Brevet FR3014483A1 — publié le 20150612

Dispositif de sortie de qaz d'échappement pour véhicule automobile comportant un clapet externe de protection d'une sonde L'invention concerne un dispositif de sortie de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne de type Diesel d'un véhicule automobile, comportant un conduit d'échappement des gaz vers l'extérieur du véhicule disposée en aval d'un système de post-traitement catalytique des gaz, le conduit comportant une sonde de détection d'oxydes d'azote (NOx) et des moyens de protection de la sonde situés en aval de la sonde. Les véhicules à moteur Diesel comportent généralement un dispositif de sortie io des gaz d'échappement issus du moteur. Tel que représenté à la figure 1, le dispositif de sortie des gaz d'échappement comporte une tubulure de sortie 10 comportant en amont un système de post traitement catalytique des gaz d'échappement 12 destiné à dépolluer les gaz en réduisant en particulier la présence de composés tels que des oxydes d'azote 15 (NOx). En aval du système de post traitement 12, une sonde 14 est disposée dans la tubulure 10. La sonde 14 est destinée à détecter la présence d'oxydes d'azote (NOx) en aval du système de post traitement 12. La tubulure 10 se prolonge par une portion d'extrémité de forme courbée 16, destinée à amener les gaz d'échappement traités vers l'extérieur du véhicule. 20 Un inconvénient de ce type de dispositifs consiste en ce que, étant donné que la sonde est disposée à proximité de la sortie de la canalisation d'échappement, de l'eau risque de pénétrer à l'intérieur de la tubulure par l'ouverture de sortie 16. Ceci peut se produire en cas de pluie ou bien lors du lavage du véhicule par exemple. L'eau remonte alors dans la tubulure 10 et risque d'atteindre la sonde 25 14, ce qui peut occasionner un endommagement ou un mauvais fonctionnement de la sonde 14. La partie active de la sonde 14 est en effet composée de céramique, ce qui la rend donc très sensible aux chocs thermiques, en particulier ceux occasionnés par des projections d'eau. - 2 - Afin de pallier ces inconvénients, l'invention a pour objet un dispositif de sortie de gaz d'échappement dans lequel la sonde est protégée de façon efficace et simple. A cet effet, l'invention propose un dispositif de sortie de gaz d'échappement du type cité ci-dessus, caractérisé en ce que le conduit comporte en aval de la sonde un clapet externe apte à passer, sous le seul effet du flux de gaz d'échappement d'une position d'obturation de l'orifice de sortie du conduit à une position d'ouverture de l'orifice de sortie du conduit, de façon que la sonde soit protégée de projections d'eau provenant de l'orifice de sortie du conduit. io Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - Le clapet est un volet extérieur au conduit monté à rotation autour d'un axe transversal porté par le conduit entre sa position d'obturation dans laquelle ils s'étend selon un plan vertical en regard de l'orifice de sortie du conduit et sa position d'ouverture dans laquelle il s'étend sensiblement horizontalement de 15 façon à dégager l'orifice de sortie. - Le volet présente la forme d'un disque comportant une face interne tournée vers l'intérieur du conduit quand le volet est en position d'obturation de l'orifice et une face externe tournée vers l'extérieur du conduit, et comportant un premier bras dont une première extrémité est fixée sur la face externe du volet 20 et une deuxième extrémité est reliée à une extrémité libre d'un deuxième bras par l'intermédiaire d'un axe transversal, une extrémité du deuxième bras opposée à son extrémité libre étant portée par une partie supérieure externe de la paroi du conduit et le premier bras étant orienté selon un plan sensiblement longitudinal. 25 - Le diamètre du volet est sensiblement égal au diamètre d'un rebord d'extrémité du conduit s'étendant radialement vers l'extérieur depuis un bord de l'orifice de sortie. - Le clapet comporte une tige lestée orientée vers le haut selon un plan sensiblement longitudinal et présentant une première extrémité reliée à l'axe 30 transversal et une deuxième extrémité libre, opposée à la première extrémité, qui est munie d'une masse, la tige lestée étant apte, en passant d'une position haute à une position basse sous l'effet de la gravité, à permettre le basculement - 3 - du volet de sa position d'ouverture horizontale à sa position d'obturation verticale. - La longueur de la tige est réglable. - Le dispositif comporte une butée de limitation du déplacement de la tige lestée 5 vers l'aval, disposée sur le deuxième bras porté par le conduit. - La butée est une équerre. - Le positionnement de la butée est réglable au moyen d'au moins une vis. