FR2870886A1 - Collecteur de gaz d'echappement de moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Le collecteur d'échappement (10) pour moteur à combustion interne multicylindre comporte quatre conduits d'entrée (21, 22, 23, 24) connectés par une tubulure de traverse (12) à un conduit de sortie des gaz d'échappement (14). Les conduits d'entrée extérieurs (21 et 24) portent chacun une semelle unitaire (26, 28) de la bride d'entrée (13). Les conduits d'entrée intérieurs (22 et 23) sont reliés par une semelle double centrale (30) de la bride d'entrée (13) solidaire de la bride de sortie (38) portée par le conduit (14). Des zones annulaires élargies flexibles (72; 73 et 62a, 62c) constituées d'ondulations accolées (75) sont disposées sur les conduits d'entrée centraux (22) et (23) à la jonction avec la bride d'entrée (13) et sur les inter-conduits (12a) et (12c).

Description

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La présente invention concerne un collecteur d'échappement pour un moteur à combustion interne et peut notamment être utilisée avec profit dans un moteur suralimenté par turbocompresseur.

Le collecteur d'échappement a pour fonction de guider les gaz d'échappement de la culasse vers les équipements aval tels que le turbocompresseur, les éléments périphériques nécessaires au posttraitement des gaz brûlés et la ligne d'échappement. Le collecteur d'échappement est généralement équipé de plusieurs conduits tubulaires dont les entrées sont solidaires d'une bride d'entrée. Ces conduits permettent, à partir de la sortie des différentes pipes d'échappement de la culasse, de diriger les gaz d'échappement vers une sortie unique solidaire d'une bride de sortie. Le collecteur d'échappement est le plus souvent assemblé à la culasse au moyen d'un assemblage vissé qui vient solidariser la bride d'entrée avec la face d'échappement de la culasse. Un joint métallique est intercalé entre la culasse et la bride d'entrée du collecteur d'échappement pour assurer une meilleure étanchéité au gaz d'échappement.

En termes de processus de fabrication, deux grandes familles de collecteurs peuvent être distinguées.

La première famille de collecteurs d'échappement est obtenue à partir d'un procédé de moulage par gravité. Les collecteurs sont généralement en fonte ou en acier. Cette famille de collecteurs présente l'avantage d'une meilleure maîtrise des dispersions et d'une plus grande latitude quant à l'obtention de structures compactes.

Les fontes incorporant du silicium et du molybdène offrent de bonnes propriétés de coulabilité et d'usinabilité. Elles permettent donc l'obtention de collecteurs peu coûteux. Par contre, les propriétés de ces fontes sont fortement altérées à hautes températures. Les motorisations actuelles, caractérisées par des températures de gaz brûlés très élevées, rendent leur emploi souvent inadapté.

Les fontes à base nickel ou de nickel et de chrome offrent un meilleur comportement à chaud que les fontes à base de silicium et de molybdène. Par contre, leurs moins bonnes propriétés de coulabilité et d'usinabilité engendrent un surcoût sur le collecteur d'échappement.

Enfin, les aciers offrent les meilleures performances en terme de tenue thermomécanique. Par contre, leurs mauvaises propriétés de coulabilité demandent des moyens industriels spécifiques et coûteux qui se répercutent directement sur le prix du produit fini. Par ailleurs, la maîtrise de la fabrication de ces collecteurs s'avère délicate.

La deuxième famille de collecteurs est de type mécano-soudé. Les conduits du collecteur peuvent être obtenus par emboutissage de tôles minces, par cintrage de tubes ou par hydroformage. Les matériaux employés pour les conduits sont des aciers ferritiques ou austénitiques.

Cette famille de collecteurs offre la possibilité de concevoir des structures de faibles épaisseurs, donc de faible inertie, et d'assembler des matériaux de caractéristiques mécaniques et thermophysiques différentes. Par ailleurs, la nature des matériaux permet de balayer une gamme de températures élevées. Cependant, le procédé de fabrication donne lieu à des dispersions géométriques importantes.

