Brevet FR2944061A1 — publié le 20101008

i "Système d'échappement de véhicule automobile" L'invention concerne un système d'échappement de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un système d'échappement de véhicule automobile comportant au moins un bloc d'un moteur d'orientation sensiblement longitudinale contre une face latérale duquel est accolé un organe de dépollution, notamment un catalyseur ou un filtre à particules, d'orientation sensiblement longitudinale, comportant une première sortie reliée io à une ligne d'échappement d'un véhicule associé et une seconde sortie, débouchant dans une paroi transversale dudit organe, qui est destinée à prélever des gaz d'échappements en vue de leur recyclage, ladite seconde sortie étant reliée à un conduit d'entrée d'un échangeur gaz/liquide destiné à refroidir des gaz d'échappe- 15 ment, dont un conduit de sortie de gaz est relié à un boîtier recevant une vanne de régulation des gaz d'échappement, le conduit d'entrée de l'échangeur et l'échangeur de refroidissement étant tous deux d'orientation sensiblement transversale, superposés, fixés au moins à la paroi transversale de de l'organe 20 de dépollution et reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'un conduit de liaison comportant au moins un coude. On connaît de nombreux exemples de systèmes d'échappement de ce type. Dans un tel circuit, le conduit d'entrée de l'échangeur et 25 l'échangeur sont généralement reliés l'un à l'autre à l'aide d'un conduit intermédiaire comportant au moins un coude, c'est-à-dire un conduit de renvoi s'étendant sensiblement sur 180 degrés. Ce conduit peut participer à la fixation de l'ensemble échangeur et conduit d'entrée sur l'organe de dépollution, fixation 30 qui est généralement réalisée par l'intermédiaire d'une vis traversant une patte de fixation soudée au conduit intermédiaire et reçue dans un écrou solidaire de l'organe de dépollution. 2 Un tel conduit intermédiaire est accouplé au conduit d'entrée par l'intermédiaire de brides et d'un joint d'étanchéité associé, et est accouplé à l'échangeur par l'intermédiaire d'un interface adéquat. De par sa localisation au plus près du bloc moteur, le conduit intermédiaire est nécessairement très étroit, ce qui nuit au bon écoulement des gaz à l'intérieur dudit conduit. Par ailleurs, ce conduit ne permet qu'une fixation relativement fragile de l'ensemble formé de l'échangeur et de son io conduit d'entrée, quand bien même une fixation très rigide serait souhaitée. Enfin, l'utilisation d'un tel conduit intermédiaire entraîne la mise en oeuvre de bon nombre d'éléments annexes parmi lesquels on compte les brides, le joint, et les vis de fixation de 15 ladite bride. L'invention propose un conduit intermédiaire fournissant un écoulement amélioré des gaz. Dans ce but, l'invention propose un conduit intermédiaire du type décrit précédemment s'étendant à l'intérieur du volume du 20 bloc moteur. Dans ce but, l'invention propose un système d'échappement du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le conduit de liaison est reçu au moins en partie dans le bloc du moteur. 25 Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - le conduit de liaison est intégralement reçu dans le bloc moteur, - le conduit de liaison est venu de matière avec le bloc moteur, 30 - le conduit de liaison est réalisé par moulage lors du moulage du bloc moteur, - chacune des extrémités du conduit de liaison débouchent dans la face latérale du bloc moteur par l'intermédiaire d'une 3 semelle correspondante, chaque semelle étant associée à une semelle conforme correspondante du conduit d'entrée de l'échangeur ou de l'échangeur, - les deux extrémités du conduit de liaison débouchent dans la face latérale du bloc moteur par l'intermédiaire d'une première semelle unique associée à une seconde semelle conforme correspondante commune du conduit d'entrée de l'échangeur et de l'échangeur, - un orifice d'extrémité de l'échangeur, opposé à son io extrémité recevant la vanne de régulation