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'exemples de réalisation d'un dispositif de sortie de gaz io d'échappement en référence aux dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de sortie de gaz d'échappement selon l'état de la technique. - La figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif de sortie de gaz d'échappement comportant un clapet selon l'invention, représenté en position 15 semi ouverte. - La figure 3 est une vue de côté du dispositif de la figure 2, le clapet selon le deuxième mode de réalisation étant représenté en position ouverte. - La figure 4 est une vue de face du dispositif de la figure 3 en position ouverte. - La figure 5 est une vue de côté du dispositif de la figure 2, le clapet selon le 20 deuxième mode de réalisation étant représenté en position fermée. - La figure 6 est une vue de face du dispositif de la figure 5. Dans la description qui suit, nous prendrons à titre non limitatif une orientation longitudinale, verticale et transversale indiquée par le trièdre L,V,T des figures 1 à 6. 25 Des éléments identiques ou analogues sont désignés par les mêmes chiffres de référence. Tel que représenté à la figure 2, un dispositif de sortie de gaz d'échappement 20 en provenance d'un moteur Diesel (non représenté) comporte un conduit 22, présentant une extrémité amont 220 raccordée à un système de post-traitement 30 catalytique des gaz d'échappement et une extrémité aval libre 222 comportant - 4 - une ouverture de sortie 26 permettant aux gaz d'être évacués vers l'extérieur du véhicule. Le conduit 22 est sensiblement rectiligne et de section circulaire de diamètre Dl. Une sonde 28 de détection de composés de type oxydes d'azote (NOx) est 5 disposée dans le conduit 22, en aval du système de post-traitement et à proximité de l'ouverture de sortie 26 du conduit 22. En regard de l'ouverture de sortie 26 de la canalisation, un clapet 30 est disposé à l'extérieur de la canalisation. Tel que représenté aux figures 2 à 6, le clapet 30 est un volet monté pivotant io autour d'un axe transversal A entre une position ouverte dans laquelle l'ouverture de sortie 26 est dégagée et une position fermée dans laquelle l'ouverture de sortie 26 est obturée. Le clapet 30 est un disque dont le diamètre D2 est sensiblement égal au diamètre d'un rebord d'extrémité 32 du conduit 22 s'étendant radialement vers 15 l'extérieur depuis le bord de l'orifice de sortie 26. Le clapet 30 présente une face interne 30int tournée vers l'intérieur du conduit 22 quand le clapet est en position de fermeture et une face opposée externe 30ext tournée vers l'extérieur du conduit 22. Les moyens de support du clapet 30 comprennent un premier bras de support 20 34 présente une première extrémité 34a solidaire de la face externe 30ext du clapet 30 et une deuxième extrémité libre 34b opposée à l'extrémité 34a. Le premier bras 34 forme un coude en angle droit. Lorsque le clapet est en position fermée, le premier bras 34 s'étend selon plan sensiblement vertical. Les moyens de support du clapet 30 comprennent également un deuxième bras 25 de support 36 présentant une première extrémité 36a portée par une partie supérieure d'une face externe de la paroi du conduit 22 et une deuxième extrémité 36b opposée à la première extrémité 36a. Le deuxième bras 36 est fixe et s'étend selon un plan sensiblement longitudinal. Les extrémités 34b et 36b sont solidaires l'une de l'autre par l'intermédiaire de 30 l'axe transversal A, le premier bras 34 étant apte à pivoter autour de l'axe transversal A. - 5 - Le dispositif comporte en outre une tige lestée 38, orientée selon un plan longitudinal et présentant une première extrémité 38a solidaire, de manière fixe, de l'axe transversal A et une deuxième extrémité 38b libre, opposée à la première extrémité 38a, munie d'une masse 40. L'axe transversal A est recouvert par une pièce de support 42 de la tige lestée 38, la pièce 42 comportant un orifice 44 apte à recevoir la première extrémité 38a de la tige 38. La longueur de la tige 38 peut être ajustée selon l'enfoncement de la tige 38 dans l'orifice 44. Le maintien en position de la tige 38 est assuré par une vis axiale 46. L'orientation de la tige 38 peut aussi être ajustée en fonction du io positionnement angulaire de la pièce 42. La tige lestée 38 est apte à permettre le passage du clapet 30 de sa position ouverte à sa position fermée, sous l'effet de la gravité, lorsqu'aucun flux de gaz n'est émis depuis l'amont vers l'aval. Ainsi lorsque le clapet 30 est en position ouverte, la tige lestée 38 s'étend vers 15 le haut, et le volet 30 est maintenu en équilibre sous l'effet du passage du flux de gaz d'échappement. En l'absence d'émission de gaz, sous l'effet de la gravité, la tige lestée 38 est alors entrainée vers le bas en raison de la présence de la masse 40, ce qui provoque la rotation du volet 30 autour de l'axe transversal A depuis sa position ouverte vers sa position fermée. 20 Le dispositif comporte également une butée 48, portée par le deuxième bras de support 36. La butée 48 est destinée à limiter le débattement de la tige lestée 38 vers l'amont. La butée 48 présente la forme d'une équerre dont le positionnement selon une direction longitudinale peut être réglé par des vis coopérant avec des orifices oblongs ménagés dans l'équerre. 