La recherche de puissances spécifiques de plus en plus élevées conduit généralement les constructeurs automobiles à tirer partie de l'énergie des gaz d'échappement pour entraîner la turbine d'un turbocompresseur. Ce turbocompresseur, intercalé entre la bride de sortie du collecteur d'échappement et les éléments périphériques nécessaires au posttraitement des gaz brûlés, se caractérise par une masse et un volume importants.

Par ailleurs, l'évolution des normes de pollution vers des exigences de plus en plus sévères conduit les constructeurs automobiles à employer des dispositifs de post-traitement des gaz brûlés de plus en plus volumineux et de plus en plus lourds.

D'autre part, pour améliorer l'efficacité du post-traitement des gaz brûlés, les équipements en amont du dispositif de post-traitement, notamment le collecteur d'échappement, doivent être caractérisés par un faible temps de réponse thermique.

De plus, les stratégies de combustion retenues pour améliorer l'efficacité du post-traitement des gaz brûlés, notamment pour les moteurs diesel, associées à des puissances spécifiques en hausse, augmentent le niveau thermique moyen des gaz d'échappement.

Ainsi, à encombrement fixé par le compartiment moteur, l'accroissement de volume du dispositif de post-traitement des gaz brûlés et la nécessité d'améliorer son efficacité imposent des conceptions de collecteur d'échappement de plus en plus compactes.

D'autre part, d'un point de vue dynamique, l'augmentation continue des masses suspendues au collecteur d'échappement nécessite une rigidification globale de la face échappement. Cette prestation est généralement obtenue par l'entremise de plusieurs béquilles de rigidification qui permettent de solidariser la face échappement au groupe moto-propulseur.

Ainsi, la nécessité de tendre vers des structures de collecteur d'échappement de plus en plus compactes associée d'une part à une rigidification globale de la face échappement, et d'autre part à un accroissement du niveau thermique moyen des gaz d'échappement, participent à un accroissement sensible des sollicitations thermomécaniques. Cette tendance nécessite un effort accru pour assurer la tenue du collecteur d'échappement et une bonne étanchéité au niveau de chacune des interfaces de la face d'échappement.

Pour résister aux sollicitations thermomécaniques et notamment absorber les dilatations thermiques entre la bride d'entrée et tubulures d'échappement à l'entrée du collecteur il a été proposé dans la demande publiée FR-A-2.722.243 d'intégrer dans les parois des tubulures des ondulations destinées à filtrer les dilatations axiales et radiales de ces tubulures.

Par ailleurs, la demande publiée FR-A-2.575.788 propose un collecteur d'échappement mécano-soudé à ondulations de dilatation et dans lequel la bride d'entrée et la bride de sortie sont intégrées à une même tôle emboutie et coudée pour éloigner latéralement la bride de sortie de la culasse du moteur. Cette structure mécano-soudée est très déséquilibrée et notamment ne présente pas la raideur suffisante pour porter un turbocompresseur.

L'invention a pour but de proposer un collecteur d'échappement présentant une tenue améliorée aux sollicitations thermomécaniques et de permettre une diminution des niveaux vibratoires de la face échappement du moteur, notamment lorsque celle-ci est équipée d'un turbocompresseur, tout en gardant une bonne étanchéité sur la face échappement du moteur entre la culasse et le collecteur.

A cette fin, l'invention propose un collecteur d'échappement pour moteur à combustion interne multicylindre comportant une pluralité de conduits d'entrée sensiblement en alignement et destinés à être raccordés par l'intermédiaire d'une bride d'entrée monobloc aux orifices d'échappement de la culasse du moteur, lesdits conduits d'entrée étant reliés à un conduit de sortie destiné à être raccordé par l'intermédiaire d'une bride sortie à une conduite de gaz d'échappement, le collecteur étant caractérisé en ce qu'au moins un conduit d'entrée intègre une zone annulaire élargie et en ce que la bride d'entrée multiple est solidarisée à la bride de sortie.

