FR2835017A1 - Flexible de decouplage pour ligne d'echappement d'un moteur de vehicule automobile - Google Patents

Flexible de decouplage pour ligne d'echappement d'un moteur de vehicule automobile Download PDF

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Abstract

Flexible de découplage destiné à être monté dans une ligne d'échappement d'un moteur de véhicule automobile, ce flexible (1) comprenant notamment une partie mécanique interne (A) assurant le guidage du flux des gaz d'échappement au travers du flexible, une partie étanchéité (B) formant une enveloppe externe étanche aux gaz d'échappement, une partie intermédiaire (C) formant une isolation thermique, et des moyens pour raccorder les extrémités des parties interne (A) et externe (B) du flexible (1) à la ligne d'échappement, ladite enveloppe externe de la partie étanchéité externe (B) comprenant une zone centrale (5) souple et thermiquement résistante et deux zones d'extrémité rigides, caractérisé en ce que chaque zone d'extrémité rigide de l'enveloppe étanche est constituée par un tube onduleux (7) formant également des moyens de refroidissement pour augmenter la surface d'échange thermique du flexible (1) avec l'extérieur et protéger la zone centrale souple (5) de l'enveloppe externe.

Description

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FLEXIBLE DE DECOUPLAGE POUR LIGNE D'ECHAPPEMENT D'UN
MOTEUR DE VEHICULE AUTOMOBILE
L'invention concerne un flexible de découplage qui est monté dans une ligne d'échappement d'un moteur de véhicule automobile.
D'une manière générale, une ligne d'échappement d'un moteur de véhicule automobile est montée en sortie du collecteur d'échappement du moteur. Cette ligne comprend généralement un ou plusieurs"pots" (catalytique, de détente, acoustique) constituant autant de masses le long d'une tubulure en un ou plusieurs morceaux rigidement raccordés. L'ensemble, suspendu à la caisse du véhicule par des liaisons modérément souples qui sont formées par des sangles ou des plots de suspension généralement à base d'élastomère, doit supporter les débattements du moteur liés à des accélérations verticales, aux changements brutaux de vitesse, aux dilatations thermiques, aux tolérances de montage,...
Pour ces raisons, une ligne d'échappement comprend le plus souvent un raccord tubulaire souple dénommé "flexible de découplage" qui évite la détérioration ou la destruction de la ligne d'échappement par les différentes sollicitations précitées. Ce flexible permet d'obtenir la souplesse nécessaire au découplage vibratoire du moteur par rapport à la ligne d'échappement d'une part et à la caisse d'autre part, et améliore le confort dans l'habitacle du véhicule.
D'une manière générale, le flexible doit supporter le flux de gaz chauds qui peut atteindre voire dépasser 900 C en continu et les conditions extérieures auxquelles la ligne d'échappement est soumise. Par contre, le flexible ne doit pas perturber le fonctionnement de certains éléments de la ligne d'échappement, en particulier pour les motorisations à essence, il doit interdire toute entrée d'air dans le catalyseur.
On connaît du document FR-A-2796416 un flexible de découplage qui comprend notamment une partie mécanique interne apte à assurer le guidage du flux des gaz d'échappement au travers du flexible, une
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partie étanchéité formant une enveloppe externe continue, fermée et étanche, et une partie intermédiaire d'isolation thermique intercalée entre les parties mécanique et étanchéité du flexible. L'enveloppe externe formant la partie étanchéité est scindée en une zone centrale souple qui est réalisée dans un matériau thermiquement résistant, et en deux zones d'extrémité rigides sous la forme de coiffes métalliques autour desquelles peuvent être rapportées des ailettes de refroidissement.
Un but de l'invention est de perfectionner un flexible de découplage du type précité pour favoriser notamment l'échange thermique du flexible avec l'extérieur pour protéger la partie souple de l'enveloppe externe du flexible.
A cet effet, l'invention propose un flexible de découplage destiné à être monté dans une ligne d'échappement d'un moteur de véhicule automobile, ce flexible comprenant notamment une partie mécanique interne assurant le guidage du flux des gaz d'échappement au travers du flexible, une partie étanchéité formant une enveloppe externe étanche aux gaz d'échappement, une partie intermédiaire formant une isolation thermique, et des moyens pour raccorder les extrémités des parties interne et externe du flexible à la ligne d'échappement, ladite enveloppe externe formant la partie étanchéité comprenant une zone centrale souple et thermiquement résistante et deux zones d'extrémité rigides, flexible qui est caractérisé en ce que chaque zone d'extrémité rigide de l'enveloppe externe du flexible est constituée par un tube onduleux formant également des moyens de refroidissement pour augmenter la surface d'échange thermique du flexible avec l'extérieur et protéger la zone centrale souple de l'enveloppe externe.
Avantageusement, chaque tube onduleux présente les changements de diamètre nécessaires à son raccordement à la zone centrale souple de l'enveloppe étanche d'une part et à la ligne d'échappement d'autre part.
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D'une manière générale, chaque tube onduleux peut être réalisé en acier inoxydable ou en un autre métal ayant subi un traitement anti-corrosion.
