FR2897100A1 - Element d'echappement de ligne d'echappement des gaz - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un élément (5) d'échappement que comporte une ligne d'échappement (1) des gaz issus de la combustion d'un carburant au sein d'un moteur thermique (2) et comportant, dans le sens de l'écoulement des gaz, d'une part, un premier moyen de raccordement (8) à une conduite (3) amont d'acheminement des gaz provenant du moteur (2), d'autre part, un premier conduit (9) et un second conduit (10) d'échappement, ces deux conduits (9 ; 10) étant parallèles et raccordés audit premier moyen de raccordement (8) et, d'autre part encore, un second moyen de raccordement (13) à une conduite avale (6) d'évacuation des gaz et raccordé auxdits conduits d'échappement parallèles (9 ; 10).Cet élément (5 est caractérisé par le fait que, d'une part, le premier conduit (9) comporte un élément de dépollution (11), d'autre part, le second conduit (10) comporte un silencieux (12) et, d'autre part encore, le second moyen de raccordement (13) est constitué par une vanne trois voies (14).

Description

La présente invention concerne un élément d'échappement que comporte une
ligne d'échappement des gaz issus de la combustion d'un carburant au sein d'un moteur thermique. Cette invention a, encore, trait à une ligne d'échappement comportant un tel élément d'échappement ainsi qu'à une installation pour l'échappement des gaz comportant un tel élément d'échappement. Cette invention concerne le domaine de l'industrie automobile et, plus particulièrement, celui de la fabrication des équipements conçus pour assurer l'échappement des gaz issus de la combustion d'un carburant au sein d'un moteur à combustion thermique que comporte un véhicule automobile. Un tel équipement adopte la forme d'une ligne d'échappement raccordée audit moteur, au niveau de la sortie de ce dernier, et comporte, dans le sens de l'écoulement des gaz, tout d'abord, une conduite amont d'acheminement des gaz provenant du moteur et raccordée à ce dernier, ensuite, un premier moyen de raccordement à telle conduite amont d'acheminement des gaz, puis, un premier conduit et un second conduit d'échappement, ces deux conduits étant parallèles et raccordés audit premier moyen de raccordement. Cette ligne d'échappement comporte, ensuite, un second moyen de raccordement raccordé auxdits conduits d'échappement parallèles et, finalement, une conduite avale d'évacuation des gaz raccordée à ce second moyen de raccordement.
A ce propos, on observera que le premier moyen de raccordement est, usuellement, constitué par une vanne trois voies implantée directement à la sortie de la conduite amont d'acheminement des gaz et comportant, intérieurement, des moyens mobiles conçus pour orienter le flux des gaz, selon le cas, vers le premier ou vers le second des conduits d'échappement parallèles. Du fait de l'implantation de la vanne trois voies à proximité du moteur, les gaz d'échappement, issus de ce moteur et présentant une température particulièrement élevée, soumettent cette vanne trois voies à des contraintes de température telles qu'elles occasionnent des dégradations aux moyens mobiles provoquant un disfonctionnement de la ligne d'échappement. On observera, également, que le premier conduit d'échappement comporte, usuellement, un élément de dépollution ainsi qu'un silencieux implanté en série avec l'élément de dépollution, tandis que le second conduit d'échappement est constitué par un conduit de dérivation ( by pass ). La présence d'un élément de dépollution et d'un silencieux en série au niveau de ce premier conduit engendre, dans ce premier conduit et dans la vanne trois voies, une contre-pression importante qui, d'une part, est préjudiciable au bon fonctionnement de cette vanne et, d'autre part, nécessite l'emploi de moyens d'activation de cette vanne puissants, encombrants et grands consommateurs d'énergie, de manière à pouvoir résister à cette importante contre-pression et contrer cette dernière. La présente invention se veut à même de remédier aux inconvénients des dispositifs de l'état de la technique. A cet effet, l'invention concerne un élément d'échappement que comporte une ligne d'échappement des gaz issus de la combustion d'un carburant au sein d'un moteur thermique et comportant, dans le sens de l'écoulement des gaz, d'une part, un premier moyen de raccordement à une conduite amont d'acheminement des gaz provenant du moteur, d'autre part, un premier conduit et un second conduit d'échappement, ces deux conduits étant parallèles et raccordés audit premier moyen de raccordement, d'autre part encore, un second moyen de raccordement à une conduite avale d'évacuation des gaz et raccordé auxdits conduits d'échappement parallèles. Cet élément de ligne d'échappement est caractérisé par le fait que, d'une part, le premier conduit comporte un élément de dépollution, d'autre part, le second conduit comporte un silencieux et, d'autre part encore, le second moyen de raccordement est constitué par une vanne trois voies.