On notera que la structure du collecteur selon l'invention apporte par les 35 zones annulaires une flexibilité adaptée à l'absorption des dilatations contrariées, et par la solidarisation bride d'entrée et bride de sortie un moyen de rigidification pour permettre une meilleure réponse dynamique, notamment lorsque la bride de sortie porte le turbocompresseur. En particulier dans le cas d'une structure de collecteur de type mécanosoudée, l'agencement de solidarisation permet de limiter les sollicitations thermomécaniques et dynamiques entre la bride de sortie et les tubulures de raccordement.

Par ailleurs les zones annulaires convenablement placées au niveau des conduits d'entrée permettent d'éliminer pratiquement toutes les liaisons géométriques de nature à introduire des raideurs préjudiciables à la tenue du collecteur et notamment d'éliminer en conséquence les dilatations contrariées occasionnées par la raideur membranaire de la bride d'entrée normalement transmises de celle-ci vers les inter-conduits. Par ailleurs, le découplage en raideur entre la bride d'entrée et les inter-conduits permet de ne pas détériorer l'étanchéité de l'interface culasse/collecteur. Enfin, la raideur membranaire apportée par la bride d'entrée au niveau des inter-postes externes permet de reprendre une grande partie des efforts de frottement présents au niveau de l'interface culasse/collecteur. De plus la zone annulaire élargie du conduit d'entrée est de préférence disposée ou implantée à la jonction avec la bride d'entrée pour éloigner cette zone annulaire élargie des portions du collecteur les plus sollicitées thermiquement, en général les interconduits entre conduits d'entrée.

En résumé l'invention se caractérise par l'association d'une part d'une liaison de rigidité élevée entre bride d'entrée (côté culasse) et bride de sortie (côté échappement) dans le but de contribuer au bon comportement dynamique de la face échappement et d'autre part de liaisons de faibles rigidités apportant la souplesse nécessaire à l'absorption des dilatations thermiques des zones les plus chaudes du collecteur. Ainsi le risque de fissuration par fatigue thermomécanique est diminué sans altérer le comportement dynamique global du collecteur.

Selon un premier mode de réalisation du collecteur selon l'invention, la solidarisation de la bride d'entrée et de ladite bride de sortie se présente sous la forme d'un bloc d'assemblage en L dont les branches sont respectivement porteuses de la bride de sortie et de la bride d'entrée.

Selon un second mode de réalisation du collecteur selon l'invention, la solidarisation de la bride d'entrée et de la bride de sortie se présente sous la forme d'un cadre d'assemblage dont deux côtés sont respectivement porteurs de la bride de sortie et de la bride d'entrée.

Selon une variante de réalisation du collecteur selon l'invention, la bride de sortie est disposée sensiblement perpendiculairement à ladite bride d'entrée.

Selon une autre variante de réalisation du collecteur selon l'invention, la bride d'entrée monobloc solidarise deux conduits d'entrée adjacents et la solidarisation de la bride de sortie est disposée entre les deux conduits d'entrée adjacents.

Avantageusement la bride d'entrée comporte une semelle double allongée pourvue de deux ouvertures associées auxdits deux conduits d'entrée adjacents et disposée de part et d'autre d'une ouverture centrale disposée au droit de la bride de sortie.

Selon encore une autre variante de réalisation du collecteur selon l'invention, la bride d'entrée monobloc comporte au moins une semelle unitaire associée à un conduit d'entrée et reliée à ladite semelle double par une entretoise de section réduite.

Selon encore une autre variante de réalisation du collecteur selon l'invention, chaque conduit d'entrée intègre une zone annulaire élargie de préférence à la jonction avec la bride d'entrée monobloc. Avantageusement le collecteur comporte au moins une tubulure inter- conduit reliant deux conduits d'entrée intégrant une zone annulaire élargie. Tout aussi avantageusement les zones annulaires élargies se présentent sous la forme d'une ou plusieurs ondulations réalisées dans ou rapportées à la paroi des conduits ou tubulures correspondants.

