Brevet FR3110635A1 — publié le 20211126

Pièce d’admission de gaz d’échappement et ligne d’échappement correspondante Pièce d’admission (18) adaptée pour admettre un flux de gaz d’échappement à dépolluer dans un boîtier contenant un dispositif de dépollution, la pièce d’admission comprenant : - une entrée (20) destinée à être connectée à une conduite amont pour recevoir le flux de gaz d’échappement à dépolluer dans une direction d’admission (X), - une sortie (21) destinée à être connectée au boîtier, - une paroi périphérique (30) entourant l’entrée et reliant l’entrée à la sortie, et - un organe diffuseur (32) s’étendant en travers de l’entrée en vue selon la direction d’admission, l’organe diffuseur définissant une pluralité d’orifices (48) adaptés pour diviser le flux de gaz d’échappement à dépolluer. L’organe diffuseur est venu de matière avec la partie périphérique. Ligne d’échappement intégrant une telle pièce d’admission. Figure pour l'abrégé : Figure 3 Pièce d’admission de gaz d’échappement et ligne d’échappement correspondante La présente invention concerne une pièce d’admission adaptée pour admettre un flux de gaz d’échappement à dépolluer dans un boîtier contenant un dispositif de dépollution, la pièce d’admission comprenant une entrée destinée à être connectée à une conduite amont pour recevoir le flux de gaz d’échappement à dépolluer, et une sortie destinée à être connectée au boîtier. L’invention concerne également une ligne d’échappement comprenant une telle pièce d’admission. Pour admettre des gaz d’échappement dans le boîtier de dépollution, il est connu d’utiliser une pièce d’admission parfois appelée « cône », bien qu’elle ne soit pas strictement conique ou tronconique. Cette pièce forme en général, en section, un col, dans ou sur lequel la conduite amont est fixée par soudage, et des épaules reliées au boîtier. Afin d’obtenir une distribution des gaz d’échappement adéquate à l’entrée du dispositif de dépollution, un organe diffuseur est ajouté. Cet organe présente une forme spécifique ayant pour but de dévier les gaz arrivant de la conduite amont, avant qu’ils ne pénètrent dans le boîtier. Un tel organe diffuseur est par exemple décrit dans le document DE 102006058715 B3. Il comporte des surfaces découpées et pliées pour former une pluralité de déflecteurs. Cet organe est fixé, en général par soudage, sur la pièce d’admission. L’ensemble formé par la conduite amont, la pièce d’admission (le « cône ») et l’organe diffuseur est relativement complexe à fabriquer, car il comprend des pièces soudées ensemble, dont l’une est elle-même assez complexe (l’organe diffuseur). Ceci a bien évidement un impact négatif sur le coût de fabrication. Un but de l’invention est de permettre une réduction du coût de fabrication d’un tel ensemble. A cet effet, l’invention a pour objet une pièce d’admission adaptée pour admettre un flux de gaz d’échappement à dépolluer dans un boîtier contenant un dispositif de dépollution, la pièce d’admission comprenant : - une entrée destinée à être connectée à une conduite amont pour recevoir le flux de gaz d’échappement à dépolluer dans une direction d’admission, - une sortie destinée à être connectée au boîtier, - une paroi périphérique entourant l’entrée autour de la direction d’admission, et reliant l’entrée à la sortie, et - un organe diffuseur s’étendant en travers de l’entrée en vue selon la direction d’admission, l’organe diffuseur définissant une pluralité d’orifices adaptés pour diviser le flux de gaz d’échappement à dépolluer, l’organe diffuseur étant venu de matière avec la partie périphérique. Selon des modes de réalisation particuliers, la pièce d’admission comprend l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - l’organe diffuseur comprend une partie centrale formant tout ou partie des orifices, et des attaches venues de matière avec la partie centrale et la paroi périphérique, les attaches s’étendant radialement entre la partie centrale et la paroi périphérique ; - la partie centrale a une forme générale concave vue du côté amont ; - la partie centrale est décalée vers l’aval dans la direction d’admission par rapport à l’entrée ; - au moins deux des orifices de la partie centrale définissent des sections de passage ayant des surfaces distinctes l’une de l’autre ; - la pièce d’admission comprend une enveloppe emboutie formant la paroi périphérique et l’organe diffuseur ; - la paroi périphérique a une forme générale divergente entre l’entrée et la sortie ; - la paroi périphérique définit au moins une ouverture distincte de l’entrée et de la sortie et destinée au passage d’au moins une sonde de contrôle du dispositif de dépollution. L’invention a pour également pour objet une ligne d’échappement comprenant : - au moins un boîtier, - au moins un dispositif de dépollution contenu dans le boîtier, - au moins une conduite, et - au moins une pièce d’admission telle que décrite ci-dessus, l’entrée étant connectée à la conduite pour recevoir le flux de gaz d’échappement à dépolluer dans la direction d’admission, la sortie étant connectée au boîtier. Selon un mode particulier de réalisation de la ligne d’échappement, le dispositif de dépollution est un filtre à particules ou un convertisseur catalytique. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : La figure 1 est une vue schématique, en perspective, d’une ligne d’échappement selon l’invention, la figure 2 est une vue schématique, en coupe, de la ligne d’échappement représentée sur la figure 1, et la figure 3 est une vue schématique, en perspective, d’une pièce d’admission représentée sur les figures 1 et 2. En référence aux figures 1 et 2, on décrit une ligne d’échappement 10 selon l’invention. La ligne d’échappement 10 est par exemple destinée à un véhicule automobile (non représenté), tel qu’une voiture particulière, un deux-roues, un autocar, ou tout véhicule utilitaire. La ligne d’échappement 10 est adaptée pour recevoir un flux F de gaz d’échappement à dépolluer provenant, directement ou indirectement, par exemple, d’un moteur à explosion ou d’un turbocompresseur, ou de tout autre élément interposé entre le moteur et un boîtier de dépollution. Dans le présent document, les mots « amont » et « aval » s’entendent par rapport à l’écoulement général du flux F dans la ligne d’échappement 10. La ligne d’échappement 10 comprend une conduite 12 amont adaptée pour véhiculer le flux F, et un boîtier 14 contenant un dispositif de dépollution 16 (visible sur la figure 2). La ligne d’échappement 10 comprend une pièce d’admission 18 comportant une entrée 20 connectée à la conduite 12 pour recevoir le flux de gaz d’échappement à dépolluer dans une direction d’admission X, et une sortie 21 connectée au boîtier 14. Dans l’exemple, la ligne d’échappement 10 comprend aussi une canalisation de sortie 22 connectée en sortie du boîtier 14 pour récupérer les gaz dépollués. Dans l’exemple représenté, la conduite 12 comprend un tuyau 24 fixé sur la pièce d’amission 18. Le tuyau 24 présente par exemple une section circulaire. Le tuyau 24 est avantageusement évasé à sa base, l’évasement étant fixé directement par soudage sur la pièce d’admission 18 autour de l’entrée 20. Le boîtier 14 est par exemple de révolution autour d’un axe D. Le boîtier 14 comprend une partie 26 sensiblement cylindrique, et une partie 28 évasée selon l’axe D vers la canalisation de sortie 22. Le boîtier entoure avantageusement le dispositif de dépollution 16 autour de l’axe D. Le dispositif de dépollution 16 est par exemple un filtre à particules ou un convertisseur catalytique connus en eux-mêmes. Le dispositif de dépollution 16 est adapté pour retenir des particules (non représentées) contenues dans le flux F, ou pour en retirer des composés chimiques polluants, tels que des oxydes d’azote ou de soufre. La pièce d’admission 18 est adaptée pour admettre le flux F de gaz d’échappement à dépolluer dans le boîtier 14 et donc dans dispositif de dépollution 16. Outre l’entrée 20 et la sortie 21, la pièce d’admission 18 comprend une paroi périphérique 30 entourant l’entrée autour de la direction d’admission X, et reliant l’entrée à la sortie. La pièce d’admission 18 comprend un organe diffuseur 32 (figure 3) s’étendant en travers de l’entrée 20 en vue selon la direction d’admission X. Dans l’exemple, la pièce d’admission 18 comprend une enveloppe 34 emboutie formant la paroi périphérique 30 et l’organe diffuseur 32. Avantageusement, la pièce d’admission 18 est constituée par cette enveloppe 34. La pièce d’admission 18 est par exemple en acier inoxydable. L’enveloppe 34 a avantageusement une épaisseur comprise entre 0,5 et 2,5 mm, de préférence comprise entre 1,0 et 2,0 mm, et typiquement égale à environ 1,5 mm. L’entrée 20 est par exemple sensiblement circulaire en vue selon la direction d’admission X. En variante, d’autres formes, par exemple une forme elliptique, sont possibles. L’entrée 20 est avantageusement formée par un bord 36 de la paroi périphérique 30 et s’étend par exemple selon un plan d’entrée P1 (figure 2). Le bord 36 est par exemple légèrement rentré, ou cassé, vers l’intérieur de la pièce 18, c’est-à-dire qu’il n’est pas tout-à-fait en continuité avec le reste 38 de la paroi périphérique 30. La sortie 21 est par exemple sensiblement circulaire en vue selon l’axe D. En