Une autre caractéristique consiste en ce que la vanne trois voies comporte, intérieurement, des moyens pour obturer soit le premier conduit, soit le second conduit, de tels moyens d'obturation étant constitués par un clapet monté en basculement entre une première position d'obturation du premier conduit et une seconde position d'obturation du second conduit.
Une caractéristique additionnelle consiste en ce que cet élément d'échappement comporte des moyens pour déplacer les moyens d'obturation de la vanne trois voies entre une première position d'obturation du premier conduit et une seconde position d'obturation du second conduit et inversement.
L'invention concerne, encore, une ligne d'échappement des gaz issus de la combustion d'un carburant au sein d'un moteur thermique et comportant, d'une part, un élément d'échappement du type susmentionné et, d'autre part, une conduite amont raccordée au moteur et comportant un catalyseur d'amorçage, notamment de type light off . Cette invention concerne, également, une ligne d'échappement comportant, d'une part, un élément d'échappement du type susmentionné et, d'autre part, une conduite avale comportant un silencieux de type principal tandis que le silencieux que comporte ledit second conduit de l'élément d'échappement est de type intermédiaire. Finalement, l'invention concerne une installation pour l'échappement des gaz issus de la combustion d'un carburant au sein d'un moteur thermique et comportant, d'une part, un élément d'échappement du type susmentionné et, d'autre part, des moyens de pilotage de la vanne trois voies constituant le second moyen de raccordement. Les avantages de la présente invention consistent en ce que l'élément de ligne d'échappement comporte une vanne trois voies implantée en aval des conduits d'échappement parallèles donc après un silencieux ou un élément de dépollution. Une telle implantation permet, avantageusement, de réduire la température des gaz d'échappement pénétrant dans cette vanne trois voies. Un autre avantage consiste en ce que le premier conduit d'échappement comporte un élément d'échappement tandis que le second conduit d'échappement comporte un silencieux ce qui permet, avantageusement, de réduire la contre-pression dans le premier conduit d'échappement et ainsi de faire appel à des moyens d'activation de la vanne consommant moins d'énergie et surtout présentant une taille réduite par rapport aux vannes de l'état de la technique. Encore un autre avantage concerne le fait que le premier conduit d'échappement comporte un élément de dépollution tandis que le second conduit d'échappement comporte un silencieux. Aussi, lorsque la vanne trois voies assure la fermeture du premier conduit d'échappement, les gaz d'échappement traversent le silencieux et le comportement acoustique de la ligne d'échappement est à son efficacité maximale. Lorsque cette vanne trois voies assure la fermeture du second conduit d'échappement, les gaz d'échappement traversent ledit élément de dépollution qui présente, également, un effet d'atténuation sonore, pouvant être très légèrement moindre que celui produit par le silencieux du second conduit d'échappement. Ainsi, quel que soit le conduit emprunté par les gaz d'échappement, il se produit, assurément, une réduction notable de l'émission acoustique sonore au niveau de la ligne d'échappement, contrairement aux dispositifs de l'état de la technique. 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 aux dessins joints en annexe et dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématisée d'une ligne d'échappement raccordée au moteur et comportant un élément d'échappement conforme à la présente invention ; la figure 2 est une vue schématisée et en détail d'un élément d'échappement conforme à la présente invention. L'invention concerne le domaine de l'industrie automobile et, plus particulièrement, celui de la fabrication des équipements conçus pour assurer l'échappement des gaz issus de la combustion d'un carburant au sein d'un moteur à combustion thermique que comporte un véhicule automobile. Tel que visible figure 1, un tel équipement se présente sous la forme d'une ligne d'échappement 1 de ces gaz raccordée 5 au moteur 2 d'un tel véhicule automobile. Cette ligne d'échappement 1 comporte, dans le sens de l'écoulement des gaz issus de la combustion du carburant au sein de ce moteur 2 : - une conduite amont 3 raccordée audit moteur 2 et 10 comportant un catalyseur d'amorçage 4, notamment de type light off ou analogue ; - un élément d'échappement 5 raccordé à ladite conduite amont 3 ; - une conduite avale 6 raccordée audit élément 15 d'échappement 5 et comportant un silencieux 7 de type principal. En ce qui concerne ledit élément d'échappement 5 illustré plus en détail figure 2, celui-ci comporte, là encore dans le sens