Brevet FR2981692A1 — publié le 20130426

SYSTEME D'ECHAPPEMENT D'UN VEHICULE AUTOMOBILE [1] L'invention concerne un système d'échappement d'un véhicule automobile, et plus particulièrement, dans ce système, l'environnement d'une conduite flexible de découplage d'une conduite amont solidaire d'un moteur du véhicule d'une conduite aval solidaire d'une caisse du véhicule. [2] De façon classique, le système d'échappement des gaz issus d'un véhicule automobile équipé d'un moteur à explosion comprend une conduite d'échappement qui comporte un conduite amont solidaire du moteur, une conduite aval solidaire d'un châssis du véhicule, et une conduite flexible reliant la conduite amont et la conduite aval tout en les découplant mécaniquement l'une de l'autre. [3] Afin de réduire la quantité d'oxydes d'azote (NOx) rejetés dans l'atmosphère, il est connu d'utiliser, dans le système d'échappement d'un véhicule automobile, un dispositif catalytique de réduction associé à un injecteur de réducteur adapté à réduire les oxydes d'azote dans le dispositif catalytique. Classiquement, le réducteur utilisé est de l'urée liquide qui, à partir de 140°C se décompose en ammoniac, composé réagissant avec les oxydes d'azote en présence des catalyseurs du dispositif catalytique. [004] Afin d'augmenter le taux de décomposition de l'urée, il serait avantageux de disposer l'injecteur de réducteur le plus en amont possible (tout en étant en aval d'un dispositif catalytique d'oxydation des imbrûlés), c'est-à-dire là où la température des gaz d'échappement est élevée, et donc en amont de la conduite flexible de découplage. Cependant, le dispositif catalytique de réduction étant en aval de cette conduite flexible, il y a un risque d'encrassement de cette conduite flexible par l'urée non décomposée, d'autant plus que la paroi interne cette conduite flexible est usuellement ondulée. Dans la durée, l'accumulation d'urée non décomposée et de suies forme une sorte de plâtre qui rigidifie la conduite flexible et augmente le risque de casse de cette dernière. [005] Afin de limiter ces risques, il est préférable d'injecter l'urée si la température des gaz d'échappement atteint environ 180°C. En deçà, ces risques sont trop élevés. Or, la température dans une conduite n'est pas uniforme, notamment entre son coeur et ses parois internes, et ceci d'autant plus que le véhicule se déplace à une vitesse élevée. Ainsi, par exemple, alors que pour un véhicule circulant à une vitesse stabilisée de 40 km/h, la température des gaz au coeur est de 190°C et celle de la paroi interne est de 140°C, pour le même véhicule circulant à une vitesse stabilisée de 110km/h, les températures sont respectivement de 300°C et 125°C. De ce fait, même en présence de gaz d'échappement à haute température, la conduite flexible a tendance à s'encrasser dès qu'une particule d'urée entre en contact avec sa paroi interne. [6] L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients, afin de pouvoir introduire l'injecteur de réducteur en amont de la conduite flexible. [7] Selon un premier aspect, l'invention porte ainsi sur une utilisation, sur une conduite d'échappement d'un véhicule automobile, d'un déflecteur pour dévier un écoulement d'air le long d'une paroi extérieure d'une conduite flexible de la conduite d'échappement découplant une conduite amont solidaire d'un moteur du véhicule d'une conduite aval solidaire d'une caisse du véhicule. [8] Selon un second aspect, l'invention porte sur un système d'échappement d'un véhicule automobile, comprenant une canalisation amont solidaire d'un moteur du véhicule, une canalisation aval solidaire d'une caisse du véhicule, et une conduite flexible de découplage de la conduite amont de la conduite aval, caractérisé en ce qu'il comprend un déflecteur qui est fixé au niveau de la jonction de la conduite amont avec la conduite flexible et qui recouvre au moins une partie d'une paroi extérieure de la conduite flexible. [9] La présence du déflecteur le long de la conduite flexible permet de dévier l'air extérieur et donc de réduire de façon très importante le refroidissement de la conduite flexible. En conséquence, l'encrassement de cette conduite est fortement diminué, voire nul, et les risques de casse sont fortement réduits. De plus, le rendement de la réaction de catalyse est amélioré. [0010] Selon un premier mode particulier de l'invention, le déflecteur