Selon encore une autre variante le collecteur d'échappement comporte quatre conduits d'entrée en ligne répartis en deux conduits d'entrée centraux associés à ladite semelle double de la bride d'entrée monobloc et en deux conduits d'entrée d'extrémité associés chacun à une semelle unitaire de la bride d'entrée monobloc, les deux conduits d'entrée centraux intégrant chacun une zone annulaire élargie de préférence à la jonction avec la semelle double de la bride d'entrée et chaque tubulure inter-conduit reliant un conduit d'entrée d'extrémité au conduit d'entrée adjacent intégrant une zone annulaire élargie.

Parmi d'autres avantages de l'invention, on notera que l'invention est directement applicable indifféremment aux deux types de collecteurs, les collecteurs obtenus par moulage par gravité et les collecteurs mécanosoudés.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre présentée uniquement à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins cijoints dans lesquels: la figure 1 représente une vue schématique avant en perspective d'un premier mode de réalisation d'un collecteur d'échappement selon l'invention; la figure 2 représente une vue schématique avant en perspective d'une coupe longitudinale du collecteur d'échappement de la figure 1; la figure 3 représente une vue schématique avant en perspective d'une coupe transversale du collecteur d'échappement de la figure 1; la figure 4 représente une vue schématique arrière en perspective d'une variante du collecteur d'échappement de la figure 1 - et la figure 5 représente une vue schématique avant en perspective d'un second mode de réalisation d'un collecteur d'échappement selon l'invention;.

Pour la suite de l'exposé, on se référera pour décrire les trois collecteurs 10, 11 et 100 selon l'invention illustrés aux figures 1 à 5 à un système tridimensionnel à axes orthogonaux Ox, Oy et Oz et à plans perpendiculaires correspondants Pxy, Pxz, et Pxy définis par rapport à la figure 1. En particulier le collecteur 10 est représenté en figure 2 en coupe longitudinale coupé selon le plan Pyz avec une rotation selon Oz de 90 et représenté en figure 3 en coupe transversale coupé selon le plan Pxz et le collecteur 11 est représenté à la figure 4 avec une rotation selon Oz de 180 par rapport à la figure 1 et le collecteur 100 est représenté à la figure 5 avec un rotation selon Oz de 90 par rapport à la figure 1.

Les collecteurs d'échappement 10, 11 et 100 pour moteur à combustion interne multicylindre illustré aux figures 1 à 5 concernent respectivement un premier mode de réalisation de l'invention, selon deux variantes, et un second mode de réalisation de l'invention donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif, en l'espèce un collecteur destiné à être associé à une culasse à quatre cylindres en ligne (non représentée) ou à une culasse multiple comportant plusieurs groupes de quatre cylindres en ligne par exemple une culasse de moteur V8 (non représentée) qui sera alors équipée de deux collecteurs selon l'invention. Les collecteurs 10, 11 et 100 tels qu'illustrés sont réalisés en structure mécano-soudée mais peuvent sans sortir du cadre de l'invention être obtenu par moulage de fonte ou d'acier, l'invention étant avantageusement indifféremment applicable aux deux techniques de fabrication, moulage et mécano-soudage.