de l'écoulement des gaz : - un premier moyen 8 de raccordement de cet élément 20 d'échappement 5 à ladite conduite amont 3 d'acheminement des gaz provenant du moteur 2, ce premier moyen de raccordement 8 étant, plus particulièrement, constitué par un collecteur ; - deux conduits d'échappement 9 ; 10 parallèles, raccordés à ce premier moyen de raccordement 8, et constitués, d'une part, 25 par un premier conduit d'échappement 9 comportant un élément de dépollution 11, plus particulièrement constitué par un piège à oxyde d'azote, notamment un NOX TRAP ou analogue, et, d'autre part, par un second conduit d'échappement 10 comportant un silencieux 12, plus particulièrement de type intermédiaire ; 30 - un second moyen de raccordement 13 de cet élément d'échappement 5 à ladite conduite avale 6 d'évacuation des gaz, ce second moyen de raccordement 13 étant raccordé auxdits premier 9 et second 10 conduits d'échappement parallèles. Tel que visible sur les figures en annexe, l'élément de 35 dépollution 11 et le silencieux 12 sont décalés le long de la ligne d'échappement 1 de manière à permettre un rapprochement des conduits d'échappement 9 ; 10 et, ainsi, une réduction de l'encombrement occasionné par une telle ligne d'échappement 1. En ce qui concerne ledit second moyen de raccordement 13, celui-ci est constitué par une vanne trois voies 14 comportant, intérieurement, des moyens 15 pour obturer soit le premier conduit d'échappement 9, soit le second conduit d'échappement 10. Bien évidemment, ces moyens d'obturation 15 peuvent, encore, adopter une position intermédiaire entre ces deux positions d'obturation et dans laquelle la vanne trois voies 14 autorise le passage des gaz en provenance du premier 9 ainsi que du second 10 conduit d'échappement, ceci en direction de la conduite avale 6. En fait et selon une caractéristique additionnelle de l'invention, ces moyens d'obturation 15 sont constitués par un clapet 16 ou analogue monté en basculement autour d'un axe, ceci entre une première position d'obturation du premier conduit d'échappement 9 et une seconde position d'obturation du second conduit d'échappement 10.
Un mode particulier de réalisation de l'invention consiste en ce qu'un tel clapet 16 comporte, d'une part, une première partie conçue pour assurer l'obturation de ce premier conduit d'échappement 9 et, d'autre part, une seconde partie conçue pour assurer l'obturation de ce second conduit d'échappement 10.
En fait et selon un premier type de réalisation, un tel clapet 16 peut adopter la forme d'un volet monté en basculement au niveau de l'une de ses extrémités et présentant deux côtés dont l'un constitue ladite première partie tandis que l'autre constitue ladite seconde partie de ce clapet 16.
Cependant et selon un autre type de réalisation, un tel clapet 16 peut adopter une forme en V et comporter, alors, deux ailes se situant dans le prolongement l'une de l'autre et dont l'une constitue ladite première partie tandis que l'autre constitue ladite seconde partie de ce clapet 16.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, l'élément d'échappement 5 comporte, encore, des moyens 17 pour déplacer les moyens d'obturation 15 de la vanne trois voies 14 entre une première position d'obturation du premier conduit d'échappement 9 et une seconde position d'obturation du second conduit d'échappement 10 et inversement.
Dans le cas particulier des moyens d'obturation 15 constitués par un clapet 16, lesdits moyens 17 pour déplacer ces moyens d'obturation 15 sont constitués par des moyens d'entraînement en basculement de ce clapet 16 autour de son axe, ceci entre la première position d'obturation du premier conduit 9 et la seconde position d'obturation du second conduit 10. A ce propos, on observera que les moyens 17 pour déplacer les moyens d'obturation 15 (notamment définis par des moyens d'entraînement en basculement du clapet 16) sont constitués par un moteur, associé à la vanne trois voies 14, implanté extérieurement à cette dernière 14, en prise avec les moyens d'obturation 15 et raccordé à des moyens de pilotage 18 de ces moyens d'obturation 15. De tels moyens de pilotage 18 sont conçus pour piloter ces moyens d'obturation 15 en fonction de divers paramètres du moteur et/ou de divers paramètres de dépollution. De tels moyens de pilotage 18 sont, de préférence, constitués par un contrôle moteur que comporte un véhicule automobile. L'invention concerne, également, une ligne d'échappement 1 des gaz issus de la combustion d'un carburant au sein d'un moteur thermique 2, une telle ligne d'échappement 1 comportant, d'une part, un élément d'échappement 5 présentant les caractéristiques susmentionnées et, d'autre part, une conduite amont 3 raccordée au moteur 2 et comportant un catalyseur d'amorçage 4, notamment de type light off ou analogue.
