EP1797294A1 - Collecteur d'echappement a double paroi - Google Patents

Collecteur d'echappement a double paroi

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EP1797294A1
EP1797294A1 EP05800624A EP05800624A EP1797294A1 EP 1797294 A1 EP1797294 A1 EP 1797294A1 EP 05800624 A EP05800624 A EP 05800624A EP 05800624 A EP05800624 A EP 05800624A EP 1797294 A1 EP1797294 A1 EP 1797294A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
collector
tubes
internal
tube
exhaust
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05800624A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Stéphane CLAUDINON
Pierre Magoni
Laurent Gueguen
Rémy Priou
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
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Filing date
Publication date
Priority claimed from FR0410295A external-priority patent/FR2875845A1/fr
Priority claimed from FR0453071A external-priority patent/FR2879652A1/fr
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP1797294A1 publication Critical patent/EP1797294A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F01N13/102—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds having thermal insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1861—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the assembly using parts formed by casting or moulding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/10—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for avoiding stress caused by expansions or contractions due to temperature variations

Definitions

  • the invention relates to a double wall exhaust manifold for a motor vehicle.
  • the invention more particularly relates to a double wall exhaust manifold for a motor vehicle, of the type which comprises at least one internal collector element and an external collector element, of the type in which the internal collector element comprises at least two coaxial tubes slidably fitted one inside the other and of the type in which the outer collector member is integrally molded around the inner collector member with which it determines an internal insulation cavity arranged between the inner collector member and the outer collector member.
  • the document US Pat. No. 4,182,122 describes and represents a collector of the type previously described in which the internal collector element comprises at least one internal T-shaped tube whose central branch is connected to an exhaust duct. of the yoke and whose symmetrical branches, of axis intersecting with the axis of the central branch, are each slidably connected to at least one other inner tube.
  • the inner connector member is separated from the outer collector member by a "T" -shaped and two-part insulator mounted with clearance between the inner collector member and the outer collector member.
  • the insulation makes it possible to prevent the external collector element from being subjected to too high temperatures.
  • it concentrates the heat resulting from the temperature rise of the internal collector element around the latter.
  • the "T" shape of the inner tube mentioned above subjects it to high mechanical stresses when it expands due to the temperature rise of the internal collector element. This expansion, which is not controlled between the central branch and the symmetrical branches of the inner tube "T", can lead to its rupture.
  • the invention overcomes these drawbacks by proposing a collector in which, on the one hand, the outer collector element is isolated from the inner collector element and, on the other hand, in which all the internal tubes of the collector internal collector element are generally elongate tubes slidably mounted in each other so as to absorb the deformations resulting from the temperature rise of the collector during its use.
  • the invention proposes a collector of the type described above, characterized in that the internal collector element comprises at least a first straight rectilinear tube, a first end of which is arranged in the extension of an exhaust duct.
  • a yoke of an associated heat engine and a second end of which is slidably fitted with an intermediate portion of at least one downstream tube of axis intersecting with the axis of said first upstream tube to allow the expansion of said internal element of collector during the temperature rise of the collector.
  • the exhaust manifold comprises at least a second bent upstream tube whose first end is arranged in the extension of an exhaust duct of the cylinder head and whose second end, of axis intersecting with that of the first end, is slidably fitted with the end of a downstream tube,
  • the exhaust manifold comprises at least two downstream tubes, one end of a downstream tube being slidably fitted with the end of the other downstream tube; the outer collector element is molded so as to trap at least a first end of an upstream tube and an end of a downstream tube,
  • the external collector element comprises a bore which communicates with the internal insulation cavity to allow the evacuation of a sand core enabling the isolation cavity to be produced during the molding of said external collector element;
  • the tubes of the internal collector element are made of steel.
  • the invention also proposes a method for manufacturing an exhaust manifold of the type described above, characterized in that it comprises at least:
  • a fourth step of casting said sand core a fifth step during which the tubes of the inner collector member and the sand core are placed in a mold having an impression of the outer collector member,
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a collector according to the invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the collector of Figure 1.
  • FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view of a collector according to an alternative embodiment;
  • FIG. 4 is a diagrammatic cross-sectional view of the collector of FIG.
  • the figures show the assembly of a double-wall exhaust manifold 10 for a motor vehicle.
  • the collector 10 comprises at least one internal collector element 12 and an external collector element 14.