est sans contact avec la paroi extérieure de la conduite flexible. De ce fait, il ne risque ni d'altérer la fonction de découplage de la conduite flexible, ni d'être endommagé. Plus particulièrement, la distance séparant le déflecteur de la paroi externe de la conduite flexible est au moins de 5mm. [0011] Selon un second mode particulier de l'invention, le déflecteur a une forme conique divergente dans le sens de la conduite amont vers la conduite aval. De ce fait, l'air est fortement dévié de la conduite flexible. [0012] Selon un troisième mode particulier de l'invention, le recouvrement porte sur les premières ondes du flexible (exemple, les 5 premières ondes) et peut aller jusqu'à recouvrir toute la longueur [0013] Selon un quatrième mode particulier de l'invention, le déflecteur recouvre angulairement au moins le quart le plus bas de la périphérie de la conduite flexible. De ce fait, au moins la partie de la conduite flexible faisant face à la voie de circulation sur laquelle se déplace le véhicule, qui est la partie la plus soumise au refroidissement par convection de l'air, est protégée thermiquement. [0014] Selon un cinquième mode particulier de l'invention, le déflecteur est métallique. [0015] Selon un sixième mode particulier de l'invention, le déflecteur est porté par un collier de serrage qui enserre l'un contre l'autre deux embouts, l'un solidaire de la conduite amont, l'autre de la conduite flexible de découplage. [0016] Selon un septième mode particulier de l'invention, le déflecteur est porté par un joint d'étanchéité qui comprend une partie d'étanchéité disposée entre deux embouts, l'un solidaire de la conduite amont, l'autre de la conduite flexible de découplage. [0017] Selon un huitième mode particulier de l'invention, le déflecteur est porté par un embout qui est solidaire de la conduite flexible et qui est relié de façon étanche à un embout solidaire de la conduite amont. [0018] Selon un neuvième mode particulier de l'invention, la conduite flexible comprend une paroi intérieure ondulée. [0019] Selon un dixième mode particulier de l'invention, le système d'échappement comprend un injecteur de réducteur disposé en amont de la conduite flexible. [0020] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement la partie avant d'un véhicule automobile comprenant un système d'échappement selon l'invention ; - la figure 2 illustre schématiquement un moteur associé à un système d'échappement connu ; - la figure 3 illustre schématiquement, en coupe longitudinale, une conduite flexible d'un système d'échappement ; - la figure 4 représente un système de fixation utilisé pour relier la conduite flexible à une conduite amont ; - La figure 5 illustre, en coupe longitudinale, la jonction entre la conduite amont et la conduite flexible selon une premier mode de réalisation de l'invention dans lequel le déflecteur est porté par un joint du système de fixation ; - La figure 6 représente schématiquement, de profil, d'une partie amont de la conduite flexible et le système de fixation selon un second mode de réalisation dans lequel le déflecteur étant porté par le collier du système de fixation ; - La figure 7 présente une vue de face du système de fixation utilisé dans un troisième mode de réalisation, dans lequel l'amplitude angulaire du déflecteur est limitée ; et - La figure 8 illustre, en coupe longitudinale, la jonction entre la conduite amont et la conduite flexible selon un quatrième mode de réalisation de l'invention dans lequel le déflecteur est porté par un embout solidaire de la conduite flexible. [0021] L'invention propose un moyen de se prémunir contre l'encrassement d'une conduite flexible de découplage d'un système d'échappement d'un véhicule automobile, par l'utilisation d'un déflecteur aéraulique fixé à l'extérieur de celle-ci. [0022] Dans ce qui suit, les termes de canalisation et de conduite seront utilisés comme synonymes. Les termes d'amont et d'aval sont définis par rapport au sens d'écoulement des gaz d'échappement. [0023] La figure 1 présente schématiquement un véhicule automobile 1 équipé d'un moteur 3 et d'un système d'échappement des gaz du moteur selon l'invention. De façon connue en soi, le système d'échappement, comme illustré à la figure 2, comporte une conduite amont 4 solidaire du moteur 3, une conduite aval 6 solidaire d'un châssis du véhicule 1, et une conduite flexible 7 qui relie