FR2873747A1 - Collecteur d'echappement - Google Patents

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Abstract

Le collecteur d'échappement (10) pour un moteur à combustion interne multicylindre comporte une coque (12) délimitant une bouche d'entrée des gaz commune à plusieurs cylindres du moteur et présentant une sortie d'évacuation (18) des gaz de section inférieure à la bouche d'entrée, une bride (14) de liaison étant formée à la périphérie de la bouche. La coque (12) est formée par emboutissage profond d'un unique flan métallique, et la bride (14) est rapportée et soudée à la coque (12) suivant le pourtour de ladite bouche.

Description

La présente invention concerne un collecteur d'échappement pour un moteur
à combustion interne multicylindre, du type comportant une coque délimitant une bouche d'entrée des gaz commune à plusieurs cylindres du moteur et présentant une sortie d'évacuation des gaz de section inférieure à
la bouche d'entrée, une bride de liaison étant formée à la périphérie de la bouche.
Les moteurs à combustion interne multicylindres comportent plusieurs conduits d'échappement débouchant depuis la culasse du moteur. Pour le recueil des gaz d'échappement issus de ces différents conduits, un collecteur d'échappement est fixé sur la culasse. Ce collecteur d'échappement présente une unique sortie reliée à la ligne d'échappement et est propre à guider vers cette sortie les gaz issus de différents conduits.
Un premier type de collecteur est constitué de plusieurs tubes cintrés dont une extrémité de chaque tube est reliée à un conduit d'échappement en sortie de la culasse et dont les autres extrémités des tubes se relient pour former un même tube de collecte de l'ensemble des gaz d'échappement.
Un autre type de collecteur comporte seulement deux entrées, l'une de section réduite propre à être reliée à la ligne d'échappement et l'autre de section plus grande formant une bouche propre à être disposée simultané- ment en regard des sorties des différents conduits d'échappement ménagés dans la culasse.
Cette entrée de section importante conduit à une chambre commune de mélange des gaz d'échappement issus des différents conduits. Le collecteur est relié à la culasse du moteur, par exemple par des vis disposées à la périphérie de l'entrée de grande section.
Des collecteurs de ce second type sont décrits par exemple dans le document EP-0.718.480. Dans ce document, le collecteur est formé d'une coque oblongue soudée sur une bride. La coque oblongue est formée par fonderie ou à partir de tôles d'acier embouties qui sont mécanosoudées les unes aux autres.
Un tel mode de fabrication est relativement complexe puisqu'il met en oeuvre plusieurs étapes de natures distinctes et n'est pas susceptible de s'appliquer facilement avec des matériaux composites pour la fabrication de la coque.
L'invention a pour but de proposer un collecteur d'échappement pouvant être fabriqué de manière simple.
A cet effet, l'invention a pour objet un collecteur du type précité, caractérisé en ce que la coque est formée par emboutissage profond d'une unique flan métallique, et en ce que la bride est rapportée et soudée à la coque suivant le pourtour de ladite bouche.
Suivant des modes particuliers de réalisation, le collecteur comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - la coque est constituée seulement de l'unique flan métallique em-bouti; - la bride est essentiellement plane et présente deux faces parallèles opposées, entre lesquelles est défini un passage d'entrée des gaz dans le collecteur, la coque est soudée sur une face de liaison constituée d'une des faces de la bride et le bord de la coque délimitant la bouche d'entrée des gaz s'appuie suivant son épaisseur sur la face de liaison; - la sortie d'évacuation est délimitée par un canon étiré venu de matière dans le flan métallique constituant la coque; - le flan métallique constituant la coque comprend au moins deux couches accolées et forme un matériau composite multicouches; - le flan métallique constituant la coque comporte des couches métalliques interne et externe entre lesquelles est interposée une couche d'un matériau thermiquement isolant; - l'épaisseur de la couche métallique interne est inférieure à l'épaisseur de la couche métallique externe; - l'épaisseur de la couche métallique interne est comprise entre 0,4 mm et 1,5 mm; - l'épaisseur de la couche métallique externe est comprise entre 0,8 mm et 3,3 mm; et - l'épaisseur de la couche de matériau thermiquement isolant est comprise entre 2 mm et 10 mm.
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, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un collecteur selon l'inven- tion; et - la figure 2 est une vue en section transversale du collecteur monté sur une culasse d'un moteur.
Le collecteur 10 illustré sur la figure 1 est destiné à être monté sur un moteur à combustion interne multicylindre. Il comporte essentiellement une coque 12 et une bride 14. La bride 14 délimite intérieurement des passages formant une entrée 16 de collecte des gaz d'échappement. La coque 12 dé-limite une sortie 18 d'évacuation des gaz d'échappement vers la ligne d'échappement.
La bride 14 est de forme oblongue plate et présente deux faces parailèles opposées 14A, 14B entre lesquelles les passages d'entrée 16 sont formés. La bride est traversée de trous 20 propres à recevoir des vis 22 visibles sur la figure 2 permettant de solidariser le collecteur sur la culasse suivant une face 14A de la bride.
Autant de passages 16 qûè de sorties d'échappement dans la culasse sont ménagés dans la bride pour couvrir l'ensemble des sorties d'échappe- ment issues des cylindres du moteur.
La coque 12 définit une bouche de connexion 24 prolongeant les pas-sages d'entrée 16 de la bride. La bouche 24 est également de forme oblongue.
La coque 12 s'appuie suivant son épaisseur sur une face de liaison 14B de la bride suivant le bord délimitant la bouche 24. La périphérie de la bouche 24 est liée à la bride par un cordon de soudure 26 extérieur.
La coque 12 délimite une chambre généralement convergente vers le fond dans lequel est ménagé un canon étiré 28 délimitant la sortie 18.
La coque 12 est formée à partir d'un unique flan de matériau composite multicouche qui a été embouti. En particulier, le canon étiré 28 est venu d'emboutissage et donc de matière avec le reste de la coque 12.
Comme illustré sur la figure 2, le matériau composite formant la paroi de la coque 12 comporte une couche métallique interne 32 ayant une épaisseur réduite. Cette épaisseur est comprise par exemple entre 0,4 mm et 1,5 mm.
Suivant sa face extérieure, la paroi comporte, une couche épaisse 34 ayant une épaisseur supérieure à la couche interne 32. L'épaisseur de la couche externe 34 est comprise de préférence entre 0,8 mm et 3,3mm.
Entre les couches interne 32 et externe 34, est disposée une couche 36 d'un matériau thermiquement isolant tel que du Wacker WDS (r). L'épaisseur de cette couche est comprise entre 2 mm et 10 mm.
Pour la fabrication d'un tel collecteur, un flan de matériau composite dans laquelle les trois couches 32, 34, 36 sont solidarisées les unes aux autres est soumis à un emboutissage profond grâce à un poinçon repoussant le flan dans une empreinte de forme adaptée.
Lors de cet emboutissage, les couches 32, 34 et 36 subissent une déformation plastique conférant à la coque 12 sa forme définitive et créant simultanément le canon étiré 28.
En variante, la couche interne 32 et la couche externe 34 sont mises en forme séparément puis sont assemblées l'une à l'autre avec interposition de la couche de matériau thermiquement isolant.
Chaque couche interne et externe est formée par emboutissage d'un flan de tôle.
Suivant le pourtour de la boucle 24, la coque 12 est découpée afin que le bord de la bouche s'étende dans un même plan. La coque ainsi for- mée est ensuite appuyée et soudée sur la bride 14 préalablement préparée.
La mise en forme de la coque 12 seulement par emboutissage, sans que des soudures ne soient effectuées entre plusieurs éléments pré-emboutis pour constituer la coque, permet de réaliser celle-ci avec des matériaux de structure complexe et notamment des matériaux composites multicou- ches.
Le soudage de la coque ainsi préformée sur la bride 14 permet de disposer sur le collecteur d'une bride de fixation solide et correctement usinée.
Le recours à un matériau composite multicouche tel que décrit précédemment permet d'éviter les déperditions de chaleur vers l'extérieur. En effet, la couche interne 32 de faible épaisseur limite le pompage de chaleur, alors que la couche d'isolant 36 réduit la transmission de chaleur vers l'exté- rieur, la couche épaisse 34 assurant la rigidité de la coque.

