FR2876147A1 - Conduit d'echappement - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un conduit d'échappement (1) qui comporte, d'une part, un tube externe (3) et un tube interne (2) positionné à l'intérieur du tube externe (3) de manière à délimiter, entre ces deux tubes (2 ; 3), un volume périphérique (4) à l'intérieur duquel est implanté un matériau (5) pour une isolation thermique de ce conduit (1), d'autre part et au niveau d'une première extrémité (6) de ce conduit (1), un premier moyen (8) de raccordement à un premier élément d'échappement et, d'autre part encore et au niveau d'une seconde extrémité (7) de ce conduit (1), un second moyen (9) pour un raccordement de ce conduit (1) à un second élément d'échappement que comporte ladite ligne d'échappement.Ce conduit (1) est caractérisé par le fait qu'il comporte, à proximité de sa seconde extrémité (7), des moyens (10) pour empêcher une pénétration des gaz d'échappement, circulant à l'intérieur du tube interne (2), dans le volume périphérique (4) délimité par ce tube interne (2) et le tube externe (3).
Description
La présente invention a trait à un conduit d'échappement que comporte une
ligne d'échappement de moteur à combustion interne.
Cette invention concerne le domaine de l'industrie automobile et plus particulièrement celui de la fabrication des équipements assurant l'échappement des gaz issus de la combustion d'un carburant par un moteur thermique à combustion interne.
A ce propos, on observera qu'un tel moteur est complété par une ligne d'échappement comportant au moins un conduit d'échappement, par exemple constitué par une descente d'échappement raccordée, d'une part, au moteur par le biais d'un collecteur et, d'autre part, à un silencieux et/ou à un élément de dépollution des gaz comme un filtre à particules.
C'est, plus particulièrement, à l'intérieur d'une telle descente d'échappement que circulent les gaz d'échappement qui, du fait de la proximité du moteur, présentent une température particulièrement élevée.
Or, une telle descente d'échappement passe à proximité d'éléments et d'organes (filtres, durites...), notamment situés dans le compartiment moteur, susceptibles de subir des dégradations sous l'effet d'une température élevée et dont il convient d'assurer la protection.
Une telle descente d'échappement peut, encore, être raccordée à un élément de dépollution (catalyseur, filtre à particules...), situé en aval de cette descente d'échappement, et dont le fonctionnement est optimal pour des gaz d'échappement à haute température de sorte qu'il convient de maintenir ces gaz à une température élevée jusqu'à leur arrivée dans ledit élément de dépollution.
Pour ce faire, il a été imaginé une descente d'échappement comportant deux tubes dont un tube externe et un tube interne.
Ce tube interne est positionné à l'intérieur du tube externe de manière à délimiter, entre ces deux tubes, un volume périphérique à l'intérieur duquel est implanté un matériau pour une isolation thermique de la descente d'échappement.
Dans un tel mode de réalisation, le volume périphérique recevant le matériau isolant communique, au niveau de l'une de ses extrémités, avec le volume interne du tube interne à l'intérieur duquel circulent les gaz d'échappement. Ces gaz sont, alors, susceptibles de pénétrer dans le volume périphérique et d'être en contact avec le matériau isolant qui doit, alors, être choisi pour présenter une bonne résistance à ces gaz et à des températures élevées de manière à éviter toute dégradation. A ce propos, on observera qu'un matériau isolant présentant de telles performances est particulièrement onéreux ce qui renchérit considérablement le coût de revient d'une telle descente d'échappement.
De plus et afin de définir un volume périphérique susceptible d'accueillir un matériau isolant, le tube externe doit être positionné de manière appropriée par rapport au tube interne ce qui est assuré par le biais d'indentations réalisées au niveau de ce tube interne ou (et de préférence) de ce tube externe et qui prennent appui contre ce tube externe, respectivement, ce tube interne.
De telles indentations adoptent, par exemple, la forme de poinçons et présentent des inconvénients consistant, d'une part, en une fragilisation de la descente d'échappement et, d'autre part, en la création d'un pont thermique entre les tubes interne et externe se traduisant par de mauvaises performances en terme d'isolation, voire une absence totale d'isolation, de la descente d'échappement.
La présente invention se veut à même de remédier aux inconvénients des conduits d'échappement de l'état de la technique.
