Brevet FR2960257A1 — publié le 20111125

Méthode d'assemblage entre un collecteur d'échappement et un turbocompresseur d'un moteur à combustion pour véhicule automobile [0001 La présente invention est du domaine des moteurs à combustion pour véhicule automobile notamment, et relève plus particulièrement des modalités d'assemblage entre un collecteur d'échappement et un turbocompresseur que comprennent les moteurs à combustion. Elle a pour objet une méthode pour réaliser un tel assemblage, et une pièce d'assemblage mise en oeuvre par cette méthode qui est placée en interposition entre le collecteur d'échappement et le turbocompresseur pour réaliser leur jonction mécanique et aéraulique l'un à l'autre. [0002] L'assemblage entre deux pièces mécaniques induit couramment un aménagement spécifique de chacune de ces pièces, pour rendre leur structure compatible l'une avec l'autre. Il est souvent souhaité que les modalités d'assemblage des pièces entre elles procurent leur fixation aisée l'une à l'autre, et que cette fixation soit facilement réversible pour en cas de besoin permettre une opération de maintenance. En ce qui concerne plus spécifiquement les moteurs à combustion pour véhicules automobiles, se pose le problème de l'assemblage entre eux d'un turbocompresseur et d'un collecteur d'échappement fixé en sortie du turbocompresseur dans le sens d'écoulement des gaz. Plus particulièrement, le turbocompresseur et le collecteur d'échappement doivent être mécaniquement fixés l'un à l'autre, en mettant en communication aéraulique une bouche d'évacuation des gaz et une bouche d'admission des gaz qu'ils comprennent respectivement. Cependant, en raison de leur diversité potentielle de structure, l'assemblage entre eux de quelconques collecteurs d'échappement et turbocompresseurs implique des aménagements spécifiques. [0003] Pour résoudre ce problème, il a été proposé divers dispositifs de fixation entre le collecteur d'échappement et le turbocompresseur, qui comprennent au moins une pièce intermédiaire d'assemblage interposée entre eux. Par exemple selon FR2924754 (RENAULT SAS), ladite pièce d'assemblage forme une entretoise de conformation cylindrique axialement évidée, qui est interposée entre le collecteur d'échappement et le turbocompresseur. Cette entretoise comporte à ses extrémités des filetages épaulés, qui coopèrent respectivement avec des filetages correspondants ménagés sur la bouche d'évacuation du turbocompresseur et sur la bouche d'admission du collecteur d'échappement. Des joints d'étanchéité sont respectivement placés en appui axial contre les épaulements et le pourtour des dites bouches, pour éviter une fuite des gaz d'échappement transitant par l'entretoise. Par exemple encore selon FR2921696 (RENAULT SAS), ladite pièce d'assemblage forme une entretoise axiale conformée en platine, qui est axialement interposée entre une semelle du collecteur d'échappement et une plaque du turbocompresseur à travers lesquelles sont respectivement ménagées les dites bouches. La platine est munie d'un évidement médian qui comporte une feuillure coopérant avec un épaulement intégré à la plaque du turbocompresseur. Des organes de serrage axial sont mis en prise sur la semelle et sur la platine pour fixer le collecteur d'échappement sur le turbocompresseur. [0004 Il est apparu à l'usage que de telles dispositions d'assemblage entre le collecteur d'échappement et le turbocompresseur méritaient d'être améliorées. [0005] Le but de la présente invention est de proposer une méthode d'assemblage entre un collecteur d'échappement et un turbocompresseur que comprend un moteur à combustion d'un véhicule automobile, pour leur jonction mécanique et aéraulique l'un à l'autre. L'invention a aussi pour objet une pièce d'assemblage exploitée par ladite méthode en étant placée en interposition entre le collecteur d'échappement et le turbocompresseur. [0006 Il est plus particulièrement visé par la présente invention de proposer une telle méthode qui permette d'assembler un collecteur d'échappement avec un turbocompresseur dont les modalités de jonction mécanique et aéraulique au collecteur d'échappement sont susceptibles d'être variables. Une telle méthode, mettant en oeuvre une dite pièce d'assemblage