Cette invention a, encore, trait à une ligne d'échappement 1 comportant, d'une part, un élément d'échappement 5 présentant les caractéristiques susmentionnées et, d'autre part, une conduite avale 6 comportant un silencieux 7 de type principal tandis que le silencieux 12 que comporte ledit second conduit d'échappement 10 de l'élément d'échappement 5 est de type intermédiaire.
Finalement, l'invention concerne une installation pour l'échappement des gaz issus de la combustion d'un carburant au sein d'un moteur thermique 2 et comportant, au moins, d'une part, un élément 5 de ligne d'échappement 2 et, d'autre part, des moyens de pilotage 18 de la vanne trois voies 14 constituant le second moyen de raccordement 13 susmentionné. 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 divers éléments sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention.15

Claims (11)

REVENDICATIONS
1) Elément (5) d'échappement que comporte une ligne d'échappement (1) des gaz issus de la combustion d'un carburant au sein d'un moteur thermique (2) et comportant, dans le sens de l'écoulement des gaz, d'une part, un premier moyen de raccordement (8) à une conduite (3) amont d'acheminement des gaz provenant du moteur (2), d'autre part, un premier conduit (9) et un second conduit (10) d'échappement, ces deux conduits (9 ; 10) étant parallèles et raccordés audit premier moyen de raccordement (8) et, d'autre part encore, un second moyen de raccordement (13) à une conduite avale (6) d'évacuation des gaz et raccordé auxdits conduits d'échappement parallèles (9 ;
10), caractérisé par le fait que, d'une part, le premier conduit (9) comporte un élément de dépollution (11), d'autre part, le second conduit (10) comporte un silencieux (12) et, d'autre part encore, le second moyen de raccordement (13) est constitué par une vanne trois voies (14).
2) Elément (5) d'échappement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la vanne trois voies (14) comporte, intérieurement, des moyens (15) pour obturer soit le premier conduit d'échappement (9), soit le second conduit d'échappement (10).
3) Elément (5) d'échappement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens (15) d'obturation sont constitués par un clapet (16) ou analogue monté en basculement autour d'un axe, ceci entre une première position d'obturation du premier conduit d'échappement (9) et une seconde position d'obturation du second conduit d'échappement (10).
4) Elément (5) d'échappement selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (17) pour déplacer les moyens d'obturation (15) de la vanne trois voies (14) entre une première position d'obturation du premier conduit d'échappement (9) et une seconde positiond'obturation du second conduit d'échappement (10) et inversement.
5) Elément (5) d'échappement selon les revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que les moyens (17) pour déplacer les moyens d'obturation (15) sont constitués par des moyens d'entraînement en basculement du clapet (16) entre la première position d'obturation du premier conduit d'échappement (9) et la seconde position d'obturation du second conduit d'échappement (10).
6) Elément (5) d'échappement selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que les moyens (17) pour déplacer les moyens d'obturation (15) sont constitués par un moteur, associé à la vanne trois voies (14), implanté extérieurement à cette dernière (14), en prise avec les moyens d'obturation (15) et raccordé à des moyens de pilotage (18) de ces derniers (15).
7) Elément (5) d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le premier moyen de raccordement (8) à une conduite amont (3) est constitué par un collecteur.
8) Elément (5) d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le premier conduit (9) comporte un élément de dépollution (11) constitué par un piège à oxyde d'azote, notamment un NOX TRAP ou analogue.
9) Ligne d'échappement (1) des gaz issus de la combustion d'un carburant au sein d'un moteur thermique (2) caractérisée par le fait qu'elle comporte un élément d'échappement (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes ainsi qu'une conduite amont (3) raccordée au moteur (2) et comportant un catalyseur d'amorçage (4), notamment de type light off .
10) Ligne d'échappement (1) des gaz issus de la combustion d'un carburant au sein d'un moteur thermique (2) caractérisée par le fait qu'elle comporte un élément d'échappement (5) selon l'une quelconque des revendicationsprécédentes ainsi qu'une conduite avale (6) comportant un silencieux (7) de type principal tandis que le silencieux (12) que comporte ledit second conduit (10) de l'élément d'échappement (5) est de type intermédiaire.
11) Installation pour l'échappement des gaz issus de la combustion d'un carburant au sein d'un moteur thermique (2) et comportant, d'une part, un élément (5) de ligne d'échappement (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 et, d'autre part, des moyens (18) de pilotage de la vanne trois voies (14) constituant le second moyen de raccordement (13).
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