A cet effet, l'invention concerne un conduit d'échappement que comporte une ligne d'échappement de moteur à combustion interne et qui comporte, d'une part, un tube externe et un tube interne positionné à l'intérieur du tube externe de manière à délimiter, entre ces deux tubes, un volume périphérique à l'intérieur duquel est implanté un matériau pour une isolation thermique de ce conduit, d'autre part et au niveau d'une première extrémité de ce conduit d'échappement, un premier moyen pour un raccordement de ce conduit d'échappement à un premier élément d'échappement, notamment un collecteur de gaz d'échappement et, d'autre part encore et au niveau d'une seconde extrémité de ce conduit d'échappement, un second moyen pour un raccordement de ce conduit à un second élément d'échappement que comporte ladite ligne d'échappement. Ce conduit d'échappement est caractérisé par le fait qu'il comporte, à proximité de sa seconde extrémité, des moyens pour empêcher une pénétration des gaz d'échappement, circulant à l'intérieur du tube interne, dans le volume périphérique délimité par ce tube interne et le tube externe.
Une autre caractéristique consiste en ce que les moyens pour empêcher une pénétration des gaz dans le volume périphérique sont constitués par une bague engagée par-dessus le tube interne et par-dessus laquelle est positionné le tube externe et/ou le second moyen de raccordement.
Selon une caractéristique additionnelle, le second moyen de raccordement est, d'une part, positionné par-dessus ladite bague et, d'autre part, emmanché à l'intérieur ou par-dessus le tube externe duquel ce second moyen de raccordement est rendu solidaire, notamment par soudure.
Encore une autre caractéristique concerne le fait que la bague est engagée par-dessus le tube interne avec possibilité de déplacement par rapport à ce tube interne et/ou au tube externe et/ou au second moyen de raccordement, tandis que le conduit comporte des moyens pour maintenir la bague engagée sur ce tube interne En fait, les moyens de maintien de la bague sur le tube interne sont constitués par un épaulement que comporte, intérieurement, le second moyen de raccordement et qui coopère avec cette bague.
Selon une caractéristique additionnelle, la bague est réalisée en un matériau métallique et est, plus particulièrement, constituée par un treillis métallique. Cependant, cette bague peut, encore, être réalisée en un matériau isolant thermique, plus particulièrement à base de fibres présentant une résistance thermique élevée.
Une autre caractéristique consiste en ce que les tubes interne et externe sont rendus solidaires au niveau du premier 5 moyen de raccordement, notamment par soudure.
L'invention concerne, encore, une descente d'échappement que comporte une ligne d'échappement de moteur à combustion interne et qui comporte ou est constituée par un conduit d'échappement tel que décrit ci-dessus.
Finalement, l'invention concerne une ligne d'échappement de moteur à combustion interne comportant un conduit d'échappement tel que décrit cidessus.
Les avantages de la présente invention consistent en ce que le conduit comporte des moyens pour empêcher une pénétration des gaz dans le volume périphérique ce qui évite à ces gaz d'entrer en contact avec le matériau isolant qui ne subit, alors, aucune dégradation.
Ceci autorise l'utilisation d'un matériau isolant qui, puisqu'il est protégé des gaz d'échappement, peut présenter une résistance mécanique sensiblement inférieure à celle du matériau isolant utilisé dans l'état de la technique et, de ce fait, présente un coût de revient notablement inférieur à celui du matériau isolant de l'état de la technique.
Un autre avantage consiste en ce que, d'une part, les tubes interne et externe sont rendus solidaires au niveau du premier moyen de raccordement et, d'autre part, les moyens pour empêcher une pénétration des gaz dans le volume périphérique sont constitués par une bague, implantée au niveau de la seconde extrémité du conduit, engagée par-dessus le tube interne et par- dessus laquelle est positionné le tube externe et/ou le second moyen de raccordement, ceci avec possibilité de déplacement de cette bague. Un tel mode de réalisation autorise, d'une part, un mouvement relatif du tube interne par rapport au tube externe dû à des phénomènes de dilatation thermique différentielle et, d'autre part, un positionnement approprié de ce tube interne par rapport au tube externe et au second moyen de raccordement, ceci en évitant les inconvénients susmentionnés liés aux indentations et en délimitant de manière appropriée le volume périphérique.