A titre d'exemple, chaque tube onduleux peut avoir une épaisseur de l'ordre de 0,3 à 0,6mm.
Par ailleurs, la partie mécanique interne du flexible peut être constituée par une pièce métallique tubulaire sous la forme d'un agrafé par exemple et qui peut être conformée de manière à ce qu'au moins l'une de ses deux extrémités vienne directement se raccorder à la ligne d'échappement, cette pièce tubulaire permettant notamment de bien canaliser le flux de gaz d'échappement d'une part, et de satisfaire aux contraintes dynamiques résultant de la vitesse élevée du flux de gaz d'échappement d'autre part.
Les tubes onduleux qui raccordent la zone centrale souple de l'enveloppe étanche du flexible à deux tronçons tubulaires de la ligne d'échappement entre lesquels vient s'interposer le flexible, permettent d'augmenter la surface d'échange thermique entre le flexible et l'extérieur en évitant de rapporter des moyens de refroidissement sur un tube lisse, ces moyens étant généralement constitués par des rondelles emmanchées et soudées sur le tube, ou par une pièce en hélice qu'on vient enrouler et souder sur le tube. Ces moyens rapportés entraînent des opérations d'assemblage supplémentaires avec une augmentation du coût de fabrication, et des performances thermiques qui vont être dépendantes de la qualité des opérations d'assemblage. En effet, de mauvais contacts entre le tube et les moyens de refroidissement vont à l'encontre du résultat recherché, c'est-à-dire qu'il y aura un risque de dégradation de la partie souple de l'enveloppe externe du flexible par suite d'un échange thermique insuffisant entre le flexible et l'extérieur.
Par ailleurs, les tubes onduleux situés aux extrémités de l'enveloppe externe du flexible sont directement raccordés à la ligne d'échappement, ce qui simplifie la structure du flexible.
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D'autres avantages, caractéristiques et détails de l'invention ressortiront du complément de description qui va suivre en référence au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et qui est une vue en coupe longitudinale d'un flexible de découplage selon l'invention suivant deux demi-vues de gauche et de droite pour illustrer deux modes de réalisation.
Le flexible de découplage 1 selon l'invention et tel qu'illustré sur le dessin annexé présente une structure tubulaire d'axe X-X qui comprend notamment au moins une partie mécanique interne A destinée à assurer le guidage du flux des gaz d'échappement qui peut atteindre une vitesse de l'ordre de 100m/s, une partie étanchéité externe B destinée à assurer l'étanchéité aux gaz d'échappement, et une partie intermédiaire C destinée à assurer au moins une isolation thermique pour la partie externe B.
La partie tubulaire interne A du flexible de découplage 1 est une pièce métallique sous la forme d'un agrafé 3 en acier inoxydable par exemple, qui peut être avantageusement très lâche pour faciliter sa déformation mécanique dans toutes les directions.
La partie étanchéité B du flexible de découplage 1 forme une enveloppe externe étanche qui se scinde en une zone centrale souple et deux zones d'extrémité rigides. A titre d'exemple, la zone centrale 5 est constituée par un soufflet en un matériau thermiquement résistant tel du silicone, et chaque zone d'extrémité est constituée par un tube onduleux 7 qui forme également des moyens de refroidissement pour augmenter la surface d'échange thermique du flexible 1 avec l'extérieur. D'une manière générale, ces tubes onduleux 7 ont des épaisseurs relativement faibles, de l'ordre de 0,3 à 0, 6mm par exemple.
Pour réduire le nombre des pièces constitutives du flexible, chaque tube onduleux 7 présente les changements de diamètre nécessaires pour assurer son raccordement à la zone centrale 5 de l'enveloppe étanche d'une part et à la ligne d'échappement d'autre part. Le raccordement de chaque tube ondulé 7 à la zone centrale 5 s'effectue au moyen de colliers de
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serrage 9 par exemple, alors que son raccordement à un tronçon de tubulure 11 de la ligne d'échappement s'effectue par soudage par exemple.
La partie d'isolation thermique C est constituée par un matelas annulaire 13 fait en un matériau fibreux par exemple, qui pénètre à l'intérieur des deux tubes onduleux 7 pour s'étendre sensiblement sur toute la longueur du flexible.
Selon un premier mode de réalisation illustré sur la demi-vue de gauche du dessin, l'agrafé 3 se prolonge à chaque extrémité par un embout tubulaire métallique de liaison évasé 15 pour assurer le raccordement avec les tronçons tubulaires 11, les fixations étant assurées par soudage par exemple.
Selon un second mode de réalisation illustré sur la demi-vue de droite du dessin, l'agrafé 3 s'évase à chaque extrémité pour venir se raccorder directement aux tronçons tubulaires 11 de la ligne d'échappement.
En variante, on peut combiner les deux modes de réalisation précités, une extrémité de l'agrafé 3 se raccordant à la ligne d'échappement par un embout tubulaire 15, alors que son autre extrémité est évasée pour se raccorder directement à la ligne d'échappement.
D'une manière générale, les dimensions du flexible et de ses éléments constitutifs ne sont pas figées et peuvent varier suivant l'encombrement réservé au flexible. Cependant, le diamètre intérieur de l'agrafé 3 ne doit pas être trop petit pour limiter les pertes de charges, et pas trop important pour que l'épaisseur du matelas isolant 13 soit suffisante pour limiter la transmission de chaleur vers l'enveloppe étanche 5 et 7.

