FR2874234A1 - Dispositif d'obturation d'un conduit de gaz d'echappement - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'obturation (6) d'un conduit (1) que comporte une ligne d'échappement de moteur à combustion interne et qui, d'une part, délimite un passage (5) des gaz d'échappement, et qui, d'autre part, s'étend au moins en partie et débouche à l'intérieur du boîtier (3) d'un silencieux (2) délimité par une enveloppe (4), le dispositif d'obturation (6) comportant, d'une part, un clapet (7) disposé à l'intérieur dudit boîtier (3) et monté en mouvement par rapport au conduit (1), ceci entre au moins une première position d'obturation du passage (5) des gaz et une seconde position d'ouverture de ce passage (5) et, d'autre part, des moyens de rappel (8) du clapet (7) en position d'obturation du passage (5) des gaz.Ce dispositif d'obturation est caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (10) conçus aptes à raccorder le clapet (7) aux moyens de rappels (8) implantés extérieurement au boîtier (2) du silencieux (2), les moyens de raccordement (10) étant solidaires en mouvement du clapet (7) et traversant l'enveloppe (4) du boîtier (3).

Description

La présente invention a trait à un dispositif d'obturation d'un conduit

que comporte une ligne d'échappement de moteur à combustion interne.

Cette invention concerne le domaine de l'industrie automobile et plus particulièrement le domaine 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 un silencieux, adoptant la forme d'un boîtier, ainsi qu'un conduit, délimitant un passage des gaz d'échappement, qui, d'une part, s'étend au plus en partie à l'intérieur dudit boîtier de silencieux et, d'autre part, débouche à l'intérieur de ce dernier. Ce conduit est complété par un dispositif agencé à l'intérieur dudit boîtier pour assurer une obturation de ce conduit à certains stades du fonctionnement moteur.

Un tel dispositif d'obturation comporte, usuellement, un clapet, par exemple monté de manière articulée afin de pouvoir pivoter par rapport au conduit, et susceptible d'adopter, d'une part, une première position autorisant le passage des gaz au travers de ce conduit et, d'autre part, une seconde position dans laquelle le conduit est, au moins en partie, obturé empêchant un tel passage de gaz.

L'état de la technique connaît déjà, notamment dans le document EP 1 186 756, un tel dispositif d'obturation conçu de sorte que, d'une part, en dessous d'une pression déterminée des gaz sur le clapet, par exemple à bas régime et à faible charge moteur, ce clapet soit maintenu en position d'obturation du conduit, et que, d'autre part, lorsque la pression des gaz devient supérieure à cette pression déterminée, ce clapet s'ouvre pour autoriser le passage des gaz, et que, d'autre part encore, après ouverture, ce clapet se referme en cas de baisse de la pression des gaz.

A cet effet, ledit dispositif d'obturation est complété par des moyens, généralement sous la forme d'un ressort, conçus aptes à coopérer avec ledit clapet et agencés pour, d'une part, résister à la pression des gaz en vue de maintenir le clapet dans une position d'obturation et, d'autre part, ramener ce clapet en position d'obturation en cas de chute de la pression des gaz.

On observera que, afin de résister à une pression des gaz pouvant être forte, un tel ressort peut être mis en place contre le clapet avec une forte précharge ce qui complexifie notablement une telle mise en place.

De plus, on notera qu'un tel ressort est disposé à l'intérieur du boîtier du silencieux dans lequel circulent les gaz d'échappement, de sorte que ce ressort se situe dans un environnement particulier et subit des contraintes, par exemple les températures élevées des gaz d'échappement et/ou la nature corrosive de leurs condensats, qui, d'une part, nécessitent de faire appel à un matériau spécifique pour la réalisation de ce ressort et, d'autre part, influent sur les spécifications de ce ressort, notamment sur la force de rappel, qui peuvent évoluer dans le temps en raison des variations de température successives.