  • the outer collector member 14 has a first flange 13 which is intended to be fixed to the yoke (not shown) of an associated engine, and a second flange 15 which is intended to be attached to an exhaust line (not shown). represented) of the vehicle.
  • the internal collector element 12 comprises at least two coaxial tubes 16, 18 slidably nested one inside the other, in order to allow a determined dilation of the internal collector member 12 when it is subjected to a rise in temperature.
  • the external collector element 14 is molded integrally around the internal collector element 12 with which it determines an internal insulation cavity 20 arranged between the internal collector element 12 and the external collector element 14.
  • This cavity 20 allows, by a so-called "air knife” phenomenon, to isolate the external collector element 14 from the heat generated by the internal collector element 12 during the temperature rise of the collector 10, without interposing a any insulating coating between the two collector elements 12, 14 which might concentrate the heat on the internal collector element 12.
  • the internal collector element 12 comprises at least a first rectilinear first pipe 22, a first end 24 of which is arranged in the extension of a duct (not shown) of exhaust of a cylinder head of an associated engine and a second end 26 is slidably engaged with an intermediate portion 28 of at least one downstream tube 16, 18 of axis "B" intersecting with the axis "A of said upstream tube 22 to allow the expansion of said internal collector element 12 during the temperature rise of the collector 10.
  • the exhaust manifold 10 comprises at least a second bent upstream tube 30, a first end 32 of which is arranged in the extension of an exhaust duct (not shown) of the cylinder head and whose second end 34, secant axis "B" with T'axe "A" of the first end is slidably engaged with the end 36 of a downstream tube 18.
  • the exhaust manifold 10 comprises at least two downstream tubes 16, 18, end 38 of a downstream tube 16 is slidably engaged with the end 40 of the other downstream tube 18.
  • the collector 10 comprises two straight upstream first tubes 22, a second one upstream tube 30 bent, and two downstream tubes 16, 18 whose intermediate parts 28 receive the first two upstream tubes 22.
  • An end 42 of the downstream tube 16 communicates with an outlet 44 of the manifold 10.
  • the external collector element 14 is molded so as to trap at least a first end 24, 32 of an upstream tube 22, 30 and an end 42 of a downstream tube 16.
  • This configuration obtained during the molding of the outer collector element 14 makes it possible to simply and effectively connect the element 12 of the internal collector to the element 14 of the external collector. It is then the external collector element 14 which is connected respectively to the cylinder head of the associated engine and to the rest of the exhaust system of the vehicle.
  • the tubes 16, 18, 22, 30 of the inner collector member are made of steel to facilitate the trapping of their ends by the outer collector element 14.
  • the external collector element 14 has a bore 46 which communicates with the internal insulation cavity 20 to allow the evacuation of a sand core enabling the insulation cavity 20 to be produced during the molding of said element. 14 external collector.
  • the exhaust manifold 10 can be made very simply by a method which comprises at least:
  • the invention thus makes it possible to simply and efficiently produce a "double-walled" exhaust manifold 10 in which the expansion of the tubes 16, 18, 22, 30 of the internal element 12 is absorbed by mechanical clearances in all directions, so as not to affect the resistance of said collector 10.
  • the end (24) of the first straight rectilinear tube (22) and the first end (32) of the second bent up tube (30) can extend to the first face (13) of the outer collector member (14).
  • the end (42) of the downstream tube (16) can extend to the second face (15) of the outer collector member (14).
  • This variant makes it possible to no longer trap at least a first end 24, 32 of an upstream tube 22, 30 and an end 42 of a downstream tube 16, as described above with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the ends 24 and 32 which extend to the first face 13 of the outer member 14 may be in contact with the ends of the exhaust ducts of the cylinder head.
  • the end 42 extending to the second face 15 of the outer member 14 may be in contact with one end of the exhaust line of the engine. This configuration ensures a seal to the exhaust gas of the engine.
  • the external element 14 is not in direct contact with the exhaust gas, there is no risk of corrosion.
  • the tubes 22, 30 and 16 are positioned, with respect to the mold used to form the external element 14, in such a way that they protrude from this external element 14 once this molding operation has been completed.