Claims (5)

REVENDICATIONS
1. Flexible de découplage destiné à être monté dans une ligne d'échappement d'un moteur de véhicule automobile, ce flexible (1) comprenant notamment une partie mécanique interne (A) assurant le guidage du flux des gaz d'échappement au travers du flexible, une partie étanchéité (B) formant une enveloppe externe étanche aux gaz d'échappement, une partie intermédiaire (C) formant une isolation thermique, et des moyens pour raccorder les extrémités des parties interne (A) et externe (B) du flexible (1) à la ligne d'échappement, ladite enveloppe externe de la partie étanchéité externe (B) comprenant une zone centrale (5) souple et thermiquement résistante et deux zones d'extrémité rigides, caractérisé en ce que chaque zone d'extrémité rigide de l'enveloppe étanche est constituée par un tube onduleux (7) formant également des moyens de refroidissement pour augmenter la surface d'échange thermique du flexible (1) avec l'extérieur et protéger la zone centrale souple (5) de l'enveloppe externe.
2. Flexible de découplage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque tube onduleux (7) présente les changements de diamètre nécessaires à son raccordement à la zone centrale (5) de l'enveloppe étanche d'une part et à la ligne d'échappement d'autre part.
3. Flexible de découplage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque tube onduleux (7) est réalisé en acier inoxydable ou en un autre métal ayant subi un traitement anti-corrosion.
4. Flexible de découplage selon l'une quelconque es revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque tube onduleux (7) a une épaisseur de l'ordre de 0,3 à 0,6mm par exemple.
5. Flexible de découplage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie mécanique interne (A) du flexible est constituée par une pièce métallique tubulaire (3), et
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en ce qu'une extrémité au moins de ladite pièce est évasée pour venir directement se raccorder à la ligne d'échappement.
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