Il en résulte qu'un tel ressort doit présenter des caractéristiques bien spécifiques nécessitant une conception particulière de sorte que son coût de revient devient particulièrement élevé et peut représenter jusqu'à la moitié du coût du dispositif d'obturation.

Ce dispositif présente l'inconvénient de placer les éléments de rappel dudit clapet de fermeture au contact des gaz d'échappement, à l'intérieur du boîtier du silencieux de la conduite d'échappement. De plus ces contraintes ont pour effet de diminuer la durée de vie et l'efficacité du ressort au fil du temps.

L'invention tente de pallier les inconvénients de l'état de la technique et a pour but d'offrir un dispositif d'obturation amélioré d'un conduit d'une ligne d'échappement.

Pour ce faire, l'invention concerne un dispositif 35 d'obturation d'un conduit que comporte une ligne d'échappement de moteur à combustion interne et qui, d'une part, délimite un passage des gaz d'échappement, et qui, d'autre part, s'étend au moins en partie et débouche à l'intérieur du boîtier d'un silencieux délimité par une enveloppe, ledit dispositif d'obturation comportant, d'une part, un clapet disposé à l'intérieur dudit boîtier et monté en mouvement par rapport audit conduit, ceci entre au moins une première position d'obturation du passage des gaz et une seconde position d'ouverture de ce passage et, d'autre part, des moyens de rappel dudit clapet en position d'obturation du passage des gaz, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens conçus aptes à raccorder ledit clapet auxdits moyens de rappels implantés extérieurement audit boîtier du silencieux, lesdits moyens de raccordement étant solidaires en mouvement dudit clapet et traversant l'enveloppe dudit boîtier.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention, ledit dispositif d'obturation comporte des moyens de montage en pivotement dudit clapet autour d'un axe tandis que les moyens de raccordement s'étendent, au moins en partie, selon ledit axe de pivotement du clapet et sont définis, au moins en partie, par un arbre rendu solidaire, d'une part, dudit clapet et, d'autre part, desdits moyens de rappel, notamment par l'intermédiaire d'un levier que comportent lesdits moyens de raccordement.

Avantageusement, ledit arbre est subdivisé en deux tronçons d'arbre dont, d'une part, un premier tronçon d'arbre rendu solidaire dudit clapet et, d'autre part, un second tronçon d'arbre rendu solidaire desdits moyens de rappel, notamment par l'intermédiaire d'un levier, ces tronçons d'arbre étant raccordés entre eux par l'intermédiaire de moyens de transmission du mouvement du clapet En particulier, les moyens de rappel sont constitués par un ressort comportant deux extrémités dont, d'une part, une première extrémité rendue solidaire d'un point fixe par rapport à l'enveloppe du boîtier du silencieux et, d'autre part, une seconde extrémité rendue solidaire des moyens de raccordement, directement ou par l'intermédiaire d'un levier.

Dans un mode de réalisation, ledit ressort est un ressort cylindrique de torsion ou ressort spirale engagé autour des moyens de raccordement et dont la seconde extrémité est rendue solidaire de ces derniers.

Dans un autre mode de réalisation, le ressort est un ressort boudin, d'une part, qui s'étend selon un axe formant, avec l'axe des moyens de raccordement, un angle, de préférence droit et, d'autre part, dont la seconde extrémité est rendue solidaire de ces moyens de raccordement par le biais d'un levier s'étendant latéralement par rapport à ces moyens de raccordement.

Avantageusement, ledit dispositif d'obturation comporte un boîtier, notamment de type interchangeable, rendu solidaire du silencieux et à l'intérieur duquel, d'une part, s'étendent, au moins en partie, lesdits moyens de raccordement et, d'autre part, sont implantés lesdits moyens de rappel, voire encore un levier raccordant ces derniers auxdits moyens de raccordement.

De plus, ce dispositif d'obturation peut comporter des moyens conçus pour assurer un maintien du clapet en position d'obturation du passage des gaz, ceci pour une pression des gaz inférieure à une valeur déterminée. Dans un mode de réalisation particulier, lesdits moyens de maintien sont distincts desdits moyens de rappel du clapet en position d'obturation.