d'interposition, est souhaitée procurer une jonction mécanique et aéraulique entre de tels collecteurs d'échappement et turbocompresseur qui soit fiable et aisée à mettre en oeuvre, et qui soit facilement réversible. La pièce d'assemblage est en outre recherchée d'une structure simple pouvant être obtenue à moindres coûts, et la jonction réalisée entre le collecteur d'échappement et le turbocompresseur est souhaitée d'un encombrement le plus restreint possible, malgré la diversité potentielle des modalités de jonction propres au turbocompresseur. [0007] La méthode de la présente invention est une méthode d'assemblage entre un turbocompresseur et un collecteur d'échappement, qui consiste principalement à interposer une pièce d'assemblage entre le turbocompresseur et le collecteur d'échappement pour leur jonction mécanique et aéraulique l'un à l'autre. Il est choisi pour cette méthode une pièce d'assemblage conformée en platine, qui est munie de faces parallèles d'appui axial antagoniste contre respectivement une face d'appui du collecteur d'échappement et une face d'appui du turbocompresseur. La platine est évidée pour autoriser un passage des gaz à son travers, depuis le turbocompresseur vers le collecteur d'échappement. La platine comporte à cet effet un évidement de circulation des gaz depuis une bouche d'évacuation des gaz que comprend le turbocompresseur vers une bouche d'admission des gaz que comprend le collecteur d'échappement. La platine est encore munie de moyens de jonction respectivement au collecteur d'échappement et au turbocompresseur. Une telle méthode, mettant en oeuvre ladite pièce d'assemblage, relève des méthodes consistant à prendre en compte les diversités de structure du collecteur d'échappement et du turbocompresseur en évitant leur adaptation propre mais en adaptant au besoin la structure de la pièce d'assemblage. [000si La démarche de la présente invention a consisté à faire le choix de standardiser au mieux la pièce d'assemblage pour simplifier sa structure, réduire ses coûts d'obtention et permettre un agencement structurellement simple des moyens de jonction dont elle est munie pour la fixation du collecteur d'échappement et du turbocompresseur. Une telle simplification de structure des moyens de jonction procure une commodité de leur mise en oeuvre et une facilité de leur installation réversible en prise respectivement sur le collecteur d'échappement et sur le turbocompresseur. La dite standardisation est réalisée en exploitant un jeu de pièces d'assemblage dont les structures comportent des modalités communes en nombre optimisé et des modalités propres en nombre limité. La pièce d'assemblage à exploiter est choisie parmi les pièces d'assemblage que comprend le dit jeu, les modalités d'adaptation d'une pièce d'assemblage en fonction de la configuration de la jonction à réaliser entre le collecteur d'échappement et le turbocompresseur étant structurellement limitées d'une pièce d'assemblage à l'autre de ce jeu. Il est favorisé des caractéristiques communes entre les pièces d'assemblage qui sont relatives au moins aux modalités de leur jonction mécanique et aéraulique au collecteur d'échappement, voire aussi aux modalités de leur jonction aéraulique avec le turbocompresseur, tandis que leurs caractéristiques propres sont relatives aux modalités de jonction avec le turbocompresseur et/ou à leur épaisseur prise entre des faces d'appui qu'elles comportent pour les applications respectives du collecteur d'échappement et du turbocompresseur. Un tel choix relève d'un compromis entre les contraintes liées aux structures propres des collecteurs d'échappement et des turbocompresseurs, et les avantages procurés par la standardisation proposée des pièces d'assemblage composant le dit jeu. L'agencement global de la pièce intermédiaire peut être réduit à une simple platine évidée dont les grandes faces constituent les dites faces d'appui que comporte la pièce d'assemblage. Les moyens de jonction sont aptes à être d'une structure simplifiée, voire sont susceptibles de mettre en oeuvre des organes de jonction équipant la pièce d'assemblage qui sont de structure et/ou de type identiques pour la jonction de la pièce d'assemblage respectivement avec le collecteur