D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre se rapportant à des modes de réalisation qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs.
La compréhension de cette description sera facilitée en se référant au dessin joint en annexe et dans lequel: - la figure 1 est une vue schématisée et en coupe d'un conduit d'échappement conforme à la présente invention; - la figure 2 est une vue schématisée et en détail de la seconde extrémité du conduit d'échappement illustré figure 1.
La présente invention concerne le domaine de l'industrie automobile et plus particulièrement celui de la fabrication des équipements assurant l'échappement des gaz issus de la combustion d'un carburant par un moteur thermique à combustion interne.
Tel que visible sur les figures en annexe, l'invention concerne un conduit d'échappement 1 que comporte une ligne d'échappement de moteur à combustion interne. A ce propos, il convient d'observer qu'un tel conduit d'échappement 1 est, de préférence, constitué par une descente d'échappement sachant que la présente invention n'y est, cependant, aucunement limitée.
Un tel conduit d'échappement 1 comporte un tube interne 2 à l'intérieur duquel circulent les gaz d'échappement. Ce tube interne 2 peut être réalisé en une seule pièce mais est, de préférence, réalisé à partir de deux demi coquilles embouties assemblées, notamment par soudure, ce qui permet, avantageusement, de conférer à un tel tube 2 une forme complexe, adaptée à son environnement, notamment au sein d'un compartiment moteur.
Ce conduit d'échappement 1 comporte, encore, un tube externe 3 à l'intérieur duquel est implanté ledit tube interne 2, ce tube externe 3 étant réalisé, de préférence, à partir de deux demi coquilles embouties assemblées, notamment par soudure, ceci par-dessus ledit tube interne 2. Un tel assemblage de demi coquilles permet, là encore, de conférer à ce tube externe 3 une forme complexe et de positionner, de manière aisée et appropriée, le tube interne 2 à l'intérieur de ce tube externe 3.
A ce propos, on observera que le positionnement du tube interne 2 à l'intérieur du tube externe 3 est réalisé de manière à délimiter, entre ces deux tubes 2; 3, un volume périphérique 4 à l'intérieur duquel est implanté un matériau 5 conçu apte à assurer une isolation thermique du conduit d'échappement 1.
Une telle isolation permet, d'une part, de protéger l'environnement du conduit d'échappement 1 à l'égard de la température élevée des gaz d'échappement et, d'autre part, de maintenir les gaz à une température élevée à la sortie du conduit 1 de manière à permettre le fonctionnement optimal des moyens de dépollution placés en aval de ce conduit 1.
Tel que visible sur la figure 1, ce conduit d'échappement 1 présente deux extrémités 6, 7 dont une première extrémité 6 située en amont du conduit 1 ainsi qu'une seconde extrémité 7 située en aval de ce conduit 1, ceci conformément à la direction de circulation des gaz dans ce conduit 1.
Ce conduit 1 comporte, alors, au niveau de cette première extrémité 6, un premier moyen 8 pour un raccordement de ce conduit d'échappement 1 à un premier élément d'échappement (non représenté) et qui, dans le cas d'un conduit d'échappement 1 défini par une descente d'échappement, est constitué par un collecteur de gaz d'échappement.
On observera que c'est, plus particulièrement, au niveau de ce premier moyen de raccordement 8 que les tubes interne 2 et externe 3 sont rendus solidaires l'un 2 de l'autre 3, notamment par soudure.
A ce propos, un tel premier moyen de raccordement 8 est, de préférence, constitué par une bride ou analogue.
Ce conduit 1 comporte, encore et au niveau de ladite seconde extrémité 7, un second moyen 9 pour un raccordement de ce conduit d'échappement 1 à un second élément d'échappement (non représenté) qui, dans le cas d'un conduit d'échappement 1 défini par une descente d'échappement, est constitué par un silencieux ou par un élément de dépollution, plus particulièrement un filtre à particules.
En fait, ce second moyen de raccordement 9 peut être constitué par une pièce permettant d'assurer la liaison entre un second élément d'échappement et, soit le tube interne 2, soit le tube externe 3, voire ces deux tubes 2, 3.