Le collecteur 10, représenté aux figures 1 à 3, comporte essentiellement des tubulures de raccordement en tôles d'acier minces de forme générale en râteau dont les dents sont constituées par les conduits d'entrée 21, 22, 23 et 24 des gaz d'échappement sensiblement alignés selon un axe YY' et solidarisés à une bride d'entrée 13 allongée s'étendant sensiblement parallèlement à cet axe, le collecteur 10 présentant de plus une structure générale symétrique par rapport au plan médian Pxz perpendiculaire à l'axe YY'. Les conduits d'entrée 21-24 ont une orientation selon l'axe ZZ' et débouchent sur une tubulure de traverse 12 s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe YY' pour définir trois inter-conduits 12a, 12b et 12c. Dans la pratique la tubulure 12 est légèrement coudée en son milieu en V inversé dans le plan Pyz à la hauteur de l'inter-conduit 12b comme montré aux figures 2 et 3. Les tubulures du collecteur comportent également un conduit de sortie de gaz 14 s'entendant sensiblement parallèlement à l'axe XX' et disposé symétriquement par rapport au plan médian Pxz et débouchant dans l'inter- conduit central 12b. Le conduit de sortie 14 est soudé à une bride de sortie 38 des gaz d'échappement convenablement connectée par une tubulure d'échappement aval aux équipements aval (non représentés) tels que turbocompresseur, éléments périphériques de post-traitement des gaz brûlés et ligne d'échappement. La bride de sortie 38 de forme générale trapézoïdale constituée à partir d'une plaque ou semelle d'acier présente une ouverture centrale traversante de grand diamètre 37 sur laquelle est soudée la paroi du conduit 14 comme illustrée sur la figure 3. Comme illustré en détails sur les figures 1 à 3, trois ouvertures de fixation 39 sont prévues dans la bride de sortie 38 au niveau des pattes 41 (petite base) et 42 (grande base) pour permettre le montage d'une tubulure d'échappement aval (non représentée) et la connexion avec celle- ci ou directement le montage d'un turbocompresseur (non représenté) et la connexion correspondante.

Les conduits d'entrée 21 à 24 se répartissent en conduits d'entrée d'extrémité 21 et 24 solidarisés aux semelles unitaires 26 et 28 de la bride d'entrée 13 et en conduits d'entrée centraux 22 et 23 solidarisés à une semelle double 30 de la bride d'entrée monobloc 13. Comme illustré sur les figures 1 à 3, la bride d'entrée monobloc 13 obtenue à partir d'une plaque d'acier présente au niveau des trois semelles 26, 28 et 30 des ouvertures traversantes de grand diamètre 16, 17, 18, 19 sur lesquelles sont soudées les parois des conduits d'entrée correspondants 21 à 24 (voir figure 2). La bride d'entrée 13 est réalisée de façon monobloc d'une seule et même pièce et intègre les trois semelles 26, 28 et 30 et deux portions ou entretoises de liaison 48 et 50 de section transversale réduite pour diminuer la raideur de la bride d'entrée 13. Les semelles 26, 28 et 30 présentent des faces libres 27, 29, 31 s'étendant dans un plan parallèle au plan Pxy et comportent des ouvertures traversantes 32 de diamètre réduit au travers desquelles passent les tiges des boulons de fixation à tête large (non représentés) vissés dans des alésages filetés prévus dans la culasse du moteur recevant le collecteur 10. En particulier les semelles 26, 28 et 30 sont montées sur l'interface d'échappement de la culasse avec interposition de joints métalliques d'étanchéité de façon à raccorder séparement chaque conduit d'entrée 21-24 aux quatre ouvertures d'échappement correspondantes prévues sur la culasse.

Pour donner une certaine flexibilité aux parties tubulaires du collecteur et absorber les dilatations contrariées, les conduits d'entrée centraux 22 et 23 intègrent chacun une zone annulaire élargie 72 et 73 de préférence (et telles que montées en l'espèce) disposées à la jonction avec la semelle 30 de la bride d'entrée 13. De plus chaque inter-conduit 12a et 12c intègre une zone annulaire élargie 62a et 62c.

Comme montré sur les figures 1 à 3, les zones annulaires élargies 62a, 62c, 72 et 73 flexibles se présentent sous la forme d'une ou plusieurs ondulations réalisées dans ou rapportées à la paroi des conduits ou tubulures correspondants, en l'espèce trois ondulations 75 identiques accolées avec un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre du conduit ou de l'inter-conduit correspondant. Ces zones annulaires sont obtenues par hydroformage d'un tube en acier et peuvent être soit réalisées indépendamment des conduits et intégrées aux conduits dans une seconde étape, soit venues de matière avec les conduits ou inter-conduits. Dans le premier cas la portion annulaire flexible peut être constituée d'un matériau différent de celui utilisé pour le conduit ou l'interconduit. Chaque portion annulaire flexible est assemblée à chaque conduit par soudage ou insérée à la coulée dans le cas d'un collecteur obtenu par moulage.