25 Ainsi, les gaz d'échappement issus du système de post traitement 12 se déplacent dans la canalisation conformément au sens de la flèche F1 de l'amont vers l'aval, puis sont évacués vers l'extérieur du véhicule, en faisant passer le volet 30 de sa position fermée à sa position ouverte par rotation autour de l'axe transversal A. 30 Lorsque le volet 30 est ouvert, la seule présence du flux de gaz émis de l'amont vers l'aval selon la direction de la flèche F1 empêche la remontée d'eau en sens inverse. - 6 - Lorsque le flux de gaz n'est plus émis, le volet 30 repasse de sa position ouverte à sa position fermée, ce qui empêche le passage d'eau à l'intérieur de la canalisation selon le sens de la flèche F2. L'eau ne peut ainsi pas remonter par l'orifice de sortie jusqu'à la sonde. Le dispositif selon l'invention présente l'avantage de protéger la sonde de façon simple, efficace et peu onéreuse tout en offrant la possibilité de réduire la longueur de la canalisation. En effet, dans l'état de la technique il était nécessaire de rallonger la canalisation pour que la sonde soit suffisamment éloignée de la sortie pour être protégée des projections d'eau alors que notre invention présente l'avantage de permettre la réduction de la longueur de la canalisation étant donné que la sonde est protégée par le volet 30 quelle que soit la longueur de la canalisation.15 REVENDICATIONS1) Dispositif (20) de sortie de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne de type Diesel d'un véhicule automobile, comportant un conduit (22) de diamètre (D1) d'échappement des gaz vers l'extérieur du véhicule disposé en aval d'un système de post-traitement catalytique des gaz, le conduit comportant une sonde (28) de détection d'oxydes d'azote (NOx) et des moyens de protection de la sonde (28) situés en aval de la sonde, caractérisé en ce que le conduit (22) comporte en aval de la sonde (28) un clapet externe (30) apte à passer, sous le seul effet du flux de gaz d'échappement d'une position d'obturation de l'orifice (26) de sortie du conduit (22) à une position d'ouverture de l'orifice (26) de sortie du conduit (22), de façon que la sonde (28) soit protégée de projections d'eau provenant de l'orifice (26) de sortie du conduit. 2) Dispositif (20) de sortie de gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet (30) est un volet extérieur au conduit (22) monté à rotation autour d'un axe transversal (A) porté par le conduit (22) entre sa position d'obturation dans laquelle ils s'étend selon un plan vertical en regard de l'orifice (26) de sortie du conduit et sa position d'ouverture dans laquelle il s'étend sensiblement horizontalement de façon à dégager l'orifice (26) de sortie. 3) Dispositif de sortie de gaz d'échappement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le volet (30) présente la forme d'un disque comportant une face interne (30int) tournée vers l'intérieur du conduit (22) quand le volet (30) est en position d'obturation de l'orifice (26) et une face externe (30ext) tournée vers l'extérieur du conduit (22), et comportant un premier bras (34) dont une première extrémité (34a) est fixée sur la face externe (30ext) du volet (30) et une deuxième extrémité (30b) est reliée à une extrémité libre (36b) d'un deuxième bras (36) par l'intermédiaire de l'axe transversal (A), une extrémité (36a) du deuxième bras (36) opposée à son extrémité libre (36b) étant portée par une partie supérieure externe de la paroi du conduit (22) et le premier bras (34) étant orienté selon un plan sensiblement longitudinal. 4) Dispositif (20) de sortie de gaz d'échappement selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le diamètre du volet (30) est sensiblement égal au diamètre d'un rebord d'extrémité (32) du conduit (22) s'étendant radialement vers l'extérieur depuis un bord de l'orifice (26) de sortie. s 5) Dispositif (20) de sortie de gaz d'échappement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le clapet (30) comporte une tige lestée (38) orientée vers le haut selon un plan sensiblement longitudinal et présentant une première extrémité (38a) reliée à l'axe transversal (A) et une deuxième extrémité libre (38b), opposée à la première extrémité 10 (38a), qui est munie d'une masse (40), la tige lestée (38) étant apte, en passant d'une position haute à une position basse sous l'effet de la gravité, à permettre le basculement du volet (30) de sa position d'ouverture horizontale à sa position d'obturation verticale. 6) Dispositif (20) de sortie de gaz d'échappement selon la revendication 5, 15 caractérisé en ce que la longueur de la tige (38) est réglable. 7) Dispositif (20) de sortie de gaz d'échappement selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comporte une butée (48) de limitation du déplacement de la tige lestée (38) vers l'aval, disposée sur le deuxième bras (36) porté par le conduit (22). 20 8) Dispositif (20) de sortie de gaz selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la butée (48) est une équerre. 9) Dispositif (20) de sortie de sortie de gaz selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le positionnement de la butée (48) est réglable au moyen d'au moins une vis. 25