Tel que visible sur la figure 2 correspondant à un mode de réalisation préféré de l'invention, ce second moyen de raccordement 9, d'une part, permet d'assurer la liaison entre le second élément d'échappement et le tube externe 3, et, d'autre part, est, de préférence, constitué par une frette ou analogue.
Selon l'invention, ce conduit d'échappement 1 comporte, à proximité de sa seconde extrémité 7, des moyens 10 pour empêcher une pénétration des gaz d'échappement, circulant à l'intérieur du tube interne 2, dans le volume périphérique 4 délimité par ce tube interne 2 et le tube externe 3.
En fait, les moyens 10 pour empêcher une pénétration des gaz dans le volume périphérique 4 sont constitués par une bague 11, d'une part, engagée par-dessus le tube interne 2 et, d'autre part, par-dessus laquelle 11 est positionné le tube externe 2 et/ou le second moyen de raccordement 9.
Selon un premier mode de réalisation non représenté, c'est le tube externe 2 qui est engagé par-dessus cette bague 11.
Cependant et selon un mode de réalisation préféré de l'invention visible figure 2, c'est le second moyen de raccordement 9 qui est engagé pardessus ladite bague 11.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ce second moyen de raccordement 9 est, d'une part, positionné par-dessus ladite bague 11 et, d'autre part, emmanché par-dessus ou, et de préférence (figure 2), à l'intérieur du tube externe 3 duquel ce second moyen de raccordement 9 est rendu solidaire, notamment par soudure.
Il convient d'observer que ladite bague 11 est engagée par-35 dessus le tube interne 2, ceci avec une possibilité de déplacement par rapport au tube interne 2 et/ou au tube externe 3 et/ou au second moyen de raccordement 9.
A ce propos, on observera que le tube interne 2 est susceptible d'adopter un mouvement relatif par rapport au tube externe 3 dû à des phénomènes de dilatation différentielle thermique. Un tel mouvement relatif est, plus particulièrement, perceptible au niveau de la seconde extrémité 7 du conduit 1 étant donné que ce tube interne 2 est uniquement rendu solidaire du tube externe 3 au niveau de la première extrémité 6 de ce conduit 1.
Selon un mode de réalisation particulier, cette bague 11 est rendue solidaire du tube interne 2 et est, alors, susceptible de se déplacer par rapport au tube externe 3 et/ou au second moyen de raccordement 9.
Selon un autre mode de réalisation, cette bague 11 peut être rendue solidaire du tube externe 3 et/ou du second moyen de raccordement 9 de sorte que c'est le tube interne 2 qui est susceptible de se déplacer par rapport à cette bague 11.
Cependant et selon un mode de réalisation préféré de l'invention visible figure 2, la bague 11 est engagée par-dessus le tube interne 2 avec possibilité de déplacement par rapport à ce tube interne 2, par rapport au tube externe 3 et par rapport au second moyen de raccordement 9.
Selon une caractéristique additionnelle, le conduit 25 d'échappement 1 comporte, encore, des moyens 12 pour maintenir la bague 11 engagée sur le tube interne 2.
De tels moyens 12 permettent, avantageusement, de maintenir la bague 11 sur le tube interne 2 même au gré des mouvements relatifs de ce tube interne 2 par rapport au tube externe 3 et par rapport au second moyen de raccordement 9.
En fait, de tels moyens 12 de maintien de la bague 11 sur le tube interne 2 sont constitués par un épaulement 13 que comporte, intérieurement, le second moyen de raccordement 9 et qui coopère avec cette bague 11.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague 11 est réalisée en un matériau métallique et est, plus particulièrement, constituée par un treillis métallique.
Cependant et selon un autre mode de réalisation, cette bague 11 peut être réalisée en un matériau isolant thermique, plus particulièrement à base de fibres présentant une résistance thermique élevée, par exemple des fibres non intumescentes du type de celles décrites dans la demande de brevet EP 906495.
A ce propos, on observera que l'emploi de moyens 10 pour empêcher une pénétration des gaz d'échappement dans le volume périphérique 4 permet, avantageusement, d'éviter de disposer, à l'intérieur de ce volume périphérique 4 et tout le long du conduit d'échappement 1, un matériau isolant 5 particulièrement résistant aux gaz d'échappement chauds et, de ce fait, particulièrement onéreux. Un tel matériau isolant peut, par exemple, être réservé uniquement pour la réalisation d'une bague 11 alors que le matériau isolant disposé dans le volume périphérique 4, ceci tout le long du conduit d'échappement 1 excepté au niveau de sa seconde extrémité 7, peut être constitué par des fibres présentant une résistance mécanique moindre et considérablement meilleur marché.