Ces zones ou portion annulaires élargies permettent d'éliminer des liaisons mécaniques préjudiciables à la tenue du collecteur, notamment d'éliminer l'effet des dilatations contrariées occasionnées par la raideur membranaire de la bride d'entrée 13 solidaire des quatre conduits d'entrée 21-24. En ce qui concerne la liaison mécanique existant sur la semelle 30 au niveau de l'inter-conduit 12b, la semelle double 30 est laissée pleine tout réduisant sa section médiane 40 entre les deux conduits d'entrée centraux 22 et 23 au niveau du côté opposé à la jonction de solidarisation entre la bride 38 et la semelle 30.

De façon optionnelle l'inter-conduit 12c communique avec un conduit de recirculation 34 porteur d'une bride 36 destinée à être connectée à un circuit de recirculation (non représenté) des gaz d'échappement vers la conduite d'admission des cylindres du moteur (circuit de recirculation également appelé circuit EGR et destiné à réduire les émissions de gaz polluants, notamment NO et NO2).

Selon une autre caractéristique de l'invention la bride d'entrée 13 est solidarisée à la bride de sortie 38 portée par le conduit de sortie 14 au niveau de la semelle double 30 afin d'améliorer la rigidité structurelle du collecteur. Cette configuration peut être obtenue avec un procédé par moulage sur des structures en fonte ou en acier moulé. Pour une structure mécano-soudé, la liaison entre les deux brides 13 et 38 est obtenue au travers d'un assemblage vissé ou soudé, ce dernier procédé étant le moins onéreux. Cette solidarisation permet d'améliorer le comportement dynamique du collecteur, notamment au niveau des résonances mécaniques de l'ensemble de motorisation incorporant le collecteur. De plus dans le cas de collecteur mécano-soudé, cette solidarisation permet de limiter les sollicitations thermomécaniques et dynamiques au niveau de la jonction entre le conduit de sortie 14 et les conduits d'entrée 22 et 23.

Cette solidarisation entre bride d'entrée 13 et bride de sortie 38 permet d'envisager des solutions géométriques plus ou moins rigides selon les besoins. A titre d'exemple non limitatif, l'ensemble des brides d'entrée 13 et de sortie 38 du collecteur 10 forme un bloc d'assemblage en L comme illustré sur les figures 1 à 4 dans lequel la patte de petite largeur 42 de la bride 38 est soudée sur la partie médiane 40 de la semelle double 30, liaison qui peut être rigidifiée ou non par une ou plusieurs équerres 46 à la base de la jonction des deux brides 13 et 38 (en l'espèce il est prévu deux équerres 46 de part et d'autre de l'ouverture de fixation 39 réalisé dans la patte 42). Une autre structure de bloc d'assemblage encore plus rigide illustrée à la figure 5 sera décrite ci-après en référence au collecteur 100.

La figure 4 représente une vue en perspective d'un collecteur d'échappement 11 représentant une variante directe et très proche du collecteur d'échappement 10 et entrant comme lui dans le cadre de l'invention. En particulier le collecteur 11 comporte, à deux exceptions près, les mêmes éléments que ceux du collecteur 10 et montés selon une configuration identique ou quasi-identique à celle du collecteur 1. En conséquence les éléments identiques ou quasi-identiques pour les deux collecteurs garderont les mêmes références numériques et ne seront pas décrits à nouveau, la description du collecteur 10 donnée en référence aux figures 1 à 3 étant en majeure partie directement applicable au collecteur 11 illustré à la figure 4, les modifications apportées dans le collecteur 11 étant par ailleurs précisées ci-après.