des gaz d'échappement et un orifice d'extrémité du conduit d'entrée de l'échangeur, opposé à l'extrémité dudit conduit accouplée à l'organe de dépollution, coïncident avec des perçages et/ou lumières formés dans la seconde semelle, et un corps de l'échangeur et le conduit 15 d'entrée de l'échangeur sont soudés à ladite seconde semelle, - la seconde semelle est fixée sur la première semelle par l'intermédiaire d'au moins trois vis qui traversent des perçages de la seconde semelle et sont reçus dans des taraudages de la première semelle, 20 - un joint d'étanchéité est interposé entre les première et seconde semelles, - au moins un orifice, relié à un circuit d'eau interne du bloc moteur, débouche dans la première semelle en regard d'au moins un orifice d'extrémité d'un conduit d'eau de l'échangeur 25 agencé dans la seconde semelle, - le conduit d'eau de l'échangeur relié au circuit d'eau interne du bloc moteur est venu de matière avec le corps de l'échangeur, - le corps de l'échangeur est fixé sur l'organe de 30 dépollution, - le conduit d'entrée comporte au moins un tronçon de longueur extensible, pour absorber les jeux résultant de la dilatation dudit conduit d'entrée. 4 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective d'un système selon un état antérieur de la technique ; - la figure 2 est une vue d'ensemble en perspective éclatée d'un système selon l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe d'un système selon io l'invention, Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté sur la figure 1 l'ensemble d'un système 10 15 conventionnel d'échappement de véhicule automobile. Le circuit 10 est par exemple destiné à être associé à un moteur (non représenté) d'orientation longitudinale "A" d'un véhicule automobile. De manière connue le circuit 10 comporte au moins un 20 organe 12 de dépollution, notamment un catalyseur ou un filtre à particules, comportant un conduit 14 d'entrée des gaz d'échappement, une première sortie 16 reliée à une ligne d'échappement (non représentée) d'un véhicule associé et une seconde sortie 18 destinée à prélever des gaz d'échappements en 25 vue de leur recyclage. La seconde sortie 18 est agencée dans une paroi transversale 20 de l'organe de dépollution et est reliée à un conduit d'entrée 22 d'un échangeur 24 gaz/liquide destiné à permettre le refroidissement des gaz d'échappement dont un 30 conduit 25 de sortie de gaz est relié à un boîtier (non représenté) recevant une vanne de régulation des gaz d'échappement. Le conduit d'entrée 22 de l'échangeur et l'échangeur 24 de refroidissement sont tous deux d'orientation sensiblement transversale "T", superposés, et sont fixés au moins à la paroi transversale de 20 l'organe de dépollution. Ils sont reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'un conduit de liaison 26 comportant au moins un coude. 5 Conventionnellement, comme l'illustre la figure 1, de par sa localisation au plus près du bloc moteur, le conduit intermédiaire 26 est nécessairement très étroit, ce qui nuit au bon écoulement des gaz à l'intérieur dudit conduit 26. Ce conduit 26 participe par ailleurs à la fixation de io l'ensemble échangeur 24 et conduit d'entrée 22 sur l'organe 20 de dépollution, fixation qui est généralement réalisée par l'intermédiaire d'une vis 28 traversant une patte 30 de fixation soudée au conduit intermédiaire 26 et reçue dans un écrou (non représenté) solidaire d'une patte 32 de l'organe 20 de dépollution. 15 A une de ses extrémités, le conduit intermédiaire 26 est conventionnellement accouplé au conduit d'entrée par l'intermédiaire de brides 34, 36 et d'un joint d'étanchéité 38 associé qui est interposé entre les brides 34, 36. A son autre extrémité, il est accouplé à l'échangeur 24 par 20 l'intermédiaire d'une interface 40 adéquate, formant par exemple une liaison de type emboîtement. De ce fait, ce conduit 26 ne permet qu'une fixation relativement fragile de l'ensemble formé par l'échangeur 24 et de son conduit d'entrée 22, quand bien même une fixation très rigide 25 serait souhaitée. Enfin, l'utilisation d'un tel conduit intermédiaire 26 entraîne la mise en oeuvre de bon nombre d'éléments annexes parmi lesquels on compte les brides 34, 36, le joint 38, et les vis 42 de fixation des dites brides 34, 36. 