  • the collector 10 may comprise means for preventing the axial displacement of the ends 24, 32 and 42 of the upstream tubes 22, 30 and downstream 16 which extend to the faces 1 3 and 15 of the external element 14. It may for example be grooves or annular shoulders made on the upstream tubes 22, 30 and downstream 16 at the sections that are in contact with the outer member 14, so that, during the casting of the outer element 14, the molten material defines a complementary shape of these means for prevent axial displacement.
  • the ends 24, 32 and 42 will therefore be fixed relative to the outer member 14, and can still ensure contact with the ends of the exhaust ducts of the cylinder head and the exhaust line.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract

Collecteur (10) d'échappement à double paroi pour un véhicule automobile, comportant au moins un élément (12) interne de collecteur muni de tubes (16, 18) emboîtés coulissants et un élément externe (14) de collecteur, moulé d'un seul bloc autour de l'élément (12) interne de collecteur avec lequel il détermine une cavité (20) d'isolation interne caractérisé en ce que l'élément (12) interne de collecteur comporte au moins un premier tube (22) amont rectiligne dont une première extrémité (24) est agencée dans le prolongement d'un conduit d'échappement d'une culasse d'un moteur thermique associé et dont une seconde extrémité (26) est emboîtée de manière coulissante avec une partie intermédiaire (28) d'au moins un tube aval (16, 18) d'axe (B) sécant avec l'axe (A) dudit premier tube (22) amont.

Description

"Collecteur d'échappement à double paroi"
L'invention concerne un collecteur d'échappement à double paroi pour un véhicule automobile.
L'invention concerne plus particulièrement un collecteur d'échappement à double paroi pour un véhicule automobile, du type qui comporte au moins un élément interne de collecteur et un élément externe de collecteur, du type dans lequel l'élément interne de collecteur comporte au moins deux tubes coaxiaux emboîtés de manière coulissante l'un dans l'autre et du type dans lequel l'élément externe de collecteur est moulé d'un seul bloc autour de l'élément interne de collecteur avec lequel il détermine une cavité d'isolation interne agencée entre l'élément interne de collecteur et l'élément externe de collecteur.
On connaît de nombreux exemples de collecteurs d'échappement de ce type.
Le document US-A-4.182.122 décrit et représente un collecteur du type décrit précédemment dans lequel l'élément interne de collecteur comporte au moins un tube interne en conformé en "T" dont la branche centrale est reliée à un conduit d'échappement de la culasse et dont les branches symétriques, d'axe sécant avec l'axe de la branche centrale, sont chacune reliées de manière coulissante à au moins un autre tube interne.
L'élément de connecteur interne est séparé de l'élément externe de collecteur par un isolant conformé en "T" et réalisé en deux parties monté avec jeu entre l'élément interne de collecteur et l'élément externe de collecteur.
Cette conception pose de nombreux problèmes de tenue à la chaleur.
D'une part, en effet, l'isolant permet d'éviter que l'élément externe de collecteur ne soit soumis à des températures trop élevées. En revanche, il concentre la chaleur résultant de l'élévation de température de l'élément interne de collecteur autour de ce dernier. D'autre part la forme en "T" du tube interne cité précédemment le soumet à des contraintes mécaniques élevées quand il se dilate du fait de l'élévation de température de l'élément interne de collecteur. Cette dilatation , qui n'est pas maîtrisée entre la branche centrale et les branches symétriques du tube interne en "T", peut conduire à sa rupture.
L'invention remédie à ces inconvénients en proposant un collecteur dans lequel, d'une part, l'élément externe de collecteur est isolé de l'élément interne de collecteur et, d'autre part, dans lequel tous les tubes internes de l'élément interne de collecteur sont des tubes de forme globalement longiligne montés coulissants les uns dans les autres de manière à absorber les déformations résultant de l'élévation de température du collecteur lors de son utilisation . Dans ce but, l'invention propose un collecteur du type décrit précédemment, caractérisé en ce que l'élément interne de collecteur comporte au moins un premier tube amont rectiligne dont une première extrémité est agencée dans le prolongement d'un conduit d'échappement d'une culasse d'un moteur thermique associé et dont une seconde extrémité est emboîtée de manière coulissante avec une partie intermédiaire d'au moins un tube aval d'axe sécant avec l'axe dudit premier tube amont pour permettre la dilatation dudit élément interne de collecteur lors de la montée en température du collecteur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- le collecteur d'échappement comporte au moins un deuxième tube amont coudé dont une première extrémité est agencée dans le prolongement d'un conduit d'échappement de la culasse et dont une seconde extrémité, d'axe sécant avec celui de la première extrémité, est emboîtée de manière coulissante avec l'extrémité d'un tube aval,
- le collecteur d'échappement comporte au moins deux tubes avals, une extrémité d'un tube aval étant emboîtée de manière coulissante avec l'extrémité de l'autre tube aval, - l'élément externe de collecteur est moulé de manière à emprisonner au moins une première extrémité d'un tube amont et une extrémité d'un tube aval,
- l'élément externe de collecteur comporte un perçage qui communique avec la cavité d'isolation interne pour permettre l'évacuation d'un noyau de sable permettant la réalisation de la cavité d'isolation lors du moulage dudit l'élément externe de collecteur,
- les tubes de l'élément interne de collecteur sont réalisés en acier.
