Brevet FR2274785A1 — publié le 19760109

La présente invention, due à la collaboration de Monsieur Yves BAGUELIN, concerne un silencieux d'éthappement de type nouveau destiné à un moteur thermique de véhicule automobile. Les moteurs thermiques de véhicules automobiles rayonnent une part importante d'énergie sonore par leur circuit d'échappement. Celui-ci comprend généralement une capacité rigide en tôle servant de volume d'amortissesent et procurant un effet de laminage pour régulariser et amortir le débit pulsatoire des gaz d'échappement avant leur rejet à l'atmosphère. Ce pot d'échappement de type traditionnel répercute cependant du bruit par ses parois métalliques qui vibrent et par la bouche de rejet. Ce bruit transmis par la bouche de ce pot d'échappement se propage par réflexion sur le sol. On connaît par ailleurs un dispositif à effet de sol destiné à un effet de sol destiné à un véhicule routier de type à tracteur et remorque pour diminuer le poids de la remorque au sol. Il est généralement constitué par une jupe fixée à la périphérie du plancher de la remorque et s'étendant vers le bas jusqu'à proximité du sol. La cavité délimitée par le plancher et la jupe d'une part et le sol d'autre part est alors alimentée en air comprimé par un compresseur associé au moteur du véhicule. La réduction de la pression au sol des roues de la remorque peut s'avérer trop importante, si elle gene la conduite en virage et le freinage du véhicule. La fixation de la jupe au plancher, donc à un élément de la nasse suspendue du véhicule, est la cause de sa détérioration rapide, ce qui limite l'application de ce dispositif à effet de sol connu. De plus, la jupe partant du plancher de la remorque jusqu'au sol constitue un frei31~ aérodynamique puissant limitant les performances du véhicule qui en est muni. On a envisagé d'alimenter au moins en partie ce dispositif à effet de sol connu avec les gaz d'échappement d'un moteur. En effet, la jupe étant fixée directement à la caisse de la remorque et entourant les roues de celle-ci, les pneumatiques et la caisse de la remorque risquent d'autre soumis à un échauffement intempestif dû à la température importante des gaz d'échappement. La présente invention a donc pour objet un silencieux d'échappement d'un type nouveau, dont la structure particulière permet une réduction à la fois des bruits transmis par ses parois et des bruits réfléchis sur le sol. Le silencieux suivant l'invention procure également une réduction de l'opacité de l'atmosphère par condensation partielle des gaz d'échappement. Il concourt également à l'assèchement d'une route mouillée, ou au déneigement d'une chaussée enneigée. Des effets secondaires de poussée peuvent etre mis à profit pour amortir ou stabiliser les nasses des éléments non suspendus du véhicule qui en est ami. Le silencieux d'échappement pour moteur à combustion interne, objet de la présente invention, comporte au moins une capacité sensiblement cylindrique unie d'une entrée où débouchent les gaz d'échappement du moteur, ladite capacité étant délimitée par un rideau souple externe non extensible disposé latéralement et constituant une bouchede rejet circulaire entre son bord inférieur et le sol. I1 peut comporter en plus de 11entrée prévue pour les gaz d'échappement au moins une entrée d'air additionnel distincte de l'entrée des gaz d'échappement du moteur. Un ou plusieurs rideaux supplémentaires internes et coaxiaux au moteur précités peuvent titre prévus à llintérieur de ladite capacité, qui la divisens en plusieurs volumes annulaires, chacun de ces volumes pouvant etre alimenté en gaz d'échappement ou en air additionnel. Des éléments de rideau de séparation disposés radialement peuvent encore subdiviser un ou plusieurs des volumes annulaires. Une entrée d'air additionnel peut etre aussi connectée à une ou plusieurs volutes de compression dlair prévues pour canaliser l'air ayant servi à refroidir un ralentisseur électromagnétique monté sur l'arbre moteur du véhicule. Une entrée dlair additionnel peut aussi etre connectée à une volute de compression d'air prévue pour canaliser l'air ayant servi à refroidir le radiateur du moteur du véhicule. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention destiné à un véhicule à roues, les entrées de gaz d'échappement-et d'air additionnel sont prévues dans une plaque rigide plane et horizontale à la périphérie de laquelle est fixée la partie supérieure du rideau souple. Cette plaque est avantageusement reliée à un élément de la masse non suspendue du véhicule. Elle peut également etre reliée d'une part à la nasse non suspendue et d'autre part à la masse suspendue du véhicule à roues. Suivant un iode de réalisation adapté à un véhicule à chenilles, le ou les rideaux souples externes sont fixés directement à leur partie supérieure au plancher d'un véhicule à chenilles. Quand celui-ci est pourvu d'un moteur muni dè deux collecteurs d'échappement, il est possible de relier chacun d'entre eux à une capacité différente, les deux capacités étant chacune délimitées par un rideau. D'autres caractéristiques de la présente invention apparattront à la lecture de la description de différents modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatif en référence au dessin annexé, sur lequel - la figure 1 montre schématiquement l'application d'un silencieux à à rideau souple suivant la présente invention à un véhicule routier semiremorque - les figures 2 et 3 représentent des vues partielles schématiques de dessous de deux véhicules routiers porteurs munis de silencieux à rideau souple suivant la présente invention - la figure 4 est une vue schématique montrant les différentes possibilités d'alimentation en gaz d'échappement et en air comprimé d'un silencieux à rideau souple suivant la présente invention - la figure 5 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation d'un silencieux à rideau souple avec alimentation séparée en gaz d'échappement et en air comprimé - les figures 6a et 6b représentent schématiquement respectivement en coupe longitudinale et en bout un ventilateur muni d'une volute de compression d'air - les figures 7a et 7b représentent schématiquement respectivement en coupe longitudinale et en bout un ventilateur muni d'une volute de compression d'air; - les figures 8a et 8b montrent la disposition de deux silencieux à rideau souple sous le plancher d'un char de combat, représenté respectivement de face et de dessous. Afin de simplifier la description qui va suivre, les mêmes nombres de références ont été pris pour désigner les éléments identiques des différentes figures. on v voit En se référant maintenant à la figure 1,/un tracteur 1 et une remorque 2 constituant un véhicule routier semi-remorque mu par un moteur thermique 3 du tracteur 1. A la partie inférieure de l'essieu arrière 4 du tracteur 1 est fixée horizontalement une plaque rigide 5 de forme circulaire, à la périphérie de laquelle est assujettie un rideau externe 6 en matériau souple, non extensible, débordant vers le bas jusqu'a proximité du sol. Une cavité 7 est ainsi délimitée vers le haut par la plaque 5 et sur les cotés par le rideau externe 6. Une entrée de gaz d'échappement 8 est reliée au collectez d'échappement 3a du moteur 3 par un conduit 9. La cavité 7 est ainsi alimentée en gaz d'échappement. La cavité 7 joue le roule d'un silencieux d'échappement. Pour cela, le rideau externe 6 fixé à la plaque 5 doit présenter un jeu minimal avec le sol. La plaque 5 étant solidaire de l'essieu 4 subit uniquement l'écrase ment du pneu comme variation de hauteur par rapport au sol. Le rideau externe 6 est cylindrique de section circulaire ou légèrement elliptique de manière à éviter sa déformation par la pression interne des gaz d'échappement comprise entre 0,05 et 0,15 kg/cm2. Le rideau externe 6 est réalisé dans un matériau souple capable de supporter une température de 2000C sur sa face interne. La plaque 5 est avantageusement capitonnée extérieurement par un matériau d'isolation thermique et phonique. Le matériau souple constitutif du rideau externe 6 est responsable de l'amortissement du débit pulsatoire des gaz d'échappement pénétrant dans la cavité 7. Ceux-ci sont ensuite laminés vers l'extérieur entre le rideau externe 6 et le sol. Des variantes qui comportent plusieurs rideaux concentriques permettent de laminer de manière plus importante l'échappement des gaz introduits dans la cavité 7. En effet, si l'on se réfère à la figure 2, on voit de dessous le plancher 10 d'un véhicule routier porteur sans remorque dont l'essieu arrière 11 porte une plaque 5 identique à celle décrite précédemment. Un rideau externe 6 est également prévu. Un rideau interne 12 également cylindrique