30 Pour remédier à cet inconvénient, comme l'illustre la figure 2, l'invention propose un système 10 d'échappement du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le conduit de liaison 26 est reçu au moins en partie dans le bloc 44 du moteur 46. 6 Cette configuration est particulièrement avantageuse, car elle permet au conduit 26, en s'étendant en partie dans le bloc 44 du moteur 46, d'être moins étroit qu'un 26 conduit conventionnel, ce qui favorise l'écoulement des gaz dans ledit conduit 26. Plus particulièrement, le conduit 26 de liaison est avantageusement reçu intégralement dans le bloc 44 du moteur 46. Cette configuration permet de proposer un conduit 26 présentant au moins un rayon de courbure inférieur à celui d'un conduit 26 conventionnel, et ceci permet donc au conduit 26 io d'être moins étroit et de favoriser ainsi l'écoulement des gaz. Comme l'illustre la figure 2, le conduit 26 comporte deux coudes 48 et 50 présentant chacun un rayon de courbure inférieur à ceux du conduit 26 conventionnel. Pour permettre au conduit 26 d'être reçu intégralement 15 dans le bloc 44 du moteur 46, le conduit 26 de liaison est de préférence venu de matière avec le bloc 44 du moteur 46. Plus particulièrement, le conduit de liaison 26 est réalisé par moulage lors du moulage du bloc 44 du moteur 46. Il suffit à cet effet, lors du moulage du bloc 44 du moteur 20 46, d'intégrer dans le moule du bloc 44 du moteur 46 un noyau de fonderie (non représenté) de forme complémentaire de celle du conduit 26. Comme l'illustrent les figures 2 et 3, l'organe 12 de dépollution est accolé à une face latérale 50 du bloc 44 du moteur 25 46. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, chacune des extrémités 52, 54 du conduit 26 de liaison débouche dans la dite face latérale 50 du bloc 44 du moteur 46 par l'intermédiaire d'une semelle correspondante, chaque semelle 30 étant associée à une semelle conforme correspondante du conduit d'entrée 22 de l'échangeur ou de l'échangeur 24 lui-même. Toutefois, pour des raisons de stabilité de la fixation du conduit d'entrée 26 et de l'échangeur 24 sur le bloc 44 du moteur 7 46, les deux extrémités 52 et 54 du conduit 26 de liaison débouchent dans la face latérale 50 du bloc 44 du moteur 46 par l'intermédiaire d'une première semelle unique 56 qui est associée à une seconde semelle 58 conforme correspondante qui est commune à la fois au conduit d'entrée 22 de l'échangeur et à l'échangeur 24 lui-même. Cette configuration peut avantageusement être mise à profit pour assurer une fixation rigide du conduit 22 d'entrée et de l'échangeur 24. io A cette effet, un orifice d'extrémité (non représenté) de l'échangeur 24, qui est agencé sensiblement à l'extrémité de l'échangeur 24 opposée à son extrémité 60 recevant la vanne de régulation des gaz d'échappement d'une part, et un orifice d'extrémité (non représenté) du conduit d'entrée 22 de 15 l'échangeur qui est agencé sensiblement à l'extrémité du conduit 22 opposée à son extrémité 62 qui est accouplée à l'organe 12 de dépollution d'autre part, coïncident avec des perçages et/ou des lumières (non représentés) formés dans la seconde semelle 58. De plus, le corps 66 de l'échangeur 24 et le conduit d'entrée 22 20 de l'échangeur sont soudés à la dite seconde semelle 58 sensiblement autour de ces orifices. La seconde semelle 58 propose donc ainsi une fixation particulièrement rigide du conduit d'entrée 22 et de l'échangeur 24. 25 Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, on remarquera que le corps 66 de l'échangeur 24 est de surcroît aussi fixé à l'organe 12 de dépollution. Ainsi, l'échangeur 24 est il avantageusement fixé à l'organe 12 de dépollution et au bloc 46 du moteur 44 par 30 l'intermédiaire des première et seconde semelles 56, 58. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, la seconde semelle 58 est fixée à la première semelle 56 par l'intermédiaire d'au moins trois vis 68 qui traversent des perçages 8 70 de la seconde semelle 58 et qui sont reçus dans des taraudages 72 de la première semelle 56. Il sera compris que ce mode de fixation n'est pas limitatif de l'invention et que tout moyen de fixation adéquat peut convenir s à la fixation et à l'assemblage des premières et secondes semelles 56, 58. Avantageusement, un joint d'étanchéité 74 est interposé entre les premières et secondes semelles 56, 58. Comme l'illustrent les figures 2 et 3, seuls les orifices io d'extrémité du conduit 26 de liaison débouchent dans les premières et secondes semelles 56, 58. et l'échangeur 24 est alimenté en liquide de refroidissement par des buses d'entrée 78 et de sortie 80 externes. Toutefois, en variante (non représenté) au moins un orifice 15 relié à un circuit d'eau interne du bloc 44 du moteur 46 pourrait déboucher dans la première semelle 56 en regard d'au moins un orifice d'extrémité d'un conduit d'eau (non représenté) de l'échangeur 24 qui serait alors agencé dans la seconde semelle 58, en remplacement d'au moins une des buses d'entrée ou de 20 sortie 78, 80. Ce dernier conduit d'eau associé à l'échangeur 24 pourrait avantageusement être venu de matière avec le corps 66 de l'échangeur 24. Cette configuration pourrait même permettre avantageuse- 25 ment d'assurer l'intégralité de l'alimentation de l'échangeur 24 en liquide de refroidissement en remplaçant les deux buses 78, 80. L'échangeur 24 pourrait alors être alimenté en liquide de refroidissement ou en gaz d'échappement uniquement par l'intermédiaire de la jonction des semelles 56 et 58. 30 Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'organe 12 de dépollution comporte un corps d'orientation sensiblement axiale et notamment sensiblement cylindrique dont une première extrémité 84 comporte le conduit 14 d'entrée des gaz 9 d'échappement, dont au moins une paroi latérale 82 comporte la première sortie 16 d'orientation transversale, et dont une seconde extrémité 88 comporte la seconde sortie 16 d'orientation axiale et la paroi transversale 20 de fixation destinée à recevoir le corps 66 de l'échangeur. Complémentairement, le corps 66 de l'échangeur 24 est sensiblement parallélépipédique, s'étend suivant la direction transversale, et comporte une patte de fixation 86 destiné à être fixé, notamment par une vis, sur la paroi transversale 20 de io fixation. Enfin, on remarquera que le conduit d'entrée 22 comporte au moins un tronçon 76 de longueur extensible susceptible d'absorber les jeux résultant de la dilatation du dit conduit d'entrée 22 lorsqu'il est parcouru par des gaz d'échappement de 15 température élevée. Ce tronçon est de préférence réalisé sous la forme d'un soufflet en matériau inoxydable pouvant absorber des jeux allant de quelques dixièmes de millimètres à quelques millimètres. L'invention propose donc un système d'échappement 20 particulièrement avantageux puisqu'il permet de réaliser l'alimentation en gaz d'échappement d'un échangeur 24 de recyclage des gaz d'échappement de manière simple et car il permet d'améliorer la circulation des gaz au sein dudit échangeur 24, tout en en garantissant une bonne fixation. 25 REVENDICATIONS1. Système (10) d'échappement de véhicule automobile comportant au moins un bloc (44) d'un moteur (46) d'orientation sensiblement longitudinale (A) contre une face latérale (50) duquel est accolé un organe (12) de dépollution, notamment un catalyseur ou un filtre à particules, d'orientation sensiblement longitudinale, comportant une première sortie (16) reliée à une ligne d'échappement d'un véhicule associé et une seconde sortie (18), débouchant dans une paroi transversale (20) dudit organe io (12), qui est destinée à prélever des gaz d'échappements en vue de leur recyclage, ladite seconde sortie (18) étant reliée à un conduit d'entrée (22) d'un échangeur (24) gaz/liquide