L'invention propose aussi un procédé de fabrication d'un collecteur d'échappement du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte au moins :
• une première étape de fabrication des tubes de l'élément interne de collecteur,
• une deuxième étape d'assemblage des tubes de l'élément interne de collecteur les uns aux autres,
• une troisième étape au cours de laquelle les tubes de l'élément interne de collecteur sont placés dans un outillage permettant la réalisation autour des tubes d'un noyau de sable destiné à permettre le moulage de la cavité d'isolation ,
• une quatrième étape de coulée dudit noyau de sable, • une cinquième étape au cours de laquelle les tubes de l'élément interne de collecteur et le noyau de sable sont placés dans un moule comportant une empreinte de l'élément externe de collecteur,
• une sixième étape de coulée de l'élément externe de collecteur,
• une septième étape de démoulage de l'élément externe de collecteur, • une huitième étape de dessablage du noyau de sable,
• une neuvième étape d'usinage du collecteur,
• et une dixième étape de montage d'un bouchon étanche dans le perçage de l'élément externe de collecteur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un collecteur selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue schématique en section transversale du collecteur de la figure 1. - la figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un collecteur selon une variante de réalisation ;
- la figure 4 est une vue schématique en section transversale du collecteur de la figure 3.
Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.
On a représenté sur les figures l'ensemble d'un collecteur 10 d'échappement à double paroi pour un véhicule automobile.
Comme l'illustre la figure 1 , le collecteur 10 comporte au moins un élément 12 interne de collecteur et un élément 14 externe de collecteur. L'élément 14 externe de collecteur comporte une première semelle 13 qui est destinée à être fixée à la culasse (non représentée) d'un moteur associé, et une seconde semelle 15 qui est destinée à être fixée à une ligne d'échappement (non représentée) du véhicule.
De manière connue, l'élément 12 interne de collecteur comporte au moins deux tubes 16, 18 coaxiaux emboîtés de manière coulissante l'un dans l'autre, afin de permettre une dilatation déterminée de l'élément 12 interne de collecteur lorsqu'il est soumis à une élévation de température.
Par ailleurs, de manière connue, l'élément 14 externe de collecteur est moulé d'un seul bloc autour de l'élément 12 interne de collecteur avec lequel il détermine une cavité 20 d'isolation interne agencée entre l'élément 12 interne de collecteur et l'élément 14 externe de collecteur. Cette cavité 20 permet par un phénomène dit "de lame d'air" d'isoler l'élément 14 externe de collecteur de la chaleur dégagée par l'élément 12 interne de collecteur lors de la montée en température du collecteur 10, sans interposer un quelconque revêtement isolant entre les deux éléments 12, 14 de collecteur qui risquerait de concentrer la chaleur sur l'élément 12 interne de collecteur.
Conformément à l'invention, comme l'illustre la figure 1 , l'élément 12 interne de collecteur comporte au moins un premier tube amont 22 rectiligne dont une première extrémité 24 est agencée dans le prolongement d'un conduit (non représenté) d'échappement d'une culasse d'un moteur thermique associé et dont une seconde extrémité 26 est emboîtée de manière coulissante avec une partie intermédiaire 28 d'au moins un tube aval 16, 18 d'axe "B" sécant avec l'axe "A" dudit tube amont 22 pour permettre la dilation dudit élément interne 12 de collecteur lors de la montée en température du collecteur 10.
Par ailleurs, le collecteur 10 d'échappement comporte au moins un deuxième tube amont 30 coudé dont une première extrémité 32 est agencée dans le prolongement d'un conduit d'échappement (non représenté) de la culasse et dont une seconde extrémité 34, d'axe sécant "B" avec T'axe "A" de la première extrémité, est emboîtée de manière coulissante avec l'extrémité 36 d'un tube 18 aval.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, mais de manière non limitative de celle-ci, le collecteur 10 d'échappement comporte au moins deux tube aval 16, 18, une extrémité 38 d'un tube 16 aval est emboîtée de manière coulissante avec l'extrémité 40 de l'autre tube 18 aval.
Plus particulièrement, dans l'exemple qui a été représenté sur la figure 1 suivant lequel le collecteur 10 est adapté à une culasse de moteur à trois cylindres comportant trois conduits d'échappement, le collecteur 10 comporte deux premiers tubes amont 22 rectiligne, un second tube amont 30 coudé, et deux tubes aval 16, 18 dont les parties intermédiaires 28 reçoivent les deux premiers tubes amont 22. Une extrémité 42 du tube aval 16 communique avec un orifice de sortie 44 du collecteur 10.
Cette configuration n'est évidemment pas limitative de l'invention, et un tel collecteur 10 peut aisément être adapté à une culasse comportant un nombre supérieur ou inférieur de conduits d'échappement. Conformément à l'invention, l'élément 14 externe de collecteur est moulé de manière à emprisonner au moins une première extrémité 24, 32 d'un tube amont 22, 30 et une extrémité 42 d'un tube aval 16. Cette configuration, obtenue lors du moulage de l'élément 14 de collecteur externe permet de raccorder de manière simple et efficace l'élément 12 de collecteur interne à l'élément 14 de collecteur externe. C'est alors l'élément 14 de collecteur externe qui est relié respectivement à la culasse du moteur associé et au reste du système d'échappement du véhicule. Les tubes 16, 18, 22, 30 de l'élément interne de collecteur sont réalisés en acier pour faciliter l'emprisonnement de leurs extrémités par l'élément 14 de collecteur externe.
Par ailleurs, l'élément 14 externe de collecteur comporte un perçage 46 qui communique avec la cavité 20 d'isolation interne pour permettre l'évacuation d'un noyau de sable permettant la réalisation de la cavité 20 d'isolation lors du moulage dudit élément 14 externe de collecteur. Dans cette configuration , le collecteur 10 d'échappement peut être réalisé de manière très simple selon un procédé qui comporte au moins :
- une première étape de fabrication des tubes 1 6, 18, 22, 30 de l'élément 12 interne de collecteur,
- une deuxième étape d'assemblage des tubes 16, 18, 22 , 30 de l'élément 12 interne de collecteur les uns aux autres,
- une troisième étape au cours de laquelle les tubes 16, 18, 22, 30 de l'élément 12 interne de collecteur sont placés dans un outillage (non représenté) permettant la réalisation autour des tubes d'un noyau de sable (non représenté) destiné à permettre le moulage de la cavité 20 d'isolation ,
- une quatrième étape de coulée dudit noyau de sable,
- une cinquième étape au cours de laquelle les tubes 1 6, 1 8, 22, 30 de l'élément 12 interne de collecteur et le noyau de sable sont placés dans un moule (non représenté) comportant une empreinte complémentaire de l'élément 14 externe de collecteur,
- une sixième étape de coulée de l'élément 14 externe de collecteur,
- une septième étape de démoulage de l'élément 14 externe de collecteur,
- une huitième étape de dessablage du noyau de sable,
- une neuvième étape d'usinage du collecteur 1 0, - et une dixième étape de montage d'un bouchon étanche dans le perçage 46 de l'élément 14 externe de collecteur.
L'invention permet donc de réaliser de manière simple et efficace un collecteur 10 d'échappement dit "à double paroi" dans lequel la dilatation des tubes 16, 18, 22, 30 de l'élément 12 interne est absorbée par des jeux mécaniques dans toutes les directions, de manière à ne pas affecter la résistance dudit collecteur 10.
Selon une variante de réalisation représentée aux figures 3 et 4, l'extrémité (24) du premier tube (22) amont rectiligne et la première extrémité (32) du deuxième tube amont (30) coudé peuvent s'étendre jusqu'à la première face (13) de l'élément (14) externe de collecteur. De même, l'extrémité (42) du tube aval (16) peut s'étendre jusqu'à la deuxième face (15) de l'élément (14) externe de collecteur.
Cette variante permet de ne plus emprisonner au moins une première extrémité 24, 32 d'un tube amont 22, 30 et une extrémité 42 d'un tube aval 16, comme il a été décrit ci-dessus en référence aux figures 1 et 2. Les extrémités 24 et 32 qui s'étendent jusqu'à la première face 1 3 de l'élément 14 externe peuvent être en contact avec les extrémités des conduits d'échappement de la culasse. De même, l'extrémité 42 qui s'étend jusqu'à la seconde face 1 5 de l'élément 14 externe peut être en contact avec une extrémité de la ligne d'échappement du moteur. Cette configuration assure une étanchéité au gaz d'échappement du moteur. Ainsi, l'élément 14 externe n'est pas en contact direct avec les gaz d'échappement, il n'y a pas de risques de corrosion . Pour arriver à cette configuration , les tubes 22, 30 et 16 sont positionnés, par rapport au moule servant à former l'élément 14 externe, d'une telle façon qu'ils dépassent de cet élément 14 externe une fois cette opération de moulage terminée. I l faut cependant prévoir une opération d'usinage de ces tubes pour supprimer les tronçons qui dépassent. Cette opération peut être réalisée en même temps que l'opération d'usinage du collecteur 10.
Le collecteur 10 peut comporter des moyens pour empêcher le déplacement axial des extrémités 24, 32 et 42 des tubes amont 22, 30 et aval 16 qui s'étendent jusqu'aux faces 1 3 et 15 de l'élément 14 externe. Il peut par exemple s'agir de rainures ou d'épaulements annulaires réalisés sur les tubes amont 22, 30 et aval 16 au niveau des tronçons qui se trouvent en contact avec l'élément 14 externe, de manière à ce que, lors de la coulée de l'élément 14 externe, la matière en fusion définisse une forme complémentaire de ces moyens pour empêcher le déplacement axial. Les extrémités 24, 32 et 42 seront par conséquent fixes par rapport à l'élément 14 externe, et pourront toujours assurer le contact avec les extrémités des conduits d'échappement de la culasse et de la ligne d'échappement.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Collecteur (10) d'échappement à double paroi pour un véhicule automobile, du type qui comporte au moins un élément (12) interne de collecteur et un élément (14) externe de collecteur, du type dans lequel l'élément (12) interne de collecteur comporte au moins deux tubes (16, 18) coaxiaux emboîtés de manière coulissante l'un dans l'autre et du type dans lequel l'élément externe (14) de collecteur est moulé d'un seul bloc autour de l'élément (12) interne de collecteur avec lequel il détermine une cavité (20) d'isolation interne agencée entre l'élément (12) interne de collecteur et l'élément externe de collecteur, caractérisé en ce que l'élément (12) interne de collecteur comporte au moins un premier tube (22) amont rectiligne dont une première extrémité (24) est agencée dans le prolongement d'un conduit d'échappement d'une culasse d'un moteur thermique associé et dont une seconde extrémité (26) est emboîtée de manière coulissante avec une partie intermédiaire (28) d'au moins un tube aval (16, 18) d'axe (B) sécant avec l'axe (A) dudit premier tube (22) amont pour permettre la dilatation dudit élément (12) interne de collecteur lors de la montée en température du collecteur (10).
2. Collecteur (10) d'échappement selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un deuxième tube amont (30) coudé dont une première extrémité (32) est agencée dans le prolongement d'un conduit d'échappement de la culasse et dont une seconde extrémité (34), d'axe sécant (B) avec l'axe (A) de la première extrémité (32), est emboîtée de manière coulissante avec l'extrémité (36) d'un tube aval (18).
3. Collecteur (10) d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux tubes (16, 18) aval, une extrémité (38) d'un tube aval (16) étant emboîtée de manière coulissante avec l'extrémité (40) de l'autre tube aval (18).
4. Collecteur (10) d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément (14) externe de collecteur comporte un perçage (46) qui communique avec la cavité (20) d'isolation interne pour permettre l'évacuation d'un noyau de sable permettant la réalisation de la cavité (20) d'isolation lors du moulage dudit l'élément (14) externe de collecteur.
5. Collecteur (10) d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tubes (16, 18, 22, 30) de l'élément (12) interne de collecteur sont réalisés en acier.