les deux conduites amont 4 et aval 5 entre elles tout en assurant un découplage mécanique entre celles-ci. La conduite amont 4 comprend un dispositif catalytique d'oxydation 15 assurant la combustion des imbrûlés issus du moteur grâce à un comburant injecté dans la conduite par un injecteur de comburant 16. Un injecteur de réducteur 13 est connecté sur la conduite amont 4 en aval de ce dispositif d'oxydation catalytique 15 et en amont de la conduite flexible 7. Cet injecteur de réducteur 13 permet d'injecter de l'urée 2 9816 92 5 liquide qui se dégradera en ammoniac et réduira ainsi les oxydes d'azotes dans un dispositif catalytique de réduction 14. [0024] La conduite flexible 7 est schématisée, figure 3, dans une vue en coupe longitudinale. Les parois internes 17 de cette conduite flexible 7 ont une 5 surface ondulée. [0025] La figure 4 représente un système de fixation 18 utilisé pour relier la conduite amont 4 à la conduite flexible 7. Ce système de fixation 18 comprend un collier de serrage 11, un joint 20 intégré au collier 11 et maintenu en position à l'aide d'un système de griffes 21, et une vis 19 tangentielle servant à 10 régler le niveau de serrage du collier 11. [0026] La figure 5 précise la manière dont les conduites amont 4 et flexible 7 sont jointes à l'aide de ce système de fixation 18. Un embout amont 5 est solidarisé à la conduite amont 4. La partie extérieure de cet embout amont 5 possède une forme conique divergente dans le sens amont-aval. De même, un 15 embout aval 8 est solidaire de la conduite flexible 7. La partie extérieure de cet embout 8 possède une forme conique convergente dans le sens amont-aval. Lorsque les conduites amont 4 et flexible 7 sont jointes l'une à l'autre, les deux embouts amont 5 et aval 8 forment un double cône, que l'on désignera par la suite sous le terme de bicône. Le système de fixation 18 est installé de sorte à 20 ce que le collier de serrage 11 épouse la forme du bicône. Le joint 20 comprend un élément d'étanchéité 12 qui a la forme d'un anneau et qui s'étend entre les embouts amont 5 et aval 8. Le joint 20 comprend également une portion de liaison qui s'étend le long de la surface conique de l'embout aval 8, entre cette surface conique et le collier de serrage 11. 25 [0027] Le système d'échappement selon l'invention comprend un déflecteur 2 qui est fixé au niveau de la jonction entre la conduite amont 4 et la conduite flexible 7. Ce déflecteur 2 recouvre au moins une partie amont de la paroi extérieure 10 de la conduite flexible 7 (par exemple, sur au moins 10% de la longueur de la conduite flexible 7). La présence du déflecteur 2 le long de la 30 conduite flexible 7 permet de dévier l'air extérieur lorsque le véhicule 1 se déplace, et donc de réduire de façon très importante le refroidissement de la conduite flexible 7. Cela permet de protéger cette conduite 7 du risque d'encrassement interne par l'urée au moins dans sa zone amont, là où le risque d'encrassement est le plus élevé, du fait que c'est dans cette région que 35 l'évaporation de la solution liquide d'urée est généralement la moins établie. Avantageusement, le déflecteur 2 peut recouvrir la conduite flexible 7 sur toute la longueur de celle-ci. 2 9816 92 6 [0028] Avantageusement, le déflecteur 2 recouvre angulairement au moins le quart le plus bas de la périphérie de la conduite flexible 7. [0029] Le déflecteur 2 présente avantageusement une forme conique, divergente dans le sens de la conduite amont 4 vers la conduite aval 6, et dont 5 l'axe s'étend dans la direction de la conduite flexible 7. [0030] Avantageusement, le déflecteur 2 est sans contact avec la paroi extérieure 10 de la conduite flexible 7. La distance entre les parois du déflecteur 2 et cette paroi extérieure 10 est au minimum 5mm, de sorte à permettre le débattement du déflecteur 2 sans qu'il n'y ait de risque de contact 10 avec la paroi extérieure 10. [0031] Avantageusement, le déflecteur 2 est réalisé en matière métallique, ce qui garantit une bonne tenue mécanique de la pièce, tout en conservant des coûts de fabrication raisonnables. [0032] Avantageusement, le système d'échappement peut comprendre une 15 structure de renfort destinée à renforcer le déflecteur 2, notamment à sa partie aval. [0033] Un premier mode de réalisation de l'invention consiste à intégrer le déflecteur 2 au joint 20, comme illustré à la figure 5. Le déflecteur 2 pourrait