d'échappement et le turbocompresseur. [0009] Selon une approche de la méthode proposée par la présente invention, celle-ci est principalement reconnaissable en ce qu'elle consiste plus particulièrement à choisir une dite pièce d'assemblage parmi un jeu de pièces d'assemblage présentant des caractéristiques communes relatives au moins à leur jonction mécanique et aéraulique au collecteur d'échappement et des caractéristiques distinctes relatives au moins à leur épaisseur définie entre les dites faces d'appui qu'elles comportent et/ou à leur jonction mécanique au turbocompresseur. [0010] Les caractéristiques communes à l'ensemble des pièces d'assemblage du dit jeu sont notamment déterminées comme étant relatives : - à l'agencement de leur face d'appui contre ladite face d'appui correspondante du collecteur d'échappement, ^ à l'agencement des moyens de jonction de la pièce d'assemblage avec le collecteur d'échappement, et - à l'agencement de la totalité de leur évidement étendu entre lesdites faces d'appui qu'elles comportent, celui-ci étant de préférence un évidement à périmètre fermé pour éviter des fuites lors de la circulation des gaz. [0011] Les dites caractéristiques distinctes des pièces d'assemblage du dit jeu sont notamment déterminées comme étant relatives à l'agencement des moyens de jonction de la pièce d'assemblage avec le turbocompresseur. [0012] On reconnaîtra une pièce d'assemblage mise en oeuvre par la méthode proposée et issue d'un dit jeu de pièces d'assemblage en ce qu'elle comporte les 15 dispositions suivantes, prises isolément ou en combinaison : - Les faces d'appui parallèles que comporte la pièce d'assemblage sont de l'une à l'autre orientées selon des directions opposées. - les moyens de jonction que comporte la pièce d'assemblage sont des moyens de jonction qui sont en prise sur la platine en la traversant de part 20 en part. - les moyens de jonction dont est munie la pièce d'assemblage sont formés par des organes de jonction intégrant individuellement des moyens de positionnement et des moyens de fixation de la pièce d'assemblage respectivement au collecteur d'échappement pour un premier jeu d'organes 25 de jonction et au turbocompresseur pour un deuxième jeu d'organes de jonction. [0013] Les modalités de jonction de la pièce d'assemblage avec respectivement le collecteur d'échappement et le turbocompresseur sont obtenues à partir des dites faces d'appuis et de la traversée de la pièce d'assemblage par les organes de jonction. De telles modalités permettent de préserver les bouches de circulation des gaz que comportent respectivement le collecteur d'échappement et le turbocompresseur de tels moyens de jonction, et facilitent le montage facilement réversible de la structure mécanique obtenue. Les bouches et l'évidement que comporte respectivement le collecteur d'échappement, le turbocompresseur et la pièce d'assemblage présentent avantageusement un même profil fermé, ce qui favorise la circulation homogène des gaz à leur travers. [0014] Avantageusement, les organes de jonction du premier jeu et les organes de jonction du deuxième jeu sont de structure analogue. [0015] Selon une forme préférée de réalisation, chaque organe de jonction de chacun des premiers et deuxièmes jeux d'organes de jonction est axialement étendu. La platine comporte à son travers des orifices de passage respectif des dits organes de jonction, qui s'étendent de l'une à l'autre des faces d'appui que comporte la pièce d'assemblage. [0016] De préférence, les dits orifices de passage des organes de jonction du premier jeu délimitent entre eux selon les deux directions du plan d'extension des faces d'appui de la pièce d'assemblage, un espace hors tout à l'intérieur duquel est inscrit un espace hors tout délimité entre les dits orifices de passage des organes de jonction du deuxième jeu. [0017] Notamment, pour chacune des pièces d'assemblage que comprend le dit jeu et suivant une même quelconque direction d'extension des dites faces d'appui que comporte cette pièce d'assemblage, une quelconque première distance de séparation entre deux organes de jonction distants du premier jeu est supérieure à une quelconque deuxième distance de séparation entre deux organes de jonction distants du