En particulier, ces moyens de maintien sont constitués par des moyens de type magnétique, notamment électromagnétique.

Dans un mode de réalisation particulier, ces moyens de maintien sont implantés, intérieurement ou, et de préférence, extérieurement audit boîtier du silencieux En particulier, ces moyens de maintien sont implantés dans 30 le boîtier de réception des moyens de rappel Avantageusement, ce dispositif d'obturation comporte des moyens aptes à assurer l'étanchéité entre les moyens de raccordement et l'enveloppe du boîtier du silencieux.

De préférence, l'enveloppe du boîtier du silencieux comporte un logement, d'une part, au niveau duquel est défini un orifice de section sensiblement ajustée à la section des s moyens de raccordement et, d'autre part, à l'intérieur duquel vient se positionner un joint d'étanchéité définissant lesdits moyens d'étanchéité et engagé autour des moyens de raccordement.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 représente une vue schématisée en coupe transversale d'un silencieux à l'extérieur duquel est disposé un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue partielle détaillée de la figure 1; - la figure 3 est une vue schématisée en coupe transversale d'un dispositif selon un autre mode de réalisation de l'invention lorsque les moyens de rappel sont en position non contraints; et - la figure 4 est une vue schématisée en coupe transversale d'un dispositif selon un autre mode de réalisation de l'invention lorsque les moyens de rappel sont sous contrainte.

La présente invention concerne le domaine de l'industrie automobile et plus particulièrement celui 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 associé à une ligne d'échappement comportant, au moins un conduit 1 délimitant un passage pour les gaz d'échappement. Un tel conduit 1 peut notamment être constitué par au moins un tube s'étendant au moins en partie à l'intérieur d'un silencieux 2, ce dernier étant généralement constitué d'un boîtier 3 pourvu d'un enveloppe périphérique 4 et pouvant présenter une forme sensiblement cylindrique. Une extrémité du conduit 1 forme un passage 5 débouche à l'intérieur dudit boîtier 3.

Tel que visible sur les figures en annexe, un tel conduit 1 est complété par un dispositif 6 conçu apte à assurer une obturation de ce conduit 1 en vue d'empêcher, au moins en partie, le passage des gaz d'échappement.

Un tel dispositif d'obturation 6 comporte, d'une part, des moyens d'obturation sous la forme d'un clapet 7 disposé à l'intérieur dudit boîtier et monté en mouvement par rapport audit conduit 1, ceci entre au moins une première position d'obturation du passage 5 des gaz et une seconde position d'ouverture de ce passage 5 et, d'autre part, des moyens de rappel 8 dudit clapet 7 en position d'obturation du passage 5 des gaz.

Ledit clapet 7 est conçu apte à refermer ledit passage 5, situé à l'intérieur dudit boîtier 3 du conduit 1, au moyen d'une plaque 9 ayant une taille au moins égale à la section du passage 5. Dans un mode particulier de réalisation, ledit clapet 7 peut être monté en pivotement par rapport au passage 5 dudit conduit 1 selon un axe I-I visible sur les figures 1 et 2.

Afin que les moyens de rappel 8 ne subissent pas les contraintes dues aux gaz d'échappement, en particulier les températures élevées et/ou la corrosion, il a été imaginé de les placer à l'extérieur du silencieux 2.

Pour ce faire, le dispositif selon l'invention prévoit des moyens 10 conçus aptes à raccorder ledit clapet 7 auxdits moyens de rappel 8 implantés extérieurement audit boîtier 3 dudit silencieux 2. Ces moyens de raccordement 10 traversent l'enveloppe 4 dudit boîtier 3 et peuvent s'étendre au moins en partie selon l'axe I-I autour duquel ledit clapet 7 est monté en pivotement. Lesdits moyens de raccordement 10 peuvent se présenter, au moins en partie, sous la forme d'un arbre 11 rendu solidaire en mouvement dudit clapet 7 et desdits moyens de rappel 8. Dans un mode de réalisation particulier, le dit arbre 11 peut être fixé auxdits moyens de rappel 8 par un levier 12.