par exemple être fabriqué en prolongeant la portion de liaison au-delà du 20 collier 11, et en lui conférant la forme conique désirée. [0034] Dans un deuxième mode de réalisation, illustré à la figure 6, le déflecteur 2 est avantageusement intégré au collier de fixation 11. [0035] Dans un troisième mode de réalisation illustré à la figure 7, le déflecteur 2 prolonge le joint 20, en le faisant émerger hors du collier 11 dans 25 le secteur angulaire sans collier 11 mais muni de la vis 19. Ceci permet d'intégrer le déflecteur 2 sans qu'il ne soit nécessaire de modifier sensiblement la configuration d'un collier 11 connu. Ce joint 20 relié au collier 11 par le système de griffes 21 est généralement réalisé en matière métallique. [0036] Le système de fixation 18 comprenant le déflecteur 2 et le joint 20 30 pourrait avantageusement être pourvu d'un système d'indexage en rotation, afin de faciliter son positionnement angulaire par l'opérateur en charge de l'assemblage. [0037] Dans un quatrième mode de réalisation, le déflecteur 2 est avantageusement porté par l'embout aval 8 solidaire de la conduite flexible 7. Un moyen d'assemblage consisterait à souder le déflecteur 2 sur l'embout 8 solidaire de la conduite flexible 7. L'embout 8 et le déflecteur 2 pourraient être avantageusement pourvus d'un système d'indexage en rotation, afin de faciliter le positionnement angulaire du déflecteur 2 par l'opérateur en charge de l'assemblage. REVENDICATIONS1. Système d'échappement d'un véhicule automobile (1), comprenant une canalisation amont (4) solidaire d'un moteur (3) du véhicule (1), une canalisation aval (6) solidaire d'une caisse du véhicule (1), et une conduite flexible (7) de découplage de la conduite amont (4) de la conduite aval (6), caractérisé en ce qu'il comprend un déflecteur (2) qui est fixé au niveau de la jonction de la conduite amont (4) avec la conduite flexible (7) et qui recouvre au moins une partie d'une paroi extérieure (10) de la conduite flexible (7). 2. Système d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déflecteur (2) est sans contact avec la paroi extérieure (10) de la conduite flexible (7). 3. Système d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que la distance séparant le déflecteur (2) de la paroi externe (10) de la conduite flexible (7) est au moins de 5mm. 4. Système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le déflecteur (2) a une forme conique divergente dans le sens de la conduite amont (4) vers la conduite aval (6). 5. Système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le recouvrement porte au moins sur la longueur correspondant aux premières ondes du flexible (7). 6. Système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le déflecteur (2) recouvre angulairement au moins le quart le plus bas de la périphérie de la conduite flexible (7). 7. Système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le déflecteur (2) est métallique. 8. Système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le déflecteur (2) est porté par un collier de serrage (11) qui enserre l'un contre l'autre deux embouts (5, 8), l'un (5) solidaire de la conduite amont (4), l'autre (8) de la conduite flexible de découplage (7). 9. Système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le déflecteur (2) est porté par un joint d'étanchéité (20) qui comprend une partie d'étanchéité (12) disposée entre deux embouts (5, 8), l'un (5) solidaire de la conduite amont (4), l'autre (8) de la conduite flexible de découplage (7). 10. Système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le déflecteur (2) est porté par un embout (8) qui est solidaire de la conduite flexible (7) et qui est relié de façon étanche à un embout (5) solidaire de la conduite amont (4). 11. Système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la conduite flexible (7) comprend une paroi intérieure (17) ondulée. 12. Système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend un injecteur de réducteur (13) disposé en amont de la conduite flexible (7). 13. Utilisation, sur une conduite d'échappement d'un véhicule automobile (1), d'un déflecteur (2) pour dévier un écoulement d'air le long d'une paroi extérieure (10) d'une conduite flexible (7) de la conduite d'échappement découplant une conduite amont (4) solidaire d'un moteur (3) du véhicule (1) d'une conduite aval (6) solidaire d'une caisse du véhicule.