et coaxial au rideau externe 6 délimite, à l'intérieur de la cavité 7, un volume intérieur 7a. Deux éléments de rideau 6a disposés radialement dans le sens transversal du véhicule entre les rideaux externe 6 et interne 12 ménagent entre ceux-ci deux volumes demi-annulaires 7b. Les rideaux 6, 12 et 6a présentent tous le meme écartement avec le sol. L'entrée de gaz d'échappement 8 est située sur la plaque 5 de manière à déboucher dans le volume intérieur 7a. Le débit des gaz d'échappement est ainsi amorti puis laminé sur le sol successivement au moyen du rideau interne 12 et du rideau externe 6. Les deux volumes demi-annulaires 7b séparés par les éléments de rideau de séparation 6a procurent un couple de stabilisation longitudinale du véhicule. En effet, les gaz d'échappement répartis dans les deux volumes demi-annulaires 7b après laminage à la partie inférieure dl rideau 12 sont le siège d'une pression de gaz qui varie en sens inverse de l'écartement au sol de la partie de rideau externe 6 qui leur correspond. Si l'on se réfère maintenant à la figure 3, on voit que le plancher 10 du véhicule routier porteur est plus allongé vers l'arrière que précédemment et que la plaque 5 représentée ici est de dimension plus importante. Elle porte aussi un rideau externe 6 et un rideau interne 12 coaxiaux. Deux éléments de rideau 6b disposés radialement dans le sens longitudinal du véhicule délimitent conjointement avec les rideaux externe 6 et interne 12 deux volumes demi-annulaires latéraux 7c, le volume intérieur 7a restant inchangé.La plaque 5 est ici assujettie à un triangle de fixation 13, de forme isocèle, en profilé métallique soudé articulé à son sommet sur l'essieu arrière llet sous 3 le plancher 10 du véhicule.Les références 14 désignent des dispositifs de support réglables en hauteur, éventuellement lors de la marche du véhicule pour supporter triangle de fixation 13 du côté de ses deux angles à la-base 13b. I1 est avantageux en effet de pouvoir relever la plaque 5 portant les rideaux 6, 12 et 6b lorsque le véhicule routier quitte une chaussée plate pour un terrain inégal ou lorsque cette chaussée comporte des nids de poule, parce que les rideaux 6 et 12 peuvent etre inutilement endommagées au passage d'aspérités du sol. Par ailleurs, les volumes demi-annulaires 7c procurent un effet d'amortissement de la su s p e n si o n du véhicule routier porteur avec un effet de couple antiroulis. En effet, lorsque la caisse du véhicule s'incline d'un cOté, le bord extérieur du demi-volume annulaire 7c correspondant se rapproche du sol tandis que le bord du volume annulaire 7e opposé s'écarte du sol. I1 s'ensuit une différence des pressions régnant à l'intérieur des demi-volumes annulaires 7c qui tend à empêcher le mouvement d'inclinaison de la caisse du véhicule. L'association d'un débit de gaz d'échappement et d'air comprimé additionnel fournie par exemple par un ralentisseur ou par un ventilateur procure une réduction encore plus importante des bruits d'échappement du moteur. En effet, un effet de lissage du débit pulsatoire des gaz d'échappement peut être obtenu par un débit continu d'air additionnel. On voit ainsi sur la figure 4 un ventilateur 15 situé à l'avant du moteur 3 et relié à la cavité 7 par un conduit 16 pour y véhiculer l'air de refroidissement du ventilateur 15. Un ralentisseur électromagnétique 17 est également prévu sur l'arbre moteur 18 du véhicule, relié par deux conduits l9a et 19b à la cavité 7 pour véhiculer l'air de refroidissement dulslentisseur 17. On voit donc que la cavité 7 se trouve alimentée à la fois en gaz d'échappement par le conduit 9 et en air additionnel par les conduits 16, l9a et l9b. on voit que Si lton se réfère saintenant à la figure 5, /le conduit d'échappement 9 aboutit à une entrée de gaz d'échappement 8 dans un volume intérieur 7a de la cavité 7, tandis que l'air additionnel amené par les conduits 16, l9a et l9b (non représentés sur cette figure) sont réunis en un seul en une entrée d'air additionnel 20 co-uniquant avec un volume annulaire 7d compris entre les rideaux externe 6 et interne 12. Le débit des gaz d'échappement est ici amorti par le rideau interne 12, laminé par le bord inférieur de celui-ci, mélangé à l'air additionnel introduit dans le volume annulaire 7d pour un deuxième amortissement sur le rideau externe 6 et un deuxième laