FR2950385A1

FR2950385A1 - Extremite de ligne d'echappement et vehicule equipe de cette extremite

Info

Publication number: FR2950385A1
Application number: FR0956523A
Authority: FR
Inventors: Yannick Fourcaudot; Jean Marc Humbrecht
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: Stellantis Auto Sas Fr
Priority date: 2009-09-22
Filing date: 2009-09-22
Publication date: 2011-03-25
Anticipated expiration: 2029-09-22
Also published as: FR2950385B1

Abstract

L'invention concerne une extrémité de ligne d'échappement d'un moteur à combustion comportant une canule (14) s'étendant le long d'un axe d'échappement, et un enjoliveur (18) situé autour de cette canule et séparé de cette canule par un jeu permettant à la canule de se déplacer par rapport à l'enjoliveur, et un obturateur (36) de ce jeu formé d'au moins un premier déflecteur (38) fixé sur la canule et dimensionné pour ménager, en absence de sollicitations extérieures, un espace libre (E ) le long de toute sa périphérie extérieure tournée vers l'enjoliveur permettant à ce premier déflecteur de ne pas être en appui sur l'enjoliveur.

Description

EXTREMITE DE LIGNE D'ECHAPPEMENT ET VEHICULE EQUIPE DE CETTE EXTREMITE [0001 L'invention concerne une extrémité de ligne d'échappement ainsi qu'un véhicule équipé de cette extrémité de ligne d'échappement. [0002 La canule est l'extrémité de la ligne d'échappement opposée à l'extrémité raccordée à un moteur à combustion. [0003] La canule est souvent agrémentée d'un enjoliveur pour des raisons esthétiques. Cet enjoliveur peut être directement soudé sur la canule ou être intégré dans le pare-chocs. Dans ce dernier cas, un jeu est nécessaire entre la canule et l'enjoliveur. Plus précisément, ce jeu doit permettre à la canule de se déplacer par rapport à l'enjoliveur sans heurter cet enjoliveur lors du fonctionnement normal du moteur. Par exemple, le déplacement de la canule par rapport à l'enjoliveur est dû aux dilatations de la canule sous l'effet de l'échauffement créé par les gaz d'échappement évacués, ou aux mouvements de la canule causés par les débattements du moteur. Le jeu permet également d'absorber les dispersions de montage. [0004 A bas régime, c'est-à-dire par exemple à moins de 2000 tours par minute, une partie des gaz d'échappement expulsés par la canule peut remonter sous la caisse du véhicule en passant par le jeu entre la canule et l'enjoliveur. Les gaz d'échappement sous la caisse du véhicule s'infiltrent dans l'habitable et incommodent les passagers du véhicule. [0005] Ce jeu laisse également voir le dessous du véhicule et, en particulier, le silencieux de la ligne d'échappement ce qui n'est pas très esthétique. [0006] Enfin, en cas de forte secousse, par exemple lors du passage d'un dos d'âne, le jeu peut être insuffisant pour empêcher la canule de venir heurter violemment l'enjoliveur. [000n L'invention vise à remédier à au moins l'un de ces inconvénients. Elle a donc pour objet une extrémité de ligne d'échappement comportant : - une canule s'étendant le long d'un axe d'échappement, - un enjoliveur situé autour de cette canule et séparé de cette canule par un jeu permettant à la canule de se déplacer par rapport à l'enjoliveur, - un obturateur de ce jeu formé d'au moins un premier déflecteur fixé sur la canule et dimensionné pour ménager, en absence de sollicitations extérieures, un espace libre le long de toute sa périphérie extérieure tournée vers l'enjoliveur permettant à ce premier déflecteur de ne pas être en appui sur l'enjoliveur. [0008] Dans l'extrémité de ligne d'échappement ci-dessus, l'obturateur permet de boucher en partie le jeu entre la canule et l'enjoliveur. Il crée donc une perte de charge qui limite la remontée des gaz d'échappement sous le véhicule par l'intermédiaire de ce jeu. L'obturateur permet également d'assurer une continuité visuelle entre la canule et l'enjoliveur ce qui améliore l'esthétisme du véhicule. [0009] Enfin, le fait de ménager un espace libre entre l'enjoliveur et la périphérie extérieure du déflecteur produit plusieurs effets avantageux. Par exemple, cela facilite le montage de la canule à l'intérieur de l'enjoliveur. Cela permet également d'éviter que le déflecteur soit en appui permanent contre l'enjoliveur. L'absence d'appui permanent réduit les bruits par frottement de la canule sur l'enjoliveur. Cela permet également d'éviter que le déflecteur soit en permanence contraint contre l'enjoliveur. [0010 Les modes de réalisation de cette extrémité de ligne d'échappement peuvent comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : ^ l'enjoliveur se termine par un bourrelet tourné vers l'axe d'échappement, et la distance la plus courte entre la périphérie extérieure du premier déflecteur et l'axe d'échappement est supérieure ou égale à la distance la plus courte entre le bourrelet et cet axe d'échappement ; ^ l'obturateur comprend également un second déflecteur fixé sur l'enjoliveur et dont la distance la plus courte entre sa périphérie intérieure tournée vers l'axe d'échappement et l'axe d'échappement est strictement inférieure à la distance la plus courte entre la périphérie extérieure du premier déflecteur et cet axe d'échappement ; ^ l'obturateur comprend un second déflecteur placé en amont du premier déflecteur dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement et présentant une face tronconique tournée vers l'axe d'échappement ; ^ chaque déflecteur est apte à se déformer élastiquement lorsque, suite au déplacement de la canule par rapport à l'enjoliveur, ce déflecteur vient en appui entre l'enjoliveur et la canule ; ^ au moins le premier déflecteur est réalisé dans un matériau opaque à la lumière. [0011] Ces modes de réalisation de l'extrémité de ligne d'échappement présentent en outre les avantages suivants : ^ le fait que la distance entre la périphérie extérieure du premier déflecteur et l'axe d'échappement soit supérieure à la distance qui sépare le bourrelet de cet axe d'échappement permet d'assurer une continuité visuelle à l'aide d'un seul déflecteur entre la canule et l'enjoliveur, ^ l'utilisation d'un second déflecteur permet de limiter encore plus la remontée des gaz d'échappement sous la caisse du véhicule en formant une chicane et, dans certains cas, participe à la création d'une continuité visuelle entre l'enjoliveur et la canule, ^ la face tronconique du second déflecteur tournée vers l'axe d'échappement permet de centrer simplement la canule et le déflecteur lors de leur introduction à l'intérieur de l'enjoliveur, ^ l'utilisation d'un déflecteur déformable élastiquement permet d'amortir les déplacements de la canule à l'intérieur de l'enjoliveur et donc de réduire l'amplitude de ces déplacements. [0012] Enfin, l'invention a également pour objet un véhicule équipé de l'extrémité ci- dessus de ligne d'échappement. [0013] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : ^ la figure 1 est une illustration schématique d'un véhicule équipé d'une ligne 30 d'échappement, ^ la figure 2 est une illustration en perspective de l'extrémité de la ligne d'échappement du véhicule de la figure 1, ^ la figure 3 est une illustration en perspective d'un enjoliveur de l'extrémité de la ligne d'échappement du véhicule de la figure 1, ^ la figure 4 est une illustration schématique et en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation de l'extrémité de la ligne d'échappement du véhicule de la figure 1, ^ La figure 5 est une illustration en coupe et en perspective de l'extrémité de la figure 4, ^ la figure 6 est une illustration schématique et en coupe longitudinale d'un deuxième mode de réalisation de l'extrémité de la ligne d'échappement du véhicule de la figure 1, ^ la figure 7 est une illustration schématique et en coupe longitudinale d'un troisième mode de réalisation de l'extrémité de la ligne d'échappement du véhicule de la figure 1, et ^ la figure 8 est une illustration en coupe et en perspective de l'extrémité de la ligne d'échappement de la figure 7. [0014] La figure 1 représente la silhouette d'un véhicule automobile 2 tel qu'une voiture. Ce véhicule 2 est équipé d'un pare-chocs avant et d'un pare-chocs arrière 6. Les termes « avant » et « arrière » sont définis par rapport à une direction F allant de l'arrière vers l'avant du véhicule 2. [0015] Le véhicule 2 comprend également un moteur thermique 8 à combustion interne fluidiquement raccordé à une ligne d'échappement 10 permettant d'évacuer les gaz d'échappement produit par le moteur 8 à l'extérieur du véhicule 2. Cette ligne d'échappement 10 comprend notamment un silencieux 12 à l'extrémité arrière duquel sont soudées deux canules 14 et 16 pour expulser les gaz d'échappement à l'extérieur du véhicule. La ligne d'échappement 10 peut comprendre d'autres équipements tel qu'un filtre à particules, un ou plusieurs catalyseurs ... etc. [0016] La figure 2 représente plus en détail l'extrémité de la ligne d'échappement 10. L'extrémité distale des canules 14 et 16 débouche à travers une ouverture ou découpe ménagée dans le pare-chocs arrière 6. [0017] Pour améliorer l'esthétisme des canules 14 et 16, celles-ci débouchent, respectivement, à l'intérieur d'enjoliveurs 18 et 20 visibles de l'extérieur du véhicule 2. [0018] Les enjoliveurs 18 et 20 sont fixés sans aucun degré de liberté au pare-chocs 6. Ici, ils entourent complètement l'extrémité distale des canules 14 et 16. [0019] La figure 3 représente un mode de fixation possible des enjoliveurs 18 et 20 au pare-chocs 6. Ici, les enjoliveurs 18 et 20 sont fixés au pare-chocs 6 par l'intermédiaire, respectivement, de pattes rigides 22, 23 et 24, 25. [0020] Dans la suite de cette description, seule la première partie de l'extrémité de la ligne d'échappement correspondant à la canule 14 et à l'enjoliveur 18 est décrite en détails. La seconde partie de l'extrémité de la ligne d'échappement correspondant à la canule 16 et à l'enjoliveur 20 est, par exemple, identique à la première partie. [0021] Les figures 4 à 5 représentent plus en détail la première partie de l'extrémité de la ligne d'échappement 10. [0022] L'enjoliveur 18 présente un axe de révolution 28. De même, la canule 14 s'étend sensiblement le long de cet axe 28. L'axe 28 est donc confondu avec un axe d'échappement le long duquel s'écoulent les gaz d'échappement. L'enjoliveur 18 se prolonge au-delà de l'extrémité distale de la canule 14. Ici, l'enjoliveur 18 entoure complètement l'extrémité distale de la canule 14. L'extrémité distale de l'enjoliveur 18 se termine par un bourrelet 30. Ce bourrelet 30 est tourné vers l'axe 28. La plus petite distance entre le bourrelet 30 et l'axe 28 est notée d1. [0023] La canule 14 se déplace à l'intérieur de l'enjoliveur 18 à cause de différents phénomènes tels que la dilatation thermique causée par la chaleur des gaz d'échappement expulsés, et les débattements du moteur 8 lors de son fonctionnement. [0024] Pour éviter que la canule 14 ne vienne heurter le pourtour intérieur de l'enjoliveur 18 un jeu J est ménagé entre le pourtour extérieur de la canule 14 et le pourtour intérieur de l'enjoliveur 18. Ce jeu J est dimensionné pour que les déplacements précédemment mentionnés de la canule 14 ne conduisent pas à un choc entre la canule 14 et l'enjoliveur 18. [0025] Le jeu J est ici partiellement bouché par un obturateur 36. Cet obturateur 36 remplit les fonctions suivantes : il limite la remontée des gaz d'échappement sous la caisse du véhicule en passant par le jeu J, il assure une continuité visuelle entre le pourtour extérieur de la canule 14 et le pourtour intérieur de l'enjoliveur 18, il cache le silencieux 12 pour qu'il ne soit plus visible à travers le jeu J, et il permet les déplacements de la canule 14 à l'intérieur de l'enjoliveur 18. [0026] A cet effet, l'obturateur 36 est formé de deux déflecteurs 38 et 40. Le déflecteur 38 est directement fixé sur la canule 14 tandis que le déflecteur 40 est directement fixé sur l'enjoliveur. Le déflecteur 38 comme le déflecteur 40 sont des pièces de révolution dont les axes de révolution sont ici confondus avec l'axe 28. [0027] Le déflecteur 38 est conformé pour créer une perte de charge limitant le passage des gaz d'échappement par l'intermédiaire du jeu J. Le déflecteur 38 est également conformé pour assurer la continuité visuelle entre l'enjoliveur 18 et la canule 14. [0028] Par exemple, le déflecteur 38 présente une périphérie intérieure directement fixée sans aucun degré de liberté sur le pourtour extérieur de la canule 14 à l'aide de moyens de fixation 44. Ces moyens de fixation 44 sont par exemple obtenus par sertissage, soudage, clippage, clinchage, rivetage, vissage, collage ou autres. [0029] Le déflecteur 38 présente également une périphérie extérieure 46 tournée vers le pourtour intérieur de l'enjoliveur 18. Cette périphérie extérieure est ici symbolisée par un point. Le déflecteur 38 s'étend continûment entre sa périphérie intérieure et sa périphérie extérieure. Ici, la périphérie extérieure 46 est séparée de l'axe 28 par une distance d2. Cette distance d2 est supérieure ou égale et, de préférence, strictement supérieure à la distance d1. En effet, dans ce cas, le déflecteur 38 est suffisant à lui seul pour assurer la continuité visuelle entre l'enjoliveur 18 et la canule 14. De plus, la distance d2 est strictement inférieure à une distance d3 entre le pourtour intérieur de l'enjoliveur 18 et l'axe 28. Dans ces conditions, le pourtour extérieur 46 est espacé du pourtour intérieur de l'enjoliveur 18 par un espace E1. Cet espace E1 ménagé le long de toute la périphérie extérieure 46 facilite le montage de la canule 14 à l'intérieur de l'enjoliveur 18. De plus, cet espace E1 limite les contacts entre le déflecteur 38 et l'enjoliveur 18 ce qui permet de limiter les bruits liés aux chocs ou aux glissements du déflecteur 38 contre l'enjoliveur 18. Cela permet également d'éviter que le déflecteur 38 soit en contrainte permanente contre l'enjoliveur 18. [0030] Le déflecteur 38 présente également une face tronconique 48 tournée vers l'axe 28 dans la direction G d'écoulement des gaz d'échappement. Cette face 48 permet d'accroître l'amortissement des chocs entre la canule 14 et l'enjoliveur 18. Elle permet également de limiter la remontée des gaz d'échappement sous la caisse du véhicule par l'intermédiaire du jeu J. [0031] Le déflecteur 38 est réalisé dans un matériau souple capable de se déformer élastiquement en réponse aux déplacements de la canule 14. Par exemple, à cet effet, il présente un module de Young proche de ceux des élastomères, c'est-à-dire inférieur à 10000 MPa et, de préférence, à 5000 MPa. De plus, le matériau choisi résiste à une température supérieure à 400 °C et, de préférence, à 450 °C. Enfin, de préférence, le matériau utilisé pour réaliser le déflecteur 38 est opaque à la lumière et crée une perte de charge importante dans l'écoulement des gaz d'échappement propre à limiter, voire à éliminer, l'écoulement des gaz d'échappement au travers du jeu J. [0032] Par exemple, le déflecteur 38 est réalisé dans une laine métallique formée d'un treillis de fils en acier inoxydable. Le déflecteur 38 peut également être réalisé dans un textile réalisé à base de fibres de verre ou de fibres de carbone. Le déflecteur 38 peut aussi être réalisé dans un matériau élastomère résistant à plus de 400°C et, de préférence, à plus de 450 °C. [0033] Le matériau choisi pour réaliser le déflecteur 38 présente, de préférence, une raideur suffisante pour empêcher que la canule 14 ne vienne heurter l'enjoliveur 18 ou au moins suffisante pour amortir l'essentiel du choc lorsque le véhicule 2 franchit un dos d'âne à la vitesse réglementaire. Par exemple, le matériau choisit permet de diminuer, au moins par un facteur deux, l'énergie cinétique de la canule au moment du choc sur l'enjoliveur par rapport au cas où, dans les mêmes conditions, l'obturateur 36 serait absent. [0034] Le déflecteur 40 est placé en amont du déflecteur 38 par rapport à la direction G d'écoulement des gaz d'échappement. Ce déflecteur 40 augmente la perte de charge et limite donc encore plus la remontée des gaz d'échappement sous la caisse du véhicule. De plus, lorsque la distance d2 est inférieure à la distance d1, il participe à compléter la continuité visuelle entre l'enjoliveur 18 et la canule 14. [0035] A cet effet, le déflecteur 40 présente une périphérie extérieure directement fixée sur le pourtour intérieur de l'enjoliveur 18 à l'aide de moyens de fixation 50. Les moyens de fixation 50 sont par exemple identiques aux moyens de fixation 44. [0036] Le déflecteur 40 présente également une périphérie intérieure 52 tournée vers la canule 14 dont la position est symbolisée par un point. La périphérie 52 est séparée de l'axe 28 par une distance d4. De préférence, cette distance d4 est inférieure ou égale à la distance d2. Cette préférence est surtout utile lorsque la distance d2 est inférieure à la distance d,. [0037] De plus, la distance d4 est strictement inférieure à la distance d3 de manière à ménager un espace E2, le long de toute la périphérie 52, entre la canule 14 et le déflecteur 40. Cet espace E2 permet de limiter les frottements entre la canule 14 et le déflecteur 40 et donc de limiter les bruits correspondants. Il facilite également le montage de la canule 14 à l'intérieur de l'enjoliveur 18. Le déflecteur 40 s'étend continûment de la périphérie intérieure vers sa périphérie extérieure. [0038] Ici, le déflecteur 40 présente une face tronconique 54 tournée vers la canule 14 afin de faciliter l'introduction de cette canule 14 à l'intérieur de l'enjoliveur 18. Cela participe également au centrage de la canule 14 à l'intérieur de l'enjoliveur 18. [0039] De manière à amortir les chocs entre la canule 14 et l'enjoliveur 18, le déflecteur 40 est par exemple réalisé dans le même matériau que celui utilisé pour réaliser le déflecteur 38. [0040] La figure 6 représente un deuxième mode de réalisation possible de la première partie de l'extrémité de la ligne d'échappement 10. Ce deuxième mode de réalisation est identique au mode de réalisation de la figure 4 à l'exception que l'obturateur 36 est remplacé par un obturateur 60. L'obturateur 60 est formé d'un déflecteur 62 fixé sur la canule 14 et d'un déflecteur 64 fixé sur l'enjoliveur 18. Le déflecteur 64 est par exemple identique au déflecteur 40. [0041] Le déflecteur 62 est identique au déflecteur 38 à l'exception du fait qu'il est monté en sens inverse de sorte que la face tronconique 48 est tournée vers l'amont par rapport à la direction G d'écoulement des gaz d'échappement. [0042] Cette orientation du déflecteur 62 facilite l'introduction de la canule 14 à l'intérieur de l'enjoliveur 18. [0043] Les figures 7 et 8 représentent un troisième mode de réalisation de la première partie de l'extrémité de la ligne d'échappement 10. Ce troisième mode de réalisation est identique au mode de réalisation décrit en regard de la figure 4 à l'exception du fait que l'obturateur 