En particulier, le collecteur d'échappement 11 diffère du collecteur 10 par l'élimination des zones annulaires élargies 62a et 62c sur les interconduits 12a et 12c et l'insertion de nouvelles zones annulaires élargies 71 et 74 flexibles sur les conduits 21 et 24 à leur jonction avec les semelles unitaires 26 et 28 de la bride d'entrée 13. Les zones annulaires élargies sont identiques 71 et 74 aux zones 72 et 73 et comportent trois ondulations accolées 75. Cette nouvelle disposition évite de placer des portions ondulées flexibles dans des régions du collecteur généralement les plus chaudes (les inter-conduits) lorsque la température des gaz d'échappement en sortie moteur est particulièrement élevée.

La figure 5 représente une vue en perspective d'un second mode de réalisation d'un collecteur d'échappement selon l'invention 100. Le collecteur 100 est très proche des collecteurs 10 et 11 dont il représente, en fait, une variante intéressante au niveau de la robustesse de la liaison entre la bride d'entrée 113 et la bride de sortie 38. En particulier le collecteur 100 comporte, à deux exceptions près, les mêmes éléments que ceux des collecteurs 10 et/ou 11 et montés selon une configuration quasi-identique à celle du collecteur 11. En conséquence les éléments identiques ou quasi-identiques pour les trois collecteurs garderont les mêmes références numériques et ne seront pas décrits à nouveau, la description des collecteurs 10 et 11 donnée en référence aux figures 1 à 4 étant en majeure partie directement applicable au collecteur 100 illustré à la figure 5, les modifications apportées dans le collecteur 100 étant par ailleurs précisées ci-après.

En particulier, le collecteur d'échappement 100 diffère des collecteurs 10 et 11 par une modification structurelle à savoir le renforcement de la liaison entre la bride d'entrée monobloc 113 et la bride de sortie 38 par l'action d'une entretoise en L 176 soudée entre la bride 113, l'espèce la semelle double centrale 130 associée aux conduits d'entrée 22 et 23, et la patte de grande largeur 41 de la bride de sortie 38.

Ainsi le bloc d'assemblage assurant la solarisation de la bride d'entrée 113 et de la bride de sortie 38 se présente sous la forme d'un cadre d'assemblage de structure rectangulaire très rigide dont deux côtés sont respectivement porteurs de la bride de sortie 38 et de la bride d'entrée 113 et les deux autres côtés sont constitués par l'entretoise en L 176. Cette structure renforcée est également bien adaptée pour accueillir un turbocompresseur sur la bride de sortie 38. Comme on peut le voir sur la figure 5, la largeur de la semelle double 130 ne comporte pas de portion à section réduite 40 et les équerres de renforcement 46 ont été éliminées. Dans le cas présent le collecteur 100, comme le collecteur 11, comporte une zone annulaire élargie flexible 71, 72, 73, 74 sur chacun des conduits d'entrée 21, 22, 23, 24.

L'invention n'est pas limitée aux collecteurs d'échappement à 4 conduits d'entrée décrits ici mais couvre également diverses variantes dans lesquelles en particulier la position de la jonction de solidarisation entre la semelle double de la bride d'entrée et la bride de sortie peut être modifiée par rapport à la position centrale décrite ci-avant en référence aux collecteurs 10, 11 et 100 et/ou l'orientation de la bride de sortie par rapport à la bride d'entrée (décrite à 90 pour les collecteurs 10, 11 et 100 peut être modifiée par exemple à 180 avec par exemple l'utilisation d'une pièce en U enjambant l'inter-conduit 12b et soudée à la bride 13).