6. Collecteur (10) d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément externe de collecteur est moulé de manière à emprisonner au moins une première extrémité (24, 32) d'un tube amont (22, 30) et une extrémité (42) d'un tube aval (16).
7. Collecteur (10) d'échappement selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'extrémité (24) du premier tube (22) amont rectiligne et la première extrémité (32) du deuxième tube amont (30) coudé s'étendent jusqu'à une première face (13) de l'élément (14) externe de collecteur.
8. Collecteur (10) d'échappement selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une extrémité (42) d'un tube aval (16) s'étend jusqu'à une deuxième face (15) de l'élément (14) externe de collecteur.
9. Collecteur (10) d'échappement selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour empêcher le déplacement axial des extrémités (24,32,42) des tubes amont (22,30) et aval (16) qui s'étendent jusqu'aux faces (13, 15) de l'élément (14) externe de collecteur.
10. Procédé de fabrication d'un collecteur d'échappement selon les revendications 1 à 6 prises en combinaison, caractérisé en ce qu'il comporte au moins :
- une première étape de fabrication des tubes (16, 18, 22, 30) de l'élément (12) interne de collecteur,
- une deuxième étape d'assemblage des tubes (16, 18, 22, 30) de l'élément (12) interne de collecteur les uns aux autres,
- une troisième étape au cours de laquelle les tubes (16, 18, 22, 30) de l'élément (12) interne de collecteur sont placés dans un outillage permettant la réalisation autour des tubes (16, 18, 22, 30) d'un noyau de sable destiné à permettre le moulage de la cavité (20) d'isolation,
- une quatrième étape de coulée dudit noyau de sable,
- une cinquième étape au cours de laquelle les tubes (16, 18, 22, 30) de l'élément (12) interne de collecteur et le noyau de sable sont placés dans un moule comportant une empreinte de l'élément (14) externe de collecteur,
- une sixième étape de coulée de l'élément (14) externe de collecteur, - une septième étape de démoulage de l'élément (14) externe de collecteur,
- une huitième étape de déssablage du noyau de sable,
- une neuvième étape d'usinage du collecteur (10),
- et une dixième étape de montage d'un bouchon étanche dans le perçage (46) de l'élément (14) externe de collecteur.
1 1 . Procédé de fabrication d'un collecteur d'échappement selon les revendications 1 à 5 et 7 à 9 prises en combinaison, caractérisé en ce qu'il comporte au moins :
- une première étape de fabrication des tubes (16, 18, 22, 30) de l'élément (12) interne de collecteur,
- une deuxième étape d'assemblage des tubes (16, 18, 22, 30) de l'élément (12) interne de collecteur les uns aux autres,
- une troisième étape au cours de laquelle les tubes (16, 18, 22, 30) de l'élément (12) interne de collecteur sont placés dans un outillage permettant la réalisation autour des tubes ( 16, 18, 22, 30) d'un noyau de sable destiné à permettre le moulage de la cavité (20) d'isolation ,
- une quatrième étape de coulée dudit noyau de sable, - une cinquième étape au cours de laquelle les tubes (16,
1 8, 22, 30) de l'élément (12) interne de collecteur et le noyau de sable sont placés dans un moule comportant une empreinte de l'élément (14) externe de collecteur,
- une sixième étape de coulée de l'élément (14) externe de collecteur,
- une septième étape de démoulage de l'élément (14) externe de collecteur,
- une huitième étape de déssablage du noyau de sable,
- - une neuvième étape d'usinage du collecteur (10) et des extrémités (24, 32 , 42) des tubes (16, 22, 30) qui dépassent des faces (13, 15) de l'élément (14) externe,
- et une dixième étape de montage d'un bouchon étanche dans le perçage (46) de l'élément (14) externe de collecteur.
12. Moteur à combustion interne comportant une culasse et un collecteur d'échappement selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les extrémités (24, 32) qui s'étendent jusqu'à une première face (13) de l'élément (14) externe sont en contact avec les extrémités des conduits d'échappement de la culasse.
13. Moteur à combustion interne selon la revendication
12, caractérisé en ce que l'extrémité (42) qui s'étend jusqu'à une deuxième face (1 5) de l'élément (14) externe est en contact avec une extrémité de la ligne d'échappement du moteur.
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