Ledit arbre 11 peut être subdivisé en plusieurs tronçons, en particulier deux, le premier tronçon d'arbre 13 étant rendu solidaire dudit clapet 7 et le second tronçon d'arbre 14 étant rendu solidaire desdits moyens de rappel 8. Ce mode particulier de réalisation permet d'implanter facilement le dispositif selon l'invention sur des silencieux 2 déjà existants. Pour ce faire, il suffit de changer l'axe généralement fixé audit clapet 7 par la premier axe 13 et de modifier l'enveloppe 4 dudit silencieux 2 pour permettre le passage desdits tronçons d'axe 13, 14. Le second tronçon d'axe 14 est, quant à lui, fixé aux moyens de rappel à l'extérieur dudit boîtier 3 du silencieux qu'il ne reste plus qu'à fixer une fois les moyens d'obturation 6 implantés à l'intérieur dudit boîtier 3.

L'arbre 11 sous forme de tronçons 13, 14 permet également de changer les moyens de rappel 8 sans modifier les moyens d'obturation 6 situés à l'intérieur dudit boîtier 3. En effet, la force de rappel nécessaire pour rabattre ledit clapet 7 en position d'obturation dépend de caractéristiques qui varient selon notamment le moteur. Le dispositif selon l'invention permet d'adapter l'obturation en prévoyant des moyens de rappel interchangeables. De même, en cas de détérioration, ces moyens de rappel 8 peuvent être remplacés très aisément.

Des moyens de transmission 15 sont prévus entre les deux tronçons d'arbre 13, 14 et permettent de raccorder ces derniers entre eux et de transmettre le mouvement du clapet 7 vers les moyens de rappel 8.

Selon un mode de réalisation de l'invention, ces moyens de rappel 8 sont constitués par un ressort 16 comportant deux extrémités 17 et 18. L'extrémité 17 est rendue solidaire d'un point fixe 19 par rapport à l'enveloppe 4 du boîtier 3 du silencieux 2. L'extrémité 18 est rendue solidaire des moyens de raccordement 10, directement ou par l'intermédiaire dudit levier 12.

Le ressort 16 peut être un ressort cylindrique de torsion ou un ressort spiral engagé autour des moyens de raccordement dont la seconde extrémité 18 est rendue solidaire desdits moyens de raccordement 10. Dans un autre mode de réalisation, ledit ressort 16 est un ressort boudin qui s'étend longitudinalement selon un axe II-II formant un angle avec l'axe I-I selon lequel s'étendent lesdits moyens de raccordement. Les deux axes I-I et II-II forment un angle, de préférence droit, mais qui peut être autre, lorsque le ressort n'est pas sous contrainte. L'extrémité 18 du ressort est rendu solidaire des moyens de raccordement 8 par le biais du levier 12. Ce levier 12 s'étend latéralement par rapport aux moyens de raccordement 10. Il peut aussi être monté mobile, notamment en rotation par rapport à l'axe I-I.

Une coque 20 est rendu solidaire dudit silencieux et enferme au moins en partie lesdits moyens de raccordement 10 et lesdits moyens de rappel 8. Cette coque 20 peut être constituée, d'une part, d'une platine 21 de montage assujettie à l'enveloppe 4 dudit boîtier 3 du silencieux 2 grâce à des moyens de fixation 22, et d'autre part, d'un carter 23 fixé sur ladite platine 21. Ladite coque 20 comporte ledit point fixe 19 sur lequel est rendu solidaire la première extrémité 17 des moyens de rappel 8. En particulier, ledit point fixe 19 peut être incorporé à ladite platine 21.