Enfin l'invention n'est pas limitée aux collecteurs d'échappement à 4 conduits d'entrée mais couvre également par exemple des collecteurs à 3, 5 et 6 conduits dans lesquels deux conduits sont solidarisés à une semelle double de la bride d'entrée elle même solidarisé à la bride de sortie, lesautres conduits étant associés à des semelles unitaires connectées à la semelle par des entretoises de section réduites.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Collecteur d'échappement (10, 11, 100) pour moteur à combustion interne multicylindre comportant une pluralité de conduits d'entrée (21, 22, 23, 24) sensiblement en alignement et destinés à être raccordés par l'intermédiaire d'une bride d'entrée monobloc (13, 113) aux orifices d'échappement de la culasse du moteur, lesdits conduits d'entrée (21, 22, 23, 24) étant reliés à un conduit de sortie (14) destiné à être raccordé par l'intermédiaire d'une bride sortie à une conduite de gaz d'échappement, caractérisé en ce qu'au moins un conduit d'entrée (21, 22, 23, 24) intègre une zone annulaire élargie (71, 72, 73, 74) et en ce que la bride d'entrée (13, 113) est solidarisée à la bride de sortie (38).

2. Collecteur d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solidarisation de la bride d'entrée (13) et de la bride de sortie (38) se présente sous la forme d'un bloc d'assemblage en L dont les branches sont respectivement porteuses de la bride de sortie (38) et de la bride d'entrée (13).

3. Collecteur d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solarisation de la bride d'entrée (113) et de la bride de sortie (38) se présente sous la forme d'un cadre d'assemblage dont deux côtés sont respectivement porteurs de la bride de sortie et de la bride d'entrée.

4. Collecteur d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite bride de sortie (38) est disposée sensiblement perpendiculairement à ladite bride d'entrée (13, 113).

5. Collecteur d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bride d'entrée monobloc (13, 113) solidarise deux conduits d'entrée adjacents (22, 23) et en ce que la solidarisation de la bride de sortie (38) est disposée entre les deux conduits d'entrée adjacents (22, 23).

6. Collecteur d'échappement selon la revendication 5, caractérisé en ce que la bride d'entrée monobloc (13, 113) comporte une semelle double allongée pourvue de deux ouvertures (17, 18) associées auxdits deux conduits d'entrée adjacents (22, 23) et disposée de part et d'autre d'une ouverture centrale disposée au droit de la bride de sortie.

7. Collecteur d'échappement selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bride d'entrée monobloc (13, 113) comporte au moins une semelle unitaire (26, 28) associée à un conduit d'entrée (21, 24) et reliée à ladite semelle double (30, 130) par une entretoise de section réduite (48, 50).

8. Collecteur d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque conduit d'entrée (21, 22, 23, 24) intègre une zone annulaire élargie (71, 72, 73, 74).

9. Collecteur d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une tubulure inter-conduit (12a, 12c) reliant deux conduits d'entrée intégrant une zone annulaire élargie (62a, 62c).

10. Collecteur d'échappement selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'il comporte quatre conduits d'entrée en ligne (21, 22, 23, 24) répartis en deux conduits d'entrée centraux (22, 23) associés à ladite semelle double (30, 130) de la bride d'entrée monobloc et en deux conduits d'entrée d'extrémité (21, 24) associés chacun à une semelle unitaire (26, 28) de la bride d'entrée monobloc, en ce que les deux conduits d'entrée centraux (22, 23) intègrent chacun une zone annulaire élargie (72, 73) et en ce que chaque tubulure inter-conduit (12a, 12c) reliant un conduit d'entrée d'extrémité (21, 24) au conduit d'entrée adjacent (22, 23) intègre une zone annulaire élargie (62a, 62c).

11. Collecteur d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les zones annulaires élargies (71, 72, 73, 74) intégrées aux conduits d'entrée (21, 22, 23, 24) sont disposées à la jonction avec la bride d'entrée (13, 113).

12. Collecteur d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les zones annulaires élargies (62a, 62c, 71, 72, 73, 74) se présentent sous la forme d'une ou plusieurs ondulations (75) réalisées dans ou rapportées à la paroi des conduits ou tubulures correspondants (12a, 12c, 21, 22, 23, 24).