deuxième jeu. L'espace délimité entre les organes de jonction de la pièce d'assemblage avec le collecteur d'échappement est rendu raisonnablement le plus vaste possible, pour pouvoir facilement aménager dans cet espace les moyens de jonction de la pièce d'assemblage avec le turbocompresseur qui sont spécifiquement adaptés selon les besoins. [ools] On reconnaîtra un ensemble mécanique obtenu à partir de la mise en oeuvre de la méthode proposée par la présente invention, en ce qu'il comprend une pièce d'assemblage telle qu'elle vient d'être décrite. Plus particulièrement, un tel ensemble mécanique comprend un collecteur d'échappement et un turbocompresseur qui sont assemblés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une pièce d'assemblage telle que précédemment décrite qui est interposée entre eux. [0019] Un tel ensemble mécanique est notamment reconnaissable en ce que : le collecteur d'échappement comprend une semelle de fixation munie d'une première face d'appui contre la face d'appui correspondante de la pièce d'assemblage, - le turbocompresseur comprend une plaque de fixation munie d'une deuxième face d'appui correspondante de la pièce d'assemblage, les première et deuxième faces d'appui respectivement du collecteur d'échappement et du turbocompresseur sont orientées parallèlement en regard l'une sur l'autre selon des directions opposées, et - les moyens de jonction de la pièce d'assemblage respectivement au collecteur d'échappement et au turbocompresseur traversent la pièce d'assemblage de part en part de l'une à l'autre des dites faces d'appui antagoniste dont elle est munie, l'écart entre ces faces d'appui définissant l'épaisseur de la pièce d'assemblage. [0020] Selon une forme préférée de réalisation, les moyens de jonction entre la pièce d'assemblage et le turbocompresseur sont disposés à l'intérieur d'un espace hors tout qui est délimité entre les moyens de jonction entre la pièce d'assemblage et le collecteur d'échappement suivant les deux dimensions euclidiennes définissant les faces d'appui de la pièce d'assemblage. [0021] Un exemple de réalisation de la présente invention va être décrit en relation avec les figures de la planche annexée. Sur cette planche, les fig.1 et fig.2 sont des illustrations respectivement en perspective éclatée et en perspective assemblée d'un ensemble mécanique comprenant un turbocompresseur et un collecteur d'échappement qui sont assemblés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une pièce d'assemblage interposée entre eux selon une méthode de la présente invention. [0022] Sur les figures, un collecteur d'échappement 1 et un turbocompresseur 2 sont joints l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une pièce d'assemblage 3 qui est interposée entre eux. La jonction entre le collecteur d'échappement 1 et le turbocompresseur 2 est une jonction non seulement mécanique mais aussi une jonction aéraulique entre une bouche d'évacuation des gaz 4 que comporte le turbocompresseur 2 vers une bouche d'admission des gaz 5 que comporte le collecteur d'échappement 1. La pièce d'assemblage 3 est plus particulièrement interposée entre une face d'appui 6 d'une plaque 7 intégrée au turbocompresseur 2, et une face d'appui 8 d'une semelle 9 intégrée au collecteur d'échappement 1. Les faces d'appui 6,8 respectivement du collecteur d'échappement 1 et du turbocompresseur 2 sont orientées en regard l'une sur l'autre, en étant placées en appui antagoniste contre des faces d'appui respectives 10,11 que comporte la pièce d'assemblage 3 lorsque l'ensemble est monté. Les faces d'appui 10,11 que comporte la pièce d'assemblage sont constituées par les grandes faces respectives d'une platine 12 formant principalement la pièce d'assemblage. [0023] La pièce d'assemblage 3 est munie de moyens de jonction 13,14 respectivement au collecteur d'échappement 1 et au turbocompresseur 2. Ces moyens de jonction comprennent un premier jeu 13 d'organes de jonction de la pièce d'assemblage 3 au collecteur d'échappement 1 et un deuxième jeu 14 d'organes de jonction de la pièce d'assemblage 3 au turbocompresseur 2. Ces organes de jonction 13,14 sont d'un même type d'un jeu à l'autre et sont axialement étendus, en étant notamment constitués par des goujons