invention. [0023] En référence au dessin de la figure 1, on a représenté, de manière schématique, sur une partie supérieure de culasse de moteur, de référence 1, un ensemble d'électrovannes, de référence générale 2, situé au dessus du collecteur d'échappement 3 qui a pour fonction, de manière conventionnelle, de guider les gaz issus du moteur de la sortie des cylindres vers le système d'échappement. [0024] La culasse 1 n'est représentée que partiellement par sa face 1A tournée vers les électrovannes 2 et le collecteur d'échappement 3. [0025] La référence 4 désigne l'écran thermique du collecteur d'échappement 3, situé juste au dessus et fixé sur ce dernier, en matériau relativement rigide, qui protège thermiquement l'environnement du collecteur d'échappement 3 en supportant des températures élevées de l'ordre de 400°C ou plus. Cet écran thermique 4 peut être réalisé, par exemple, à partir d'une feuille d'acier ou d'aluminium gaufré ou bien à partir d'une matière thermiquement isolante prise � en sandwich � entre deux feuilles métalliques. [0026] La référence 5 désigne une protection thermique des électrovannes 2 sous la forme d'un déflecteur thermique qui dévie les courants d'air chaud, référencés A, des électrovannes 2. Ce déflecteur thermique 5 se présente également sous la forme d'une pièce relativement rigide, obtenue à partir d'une feuille métallique ou plastique. [0027] Les tolérances dimensionnelles et le caractère rigide de l'écran 4 et du déflecteur thermique 5 ont pour conséquence que ces derniers ne viennent pas, par leur extrémité 4a, 5a, respectivement, en contact avec la face d'appui 1A en regard de la culasse 1. Cette absence de contact précis a pour conséquence un risque important de flux d'air chaud, désigné � E � sur la figure 1, par effet � cheminée �, et donc un risque important de montée en température des électrovannes 2 au-delà de leur température maximale de résistance, qui est de l'ordre de 130°C. [0028] Pour surmonter cette difficulté, il est prévu, comme représenté schématiquement sur la figure 2, d'utiliser un joint d'étanchéité, de référence 6, fixé sur l'écran thermique permettant de faire obstacle au passage d'air chaud E produit par effet cheminée. Le joint d'étanchéité 6 est réalisé en matière formable et souple, de manière à épouser la forme de la culasse 1 dans sa partie d'appui sur cette dernière. De manière préférentielle, le joint d'étanchéité 6 est réalisé en caoutchouc, en métal souple, ou bien en tissu recouvert de silicone. [0029] Le joint d'étanchéité 6 est fixé sur le déflecteur thermique 5 par tout type de procédé de fixation conventionnel, comme par exemple par rivetage, par collage, par vissage ou bien par surmoulage. [0030] On a représenté sur le dessin de la figure 3 le dispositif de protection thermique à joint d'étanchéité selon la présente invention en position d'utilisation sur la culasse d'un moteur de véhicule, la culasse ayant été toutefois enlevée pour plus de clarté dans la représentation du joint d'étanchéité. [0031] Le joint d'étanchéité 6, fixé sur le pourtour du déflecteur thermique 5, présente lui-même un pourtour 6A qui épouse par concordance des formes le profil de la face d'appui 1A de la culasse 1 (non représentée) sur laquelle il est plaqué de manière étanche grâce à la souplesse et à la déformabilité de sa matière constitutive. Sur cette figure 3, on a représenté les électrovannes 2, l'écran thermique 4 du collecteur d'échappement, et la connectique électrique 9. [0032] De manière avantageuse, le joint d'étanchéité 6 épouse également par concordance des formes la section de différentes pièces techniques reliant les électrovannes au turbo et situés près de la face d'appui 1A de la culasse 1, par exemple les tuyaux de commande référencés 10 et 11 sur la figure 3. [0033] L'invention décrite ci-dessus présente de nombreux avantages. Ainsi, elle garantit la tenue de pièces sensibles à la température malgré leur positionnement dans une zone très chaude, en particulier la tenue des électrovannes dans un moteur de véhicule malgré leur positionnement au dessus du collecteur d'échappement. [0034] De plus l'invention permet de mieux utiliser la place au dessus de la zone très chaude, en particulier, dans le cas des électrovannes d'un moteur de véhicule, de mieux utiliser la place au dessus du collecteur d'échappement souvent mal optimisée. [0035] De plus, l'invention permet - sur certains moteurs de véhicules automobiles - de regrouper les quatre électrovannes au même endroit les unes à côté des autres, et par conséquent de limiter la complexité et le coût du circuit de vide correspondant. [0036] Enfin, l'invention a pour résultat de simplifier le montage des électrovannes sur les moteurs de véhicules. [0037] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS1. Dispositif de protection thermique étanche d'une électrovanne d'un moteur située au dessus d'un collecteur d'échappement du moteur, comprenant un écran thermique (4) du collecteur d'échappement (3) et un déflecteur thermique (5) de l'électrovanne (2) qui s'étendent tous les deux entre le collecteur d'échappement (3) et l'électrovanne (2) et sont dirigés par une de leur extrémité vers une face d'appui (1A) de la culasse (1) du moteur, caractérisé en ce qu'il est prévu un joint d'étanchéité (6), fixé sur la partie du pourtour du déflecteur thermique (5) en regard de la face d'appui (1A) de la culasse (1), qui épouse par concordance de forme ladite face d'appui (1A) de façon à constituer une protection thermique étanche de l'électrovannes (2) en bloquant le passage des flux d'air chaud entre le déflecteur thermique (5) et la face d'appui de la culasse. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (6) est réalisé en caoutchouc synthétique. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (6) est réalisé en tissu recouvert de silicone 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (6) est fixé sur le déflecteur thermique (5) par un moyen de fixation choisi parmi les moyens de fixation suivants : collage, rivetage, vissage, surmoulage. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le déflecteur thermique (5) est en métal ou en matière plastique. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le déflecteur thermique (5) est en aluminium gaufré. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (6) épouse également par concordance de forme la forme de pièces techniques situées près de ladite face d'appui (1A) de la culasse (1). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les dites pièces techniques sont des tuyaux de commande (10, 11) reliant l'électrovanne à un turbocompresseur associé au moteur. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écran thermique (4) est réalisé à partir d'une structure multicouche comprenant une matière thermiquement isolante prise en � sandwich � entre deux feuilles métalliques. 10. Moteur thermique comportant au moins une électrovanne protégée par un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.