Des moyens 24 sont conçus pour assurer un maintien du clapet 7 en position d'obturation du passage 5 des gaz, ceci pour une pression des gaz inférieure à une valeur déterminée. Selon un mode de réalisation de l'invention, ces moyens de maintien 24 peuvent être confondus avec les moyens de rappel 8 et être de type mécanique, de préférence sous la forme d'un ressort. Dans un autre mode de réalisation particulier, ces moyens de maintien 24 sont prévus distincts desdits moyens de rappel 8 ou des moyens d'obturation 6, pouvant ainsi être situés à l'intérieur de l'enveloppe 4 du silencieux alors que les moyens de rappel 8 sont situés à l'extérieur ou inversement. En particulier, ces moyens de maintien 24 peuvent être de type magnétique ou électromagnétique, réciproquement un aimant ou un électroaimant. Ces moyens offrent la possibilité de piloter l'ouverture dudit passage 5 en fonction de la pression des gaz ou des informations de contrôle du moteur.

Cette particularité est très utile pour permettre d'adapter différents dispositifs à différents types de moteurs.

Un avantage de l'utilisation de moyens de maintien 24 sous la forme d'un électroaimant réside dans la possibilité de contrôler le maintien du clapet 7 en position d'obturation ou de permettre l'ouverture dudit clapet 7 pour des pressions de gaz très faibles, alors que l'utilisation de moyens de maintien sous la forme d'un ressort ou d'un aimant ne le permettent pas.

Ces moyens de maintien 24 peuvent être implantés intérieurement audit boîtier 3 dudit silencieux 2 ou disposés à l'extérieur de ce dernier, notamment à l'intérieur de la coque protectrice 20.

Des moyens 25 sont prévus aptes à assurer l'étanchéité entre les moyens de raccordement 10 et l'enveloppe 4 dudit boîtier 3 de silencieux 2. Ces moyens 25 peuvent se présenter sous la forme d'un joint engagé autour desdits moyens de raccordement 10.

Dans un autre mode de réalisation, un logement 26 peut être ménagé dans l'enveloppe 4 du boîtier 3 de silencieux 2 et est destiné à recevoir lesdits moyens 25 permettant d'assurer l'étanchéité. Un orifice 27 est défini afin de permettre auxdits moyens de raccordement de traverser l'enveloppe 4 dudit boîtier 3, et dont la section est sensiblement ajustée à celle des moyens de raccordement 10.

Le ressort 16 ainsi disposé à l'extérieur du silencieux 2 ne subit plus les contraintes imposées à l'intérieur de l'enveloppe 4 et peut donc être réalisé dans des matériaux moins coûteux. De plus, il est plus facile à changer en cas de détérioration et l'accès pour un éventuel réglage peut s'effectuer aisément.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés et décrits précédemment qui peuvent présenter des variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'obturation (6) d'un conduit (1) que comporte une ligne d'échappement de moteur à combustion interne et qui, d'une part, délimite un passage (5) des gaz d'échappement, et qui, d'autre part, s'étend au moins en partie et débouche à l'intérieur du boîtier (3) d'un silencieux (2) délimité par une enveloppe (4), ledit dispositif d'obturation (6) comportant, d'une part, un clapet (7) disposé à l'intérieur dudit boîtier (3) et monté en mouvement par rapport audit conduit (1), ceci entre au moins une première position d'obturation du passage (5) des gaz et une seconde position d'ouverture de ce passage (5) et, d'autre part, des moyens de rappel (8) dudit clapet (7) en position d'obturation du passage (5) des gaz, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens conçus (10) aptes à raccorder ledit clapet (7) auxdits moyens de rappels (10) implantés extérieurement audit boîtier (3) du silencieux (2), lesdits moyens de raccordement (10) étant solidaires en mouvement dudit clapet (7) et traversant l'enveloppe (4) dudit boîtier (3).

2. Dispositif d'obturation (6) selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de montage en pivotement dudit clapet (7) autour d'un axe (I-I) tandis que les moyens de raccordement (10) s'étendent, au moins en partie, selon ledit axe (I-I) de pivotement du clapet (7) et sont définis, au moins en partie, par un arbre (11) rendu solidaire, d'une part, dudit clapet (7) et, d'autre part, desdits moyens de rappel (8), notamment par l'intermédiaire d'un levier (12) que comportent lesdits moyens de raccordement (10).