destiné à refroidir des gaz d'échappement dont un conduit (25) de sortie de gaz est relié à un boîtier recevant une vanne de régulation des 15 gaz d'échappement, le conduit d'entrée (22) de l'échangeur (24) et l'échangeur (24) de refroidissement étant tous deux d'orientation (T) sensiblement transversale, superposés, fixés au moins à la paroi (20) transversale de l'organe de dépollution et reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'un conduit (26) de liaison 20 comportant au moins un coude, caractérisé en ce que le conduit (26) de liaison est reçu au moins en partie dans le bloc (44) du moteur (46). 2. Système (10) d'échappement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le conduit (26) de liaison est 25 intégralement reçu dans le bloc moteur (44). 3. Système (10) d'échappement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le conduit (26) de liaison est venu de matière avec le bloc moteur (44). 4. Système (10) d'échappement selon la revendication 30 précédente, caractérisé en ce que le conduit (26) de liaison est réalisé par moulage lors du moulage du bloc moteur (44). 5. Système (10) d'échappement selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que chacune des 2944061 Il extrémités (52, 54) du conduit (26) de liaison débouchent dans une face latérale (50) du bloc moteur (44) par l'intermédiaire d'une semelle correspondante, chaque semelle étant associée à une semelle conforme correspondante du conduit d'entrée (22) de 5 l'échangeur ou de l'échangeur (24). 6. Système (10) d'échappement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les deux extrémités (52, 54) du conduit de liaison débouchent dans la face latérale du bloc moteur par l'intermédiaire d'une première semelle (56) unique io associée à une seconde semelle (58) conforme correspondante commune du conduit d'entrée (22) de l'échangeur et de l'échangeur (24). 7. Système (10) d'échappement selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un orifice d'extrémité de 15 l'échangeur (24), opposé à son extrémité (60) recevant la vanne de régulation des gaz d'échappement et un orifice d'extrémité du conduit d'entrée (22) de l'échangeur, opposé à l'extrémité (62) dudit conduit (22) accouplée à l'organe (12) de dépollution, coïncident avec des perçages et/ou lumières formés dans la 20 seconde semelle (58), et en ce qu'un corps (66) de l'échangeur (24) et le conduit d'entrée (22) de l'échangeur sont soudés à ladite seconde semelle (58). 8. Système (10) d'échappement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la seconde semelle (58) est 25 fixée sur la première semelle (56) par l'intermédiaire d'au moins trois vis (68) qui traversent des perçages (70) de la seconde semelle (58) et sont reçus dans des taraudages (72) de la première semelle (56). 9. Système (10) d'échappement selon l'une des 30 revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'un joint d'étanchéité (74) est interposé entre les première et seconde semelles (56, 58). 12 10. Système (10) d'échappement selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'au moins un orifice, relié à un circuit d'eau interne du bloc moteur (44), débouche dans la première semelle (56) en regard d'au moins un orifice d'extrémité d'un conduit d'eau de l'échangeur (24) agencé dans la seconde semelle (58). 11. Système (10) d'échappement selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 7, caractérisé en ce que le conduit d'eau de l'échangeur (24) relié au circuit d'eau interne du bloc moteur (44) est venu de matière avec le corps (66) de l'échangeur (24). 12. Système (10) d'échappement selon l'une des revendications 8 à 11 prises en combinaison avec la revendication 7, caractérisé en ce que le corps (66) de l'échangeur (24) est fixé sur l'organe (12) de dépollution. 13. Système (10) d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit d'entrée (26) comporte au moins un tronçon (76) de longueur extensible, pour absorber les jeux résultant de la dilatation dudit conduit d'entrée (26).