L'utilisation de ces dernières fibres peut, encore, être envisagée avec une bague 11 réalisée en un matériau métallique tel que susmentionné.
L'invention concerne, encore, une descente d'échappement que comporte une ligne d'échappement de moteur à combustion interne et qui comporte ou est constituée par un conduit d'échappement 1 tel que décrit ci-dessus.
Finalement, l'invention concerne une ligne d'échappement de 30 moteur à combustion interne comportant un conduit d'échappement 1 tel que décrit ci-dessus.
Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces lo divers éléments sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention.
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Claims (12)
1) Conduit d'échappement (1) que comporte une ligne d'échappement de moteur à combustion interne et qui comporte, d'une part, un tube externe (3) et un tube interne (2) positionné à l'intérieur du tube externe (3) de manière à délimiter, entre ces deux tubes (2; 3), un volume périphérique (4) à l'intérieur duquel est implanté un matériau (5) pour une isolation thermique de ce conduit (1), d'autre part et au niveau d'une première extrémité (6) de ce conduit d'échappement (1), un premier moyen (8) pour un raccordement de ce conduit d'échappement (1) à un premier élément d'échappement, notamment un collecteur de gaz d'échappement et, d'autre part encore et au niveau d'une seconde extrémité (7) de ce conduit d'échappement (1), un second moyen (9) pour un raccordement de ce conduit (1) à un second élément d'échappement que comporte ladite ligne d'échappement, caractérisé par le fait qu'il comporte, à proximité de sa seconde extrémité (7), des moyens (10) pour empêcher une pénétration des gaz d'échappement, circulant à l'intérieur du tube interne (2), dans le volume périphérique (4) délimité par ce tube interne (2) et le tube externe (3).
2) Conduit d'échappement (1) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens {10) pour empêcher une pénétration des gaz dans le volume périphérique (4) sont constitués par une bague (11) engagée pardessus le tube interne (2) et par-dessus laquelle (11) est positionné le tube externe (3) et/ou le second moyen de raccordement (9).
3) Conduit d'échappement (1) selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le second moyen de raccordement (9) est, d'une part, positionné par-dessus ladite bague (11) et, d'autre part, emmanché à l'intérieur ou par-dessus le tube externe (3) duquel ce second moyen de raccordement (9) est rendu solidaire, notamment par soudure.
4) Conduit d'échappement (1) selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que la bague (11) est engagée par-dessus le tube interne (2) avec possibilité de déplacement par rapport à ce tube interne (2) et/ou au tube externe (3) et/ou au second moyen de raccordement (9), tandis que le conduit (1) comporte des moyens (12) pour maintenir la bague (11) engagée sur ce tube interne (2).
5) Conduit d'échappement (1) selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les moyens (12) de maintien de la bague (11) sur le tube interne (2) sont constitués par un épaulement (13) que comporte, intérieurement, le second moyen de raccordement (9) et qui coopère avec cette bague (11).
6) Conduit d'échappement (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que la bague (11) est réalisée en un matériau métallique et est, plus particulièrement, constituée par un treillis métallique.
7) Conduit d'échappement (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que cette bague (11) est réalisée en un matériau isolant thermique, plus particulièrement à base de fibres présentant une résistance thermique élevée.
8) Conduit d'échappement (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les tubes interne (2) et externe (3) sont rendus solidaires au niveau du premier moyen de raccordement (8), notamment par soudure.
9) Conduit d'échappement (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le premier moyen de raccordement (8) est constitué par une bride, notamment de raccordement à un collecteur de gaz d'échappement.
10) Conduit d'échappement (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le second moyen de raccordement (9) est constitué par une frette ou analogue.
11) Descente d'échappement que comporte une ligne d'échappement de moteur à combustion interne et qui comporte ou est constituée par un conduit d'échappement (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
12) Ligne d'échappement de moteur à combustion interne et qui comporte un conduit d'échappement (1) selon l'une quelconque 5 des revendications 1 à 10.
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