3. Dispositif d'obturation (6) selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit arbre (11) est subdivisé en deux tronçons (13,14) d'arbre (11) dont, d'une part, un premier tronçon d'arbre (13) rendu solidaire dudit clapet (7) et, d'autre part, un second tronçon d'arbre (14) rendu solidaire desdits moyens de rappel (8), notamment par l'intermédiaire d'un levier (12), ces tronçons d'arbre (13,14) étant raccordés entre eux par l'intermédiaire de moyens de transmission (15) du mouvement du clapet (7).

4. Dispositif d'obturation (6) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de rappel (8) sont constitués par un ressort (16) comportant deux extrémités (17,18) dont, d'une part, une première extrémité (17) rendue solidaire d'un point fixe (19) par rapport à l'enveloppe (4) du boîtier (3) du silencieux (2) et, d'autre part, une seconde extrémité (18) rendue solidaire des moyens de raccordement (10), directement ou par l'intermédiaire d'un levier (12).

5. Dispositif d'obturation (6) selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit ressort (16) est un ressort cylindrique de torsion ou ressort spirale engagé autour des moyens de raccordement (10) et dont la seconde extrémité (18) est rendue solidaire de ces derniers.

6. Dispositif d'obturation (6) selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le ressort (16) est un ressort boudin, d'une part, qui s'étend selon un axe (II-II) formant, avec l'axe des moyens de raccordement (I-I), un angle, de préférence droit et, d'autre part, dont la seconde extrémité (18) est rendue solidaire de ces moyens de raccordement (10) par le biais d'un levier (12) s'étendant latéralement par rapport à ces moyens de raccordement (10).

7. Dispositif d'obturation (6) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte une coque (20), notamment de type interchangeable, rendu solidaire du silencieux (2) et à l'intérieur duquel, d'une part, s'étendent, au moins en partie, lesdits moyens de raccordement (10) et, d'autre part, sont implantés lesdits moyens de rappel (8), voire encore un levier (12) raccordant ces derniers auxdits moyens de raccordement (10).

8. Dispositif d'obturation (6) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (24) conçus pour assurer un maintien du clapet (7) en position d'obturation du passage (5) des gaz, ceci pour une pression des gaz inférieure à une valeur déterminée.

9. Dispositif d'obturation (6) selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les moyens de maintien (24) sont constitués par des moyens de type mécanique, magnétique ou électromagnétique, notamment un ressort, un aimant ou un électroaimant.

10. Dispositif d'obturation (6) selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé par le fait que lesdits moyens de maintien (24) sont distincts desdites moyens de rappel (8) du clapet (7) en position d'obturation.

11. Dispositif d'obturation (6) selon la revendication 10, caractérisé par le fait que les moyens de maintien (24) sont implantés, intérieurement ou, et de préférence, extérieurement audit boîtier (3) du silencieux (2).

12. Dispositif d'obturation (6) selon la revendication 11, caractérisé par le fait que les moyens de maintien (24) sont implantés dans la coque (20) de réception des moyens de rappel (8).

13. Dispositif d'obturation (6) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (25) aptes à assurer l'étanchéité entre les moyens de raccordement (10) et l'enveloppe (4) du boîtier (3) du silencieux (2).

14. Dispositif d'obturation (6) selon la revendication 13, caractérisé par le fait que l'enveloppe (4) du boîtier (3) du silencieux (2) comporte un logement (26), d'une part, au niveau duquel est défini un orifice (27) de section sensiblement ajustée à la section des moyens de raccordement (10) et, d'autre part, à l'intérieur duquel vient se positionner un joint d'étanchéité définissant lesdits moyens d'étanchéité (25) et engagé autour des moyens de raccordement (10).