36 est remplacé par un obturateur 70. L'obturateur 70 est formé d'un déflecteur 72 fixé sur la canule 14 et d'un déflecteur 74 fixé sur l'enjoliveur 18. Ces déflecteurs 72 et 74 sont respectivement similaires aux déflecteurs 38 et 40 à l'exception du fait qu'ils ne comportent pas de face tronconique. Plus précisément dans ce mode de réalisation, les déflecteurs 72 et 74 comportent uniquement des faces qui s'étendent perpendiculairement ou parallèlement à l'axe 28. Pour cette raison, par la suite, ces déflecteurs sont qualifiés de « déflecteurs droits ». Ces déflecteurs sont plus simples à réaliser. [0044] De nombreux autres modes de réalisation sont possibles. Par exemple, les modes de réalisation décrits en regard des figures 4 et 6 peuvent être combinés avec le mode de réalisation de la figure 7. Dans ce cas, un déflecteur porte une face tronconique tandis que l'autre déflecteur est un déflecteur droit. [0045] Il n'est pas nécessaire que la distance d2 soit supérieure ou égale à la distance d1. Dans ce cas là, de préférence, la distance d4 sera inférieure ou égale à la distance d2. A l'inverse, lorsque la distance d2 est supérieure ou égale à la distance d1, il n'est pas nécessaire que la distance d4 soit inférieure ou égale à la distance d2. [0046] En variante, le bourrelet 30 est omis. [0047] En variante, le déflecteur fixé sur l'enjoliveur est omis.

Claims

REVENDICATIONS1. Extrémité de ligne d'échappement d'un moteur à combustion comportant une canule (14, 16) s'étendant le long d'un axe d'échappement, et un enjoliveur (18, 20) situé autour de cette canule et séparé de cette canule par un jeu permettant à la canule de se déplacer par rapport à l'enjoliveur, caractérisée en ce que l'extrémité comporte également un obturateur (36 ; 60 ; 70) de ce jeu formé d'au moins un premier déflecteur (38 ; 62 ; 72) fixé sur la canule et dimensionné pour ménager, en absence de sollicitations extérieures, un espace libre (E1) le long de toute sa périphérie extérieure tournée vers l'enjoliveur permettant à ce premier déflecteur de ne pas être en appui sur l'enjoliveur.
2. Extrémité selon la revendication 1, dans laquelle l'enjoliveur (18) se termine par un bourrelet (30) tourné vers l'axe d'échappement, et la distance (d2) la plus courte entre la périphérie extérieure du premier déflecteur et l'axe d'échappement est supérieure ou égale à la distance (d1) la plus courte entre le bourrelet et cet axe d'échappement.
3. Extrémité selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'obturateur (36 ; 60 ; 70) comprend également un second déflecteur (40 ; 64 ; 74) fixé sur l'enjoliveur et dont la distance (d4) la plus courte entre sa périphérie intérieure tournée vers l'axe d'échappement et l'axe d'échappement est strictement inférieure à la distance (d2) la plus courte entre la périphérie extérieure du premier déflecteur et cet axe d'échappement.
4. Extrémité selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'obturateur (36 ; 60) comprend un second déflecteur (40 ; 64) placé en amont du premier déflecteur dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement et présentant une face tronconique (54) tournée vers l'axe d'échappement.
5. Extrémité selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chaque déflecteur (38, 40 ; 62, 64 ; 72, 74) est apte à se déformer élastiquement lorsque, suite au déplacement de la canule par rapport à l'enjoliveur, ce déflecteur vient en appui entre l'enjoliveur et la canule.
6. Extrémité selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle au moins le premier déflecteur (38 ; 62 ; 72) est réalisé dans un matériau opaque à la lumière.
7. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte une extrémité de ligne d'échappement conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.