Claims (10)

REVENDICATIONS
1.- Collecteur d'échappement (10) pour un moteur à combustion in-terne multicylindre comportant une coque (12) délimitant une bouche (24) d'entrée des gaz commune à plusieurs cylindres du moteur et présentant une sortie d'évacuation (18) des gaz de section inférieure à la bouche d'entrée (24), une bride (14) de liaison étant formée à la périphérie de la bouche (24), caractérisé en ce que la coque (12) est formée par emboutis-sage profond d'un unique flan métallique, et en ce que la bride (14) est rapportée et soudée à la coque (12) suivant le pourtour de ladite bouche (24).
2.- Collecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coque (12) est constituée seulement de l'unique flan métallique embouti.
3.- Collecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bride (14) est essentiellement plane et présente deux faces parallèles opposées (14A, 14B), entre lesquelles est défini un passage (16) d'entrée des gaz dans le collecteur (10), en ce que la coque (12) est soudée sur une face de liaison (14B) constituée d'une des faces de la bride (14), et en ce que le bord de la coque (12) délimitant la bouche (24) d'entrée des gaz s'appuie suivant son épaisseur sur la face de liaison (14B).
4.- Collecteur selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce que la sortie d'évacuation (18) est délimitée par un canon étiré (28) venu de matière dans le flan métallique constituant la coque (12).
5.- Collecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le flan métallique constituant la coque (12) cornprend au moins deux couches (32, 34) accolées et forme un matériau composite multicouches.
6.- Collecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le flan métallique constituant la coque (12) comporte des couches métalliques interne et externe (32, 34) entre lesquelles est interposée une couche (36) d'un matériau thermiquement isolant.
7.- Collecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche métallique interne (32) est inférieure à l'épaisseur de la couche métallique externe (34).
8.- Collecteur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche métallique interne (32) est comprise entre 0,4 mm et 1,5 mm.
9.- Collecteur selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, carac- 5 térisé en ce que l'épaisseur de la couche métallique externe (34) est comprise entre 0,8 mm et 3,3 mm.
10.- Collecteur selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche (36) de matériau thermiquement isolant est comprise entre 2 mm et 10 mm.
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