ou organes analogues regroupant pour un même organe de jonction 13,14 des moyens de fixation et des moyens de positionnement relatif entre la pièce d'assemblage 3 et respectivement le collecteur d'échappement 1 et le turbocompresseur 2. La platine 12 comporte à son travers des orifices 15,16 de passage des organes de jonction 13,14 respectivement affectés à la fixation du collecteur d'échappement 1 et du turbocompresseur 2, ces orifices 13,14 s'étendant entre les faces d'appui 10,11 que comporte la pièce d'assemblage 3 et qui définissent entre elles son épaisseur (e). La pièce d'assemblage 3 comporte un évidement médian 17 pour ménager un canal de circulation des gaz entre la bouche d'évacuation 4 du turbocompresseur 2 et la bouche d'admission 5 des gaz du collecteur d'échappement 1. L'évidement 17 est un évidement à périmètre fermé en étant notamment de conformation cylindrique voire polygonale. Le profil de cet évidement 17 est de préférence constant le long de son extension à travers la platine 12, de l'une à l'autre des faces d'appui de la pièce d'assemblage 3, pour éviter de générer des turbulences lors de la circulation des gaz à son travers. [0024] La pièce d'assemblage 3 est choisie parmi un jeu de pièces d'assemblage 3 comportant des caractéristiques communes et des caractéristiques distinctes. Les dites caractéristiques communes sont relatives à l'agencement des moyens de jonction 13 entre la pièce d'assemblage 3 et le collecteur d'échappement 1, et de préférence à l'évidement médian 17 que comporte la platine 12. Les dites caractérisques distinctes sont relatives à l'épaisseur (e) des pièces d'assemblage 3 du jeu, telle que définie entre les faces d'appui 10,11 qu'elles comportent et/ou aux moyens de jonction 14 des pièces d'assemblage 3 au turbocompresseur 2. [0025] Pour faciliter l'adaptation des caractéristiques spécifiques de chacune des pièces d'assemblage 3 du dit jeu, les moyens de jonction 13 de la pièce d'assemblage 3 au collecteur d'échappement 1 sont disposés sur la platine 12 en ménageant entre eux un espace disponible pour l'agencement spécifique des moyens de jonction 14 avec un turbocompresseur 2 donné. Plus particulièrement, les dits orifices 15 de passage des organes de jonction 13 du premier jeu délimitent entre eux selon les deux directions euclidiennes du plan d'extension des faces d'appui 10,11 de la pièce d'assemblage 3, un espace hors tout à l'intérieur duquel est inscrit un espace hors tout délimité entre les dits orifices 16 de passage des organes de jonction 14 du deuxième jeu. Plus particulièrement, les pièces d'assemblage 3 composant le jeu comportent chacune des orifices 15 de passage des organes de jonction 13 avec le collecteur d'échappement 1, dont l'écartement les uns des autres est optimisé et est constant pour l'ensemble des pièces d'assemblage 3 du jeu. Une telle optimisation procure un espace entre lesdits orifices à l'intérieur duquel peuvent être librement aménagés les moyens de jonction de la pièce d'assemblage 3 au turbocompresseur 2 selon les spécificités de celui-ci, et notamment permettent de disposer au mieux les orifices de passage 16 des organes de jonction 14 correspondants du deuxième jeu. REVENDICATIONS1. Méthode d'assemblage entre un turbocompresseur (2) et un collecteur d'échappement (1), cette méthode consistant à interposer une pièce d'assemblage (3) entre le turbocompresseur (2) et le collecteur d'échappement (1) pour leur jonction mécanique et aéraulique l'un à l'autre, cette pièce d'assemblage (3) étant conformée en platine (12) munie : - de faces (10,11) parallèles d'appui axial antagoniste de la pièce d'assemblage (3) contre respectivement une face d'appui (8) du collecteur d'échappement (1) et une face d'appui (6) du turbocompresseur (2), - d'un évidement (17) de circulation des gaz depuis une bouche d'évacuation des gaz (4) que comprend le turbocompresseur (2) vers une bouche d'admission des gaz (5) que comprend le collecteur d'échappement (1), - de moyens de jonction (13,14) respectivement au collecteur d'échappement (1) et au turbocompresseur (2), - caractérisée en ce qu'elle consiste à choisir la pièce d'assemblage (3) parmi un jeu de pièces d'assemblage (3) présentant des caractéristiques communes relatives au moins à leur jonction mécanique et aéraulique au collecteur d'échappement (1) et des caractéristiques distinctes relatives au moins à leur épaisseur (e) définie entre les dites faces d'appui (6,8) qu'elles comportent et/ou à leur jonction mécanique au turbocompresseur (2). 2. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dites caractéristiques communes à l'ensemble des pièces d'assemblage (3) du dit jeu sont déterminées comme étant relatives : ^ à l'agencement de leur face d'appui (10) contre ladite face d'appui (8) correspondante du collecteur d'échappement (1), - à l'agencement des moyens de jonction (13,15) de la pièce d'assemblage (3) avec le collecteur d'échappement (1), et - à l'agencement de la totalité de leur évidement (17) étendu entre lesdites faces d'appui (10,11) qu'elles comportent, celui-ci étant un évidement (17) à périmètre fermé. 3. Méthode selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les dites caractéristiques distinctes des pièces d'assemblage (3) du dit jeu sont déterminées comme étant relatives à l'agencement des moyens de jonction (14,16) de la pièce d'assemblage (3) avec le turbocompresseur (2). 4. Pièce d'assemblage exploitée pour la mise en oeuvre d'une méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les faces d'appui (10,11) parallèles que comporte la pièce d'assemblage (3) sont de l'une à l'autre orientées selon des directions opposées. 5. Pièce d'assemblage selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de jonction (13,14,15,16) que comporte la pièce d'assemblage (3) sont des moyens de jonction qui sont en prise sur la platine (12) en la traversant de part en part. 6. Pièce d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que les moyens de jonction (13,14,15,16) dont est munie la pièce d'assemblage (3) sont formés par des organes de jonction (13,14) intégrant individuellement des moyens de positionnement et des moyens de fixation de la pièce d'assemblage (3) respectivement au collecteur d'échappement (1) pour un premier jeu d'organes de jonction (13) et au turbocompresseur (2) pour un deuxième jeu d'organes de jonction (14). 7. Pièce d'assemblage selon la revendication 6, caractérisée en ce que les organes de jonction (13) du premier jeu et les organes de jonction (14) du deuxième jeu sont de structure analogue. 8. Pièce d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que chaque organe de jonction (13,14) de chacun des premier et deuxième jeu d'organes de jonction (13,14) étant axialement étendu, la platine (12) comporte à son travers des orifices (15,16) de passage respectif des dits organes de jonction (13,14) qui s'étendent de l'une à l'autre des faces d'appui (10,11) que comporte la pièce d'assemblage (3). 9. Pièce d'assemblage selon la revendication 8, caractérisée en ce que les dits orifices (15) de passage des organes de jonction (13) du premier jeudélimitent entre eux selon les deux directions du plan d'extension des faces d'appui (10,11) de la pièce d'assemblage, un espace hors tout à l'intérieur duquel est inscrit un espace hors tout délimité entre les dits orifices (16) de passage des organes de jonction (14) du deuxième jeu. 10. Ensemble mécanique comprenant un collecteur d'échappement (1) et un turbocompresseur (2) assemblés entre eux par l'intermédiaire d'une pièce d'assemblage (3) selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé : - en ce que le collecteur d'échappement (1) comprend une semelle (9) de fixation munie d'une première face d'appui (8) contre la face d'appui (10) correspondante de la pièce d'assemblage (3), - en ce que le turbocompresseur (2) comprend une plaque (7) de fixation munie d'une deuxième face d'appui (6) correspondante de la pièce d'assemblage (3), - en ce que les première et deuxième faces d'appui (8,6) respectivement du collecteur d'échappement (1) et du turbocompresseur (2) sont orientées parallèlement en regard l'une sur l'autre selon des directions opposées, et - en ce que les moyens de jonction (13,14) de la pièce d'assemblage (3) respectivement au collecteur d'échappement (1) et au turbocompresseur (2) traversent la pièce d'assemblage (3) de part en part de l'une à l'autre des dites faces d'appui (10,11) antagoniste dont elle est munie.