variante, d’autres formes, par exemple une forme elliptique, sont possibles. La sortie 21 est formée par un bord 40 de la paroi périphérique 30 et s’étend par exemple selon un plan de sortie P2 (figure 2). Par exemple, le plan d’entrée P1 est sensiblement perpendiculaire à la direction d’admission X, et le plan de sortie P2 est sensiblement perpendiculaire à l’axe D. Le plan d’entrée P1 et le plan de sortie P2 définissent un angle α par exemple compris entre 0 et 90 degrés, de préférence entre 0 et 45 degrés. La paroi périphérique 30 a par exemple une forme générale divergente depuis l’entrée 20 vers la sortie 21. La paroi périphérique 30 a par exemple une forme générale partiellement sphérique, ou tronconique. Dans l’exemple, la paroi périphérique 30 définit deux ouvertures 42A, 42B pour le passage de deux sondes (non représentées) destinées à permettre un contrôle du fonctionnement du dispositif de dépollution 16. Par exemple, l’une des sondes est une sonde de température adaptée pour fournir une information représentative d’une température régnant dans dispositif de dépollution 16. L’ouverture 42A est par exemple située sensiblement au sommet d’un bulbe 44A formé par la paroi périphérique 30 par rapport à sa forme générale. L’ouverture 42A est par exemple située sensiblement au fond d’une dépression 44B formée par la paroi périphérique 30 par rapport à sa forme générale. Selon des variantes non représentées, la paroi périphérique 30 ne comprend pas les ouvertures 42A, 42B, ou bien en comprend une seule, ou bien encore en comprend plus de deux. L’organe diffuseur 32 est venu de matière avec la partie périphérique 30. Dans l’exemple, l’organe diffuseur 32 et la paroi périphérique 30 sont obtenus par emboutissage d’une tôle (non représentée) découpée et perforée à l’avance. L’organe diffuseur 32 comprend une partie centrale 46 formant une pluralité d’orifices 48, et des attaches 50A, 50B, 50C reliant radialement la partie centrale 46 et la paroi périphérique 30 Les attaches 50A, 50B, 50C sont venues de matière avec la partie centrale 46 et la paroi périphérique 30. Dans l’exemple, les attaches 50A, 50B sont diamétralement opposées par rapport à la direction d’admission X. L’attache 50C est située sensiblement à égale distance des attaches 50A et 50B, et située par rapport à la direction d’admission X du côté où la paroi périphérique 30 est la plus étroite. Avec la paroi périphérique 30 et la partie centrale 46, les attaches 50A, 50B, 50C délimitent trois ouïes 52A, 52B, 52C s’étendant successivement autour de la direction d’admission X. Selon des variantes non représentées, les attaches sont au nombre de deux, ou bien sont en nombre supérieur à trois. Selon d’autres variantes encore, les attaches 50A, 50B, 50C sont disposées différemment autour de la partie centrale 46. Selon un mode de réalisation particulier (non représenté), tout ou partie des attaches définissent un ou plusieurs orifices (non représentés). Dans l’exemple, la partie centrale 46 forme une grille. La partie centrale 46 a par exemple une forme générale concave vue du côté amont. La partie centrale 46 est décalée vers l’aval dans la direction d’admission X par rapport à l’entrée. Ainsi, la partie centrale 46 est adaptée pour agir comme un déflecteur pour le flux F. Cette forme concave permet aussi de rigidifier la partie centrale 46, et donc d’éviter certaines résonances modales par rapport à une grille plate. Elle permet aussi d’avoir des lignes de flux les plus perpendiculaires possible à la surface amont de la partie centrale 46 pour éviter des sifflements. Les orifices 48 sont adaptés pour diviser le flux de gaz d’échappement à dépolluer. On entend ici par « diviser » le fait que le flux F se divise notamment entre les orifices 48. Au moins deux des orifices 48 définissent des sections de passage S1, S2 ayant des surfaces distinctes l’une de l’autre. Dans l’exemple représenté, sur une moitié de la partie centrale 49, les orifices 48 ont des diamètres plus petits que sur l’autre moitié. D’autres répartitions des orifices et de leurs diamètres sont bien sûr possibles. Le fonctionnement de la ligne d’échappement 10 va maintenant être brièvement décrit. Le flux F de gaz d’échappement à dépolluer arrive par la conduite 12 amont par exemple en provenance d’un moteur (non représenté). Le flux F entre dans la pièce d’amission par l’entrée 20. Puis, le flux F est diffusé par l’organe diffuseur 32. Le flux F emprunte la sortie 21 avant d’entrer dans le boîtier 14 et dans le dispositif de dépollution 16. Dans l’exemple, l’organe diffuseur 32 agit avantageusement de deux manières. D’une part, la partie centrale 46 dévie partiellement le flux F entrant dans la pièce d’amission 18. Le flux partiellement dévié est dirigé vers la paroi latérale 30, qui dévie à nouveau le flux. D’autre part, les orifices 48 et les ouïes 52A, 52B, 52C divisent une portion non déviée du flux F. Ces deux phénomènes ont pour effet de créer en sortie de la pièce d’admission 18 une répartition de flux de gaz d’échappement adéquate pour le fonctionnement du dispositif de dépollution 16. Le dispositif de dépollution 16 dépollue le flux F, par exemple en retirant du flux F des particules ou des espèces chimiques nocives. Le flux F dépollué sort du dispositif de dépollution 16 et entre dans la canalisation de sortie 22. Grâce aux caractéristiques décrites ci-dessus, l’organe diffuseur 32 fait partie intégrante de la pièce d’admission 18. L’assemblage de la ligne d’échappement 10 requiert au moins une opération de soudure ou de fixation en moins, car l’organe diffuseur 32 est déjà fixé sur la paroi périphérique 30 (le « cône » de diffusion) dès la fabrication de la pièce d’admission 18. Ainsi, la pièce d’amission 18 permet une réduction du coût de fabrication de la ligne d’échappement 10. Avantageusement, la pièce d’admission 18 est réalisée très simplement par emboutissage d’une tôle prédécoupée et perforée (non représentée) conduisant à l’enveloppe 34 formant dans l’exemple l’intégralité de la pièce d’admission 18. Les inventeurs ont découvert que les performances de l’organe diffuseur 32 ainsi obtenu sont au moins aussi bonnes que celles d’organes de diffusion existants, qui ont des formes plus complexes ne pouvant être obtenues par emboutissage. Pièce d’admission (18) adaptée pour admettre un flux (F) de gaz d’échappement à dépolluer dans un boîtier (14) contenant un dispositif de dépollution (16), la pièce d’admission (18) comprenant : - une entrée (20) destinée à être connectée à une conduite (12) amont pour recevoir le flux (F) de gaz d’échappement à dépolluer dans une direction d’admission (X), - une sortie (21) destinée à être connectée au boîtier (14), - une paroi périphérique (30) entourant l’entrée (20) autour de la direction d’admission, et reliant l’entrée (20) à la sortie (21), et - un organe diffuseur (32) s’étendant en travers de l’entrée (20) en vue selon la direction d’admission (X), l’organe diffuseur (32) définissant une pluralité d’orifices (48) adaptés pour diviser le flux (F) de gaz d’échappement à dépolluer, l’organe diffuseur (32) étant venu de matière avec la partie périphérique (30). Pièce d’admission (18) selon la revendication 1, dans laquelle l’organe diffuseur (32) comprend : - une partie centrale (46) formant tout ou partie des orifices (48), et - des attaches (50A, 50B, 50C) venues de matière avec la partie centrale (46) et la paroi périphérique (30), les attaches (50A, 50B, 50C) s’étendant radialement entre la partie centrale (466) et la paroi périphérique (30). Pièce d’admission (18) selon la revendication 2, dans laquelle la partie centrale (46) a une forme générale concave vue du côté amont. Pièce d’admission (18) selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle la partie centrale (46) est décalée vers l’aval dans la direction d’admission (X) par rapport à l’entrée (20). Pièce d’admission (18) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle au moins deux des orifices (48) de la partie centrale (46) définissent des sections de passage (S1, S2) ayant des surfaces distinctes l’une de l’autre. Pièce d’admission (18) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant une enveloppe (34) emboutie formant la paroi périphérique (30) et l’organe diffuseur (32). Pièce d’admission (18) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la paroi périphérique (30) a une forme générale divergente entre l’entrée (20) et la sortie (21). Pièce d’admission (18) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle la paroi périphérique (30) définit au moins une ouverture (42A) distincte de l’entrée (20) et de la sortie (21), et destinée au passage d’au moins une sonde de contrôle du dispositif de dépollution (16). Ligne d’échappement (10) comprenant : au moins un boîtier (14), au moins un dispositif de dépollution (16) contenu dans le boîtier (14), au moins une conduite, et au moins une pièce d’admission (18) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, l’entrée étant connectée à la conduite pour recevoir le flux de gaz d’échappement à dépolluer dans la direction d’admission (X), la sortie étant connectée au boîtier. Ligne d’échappement (10) selon la revendication 9, dans laquelle le dispositif de dépollution (16) est un filtre à particules ou un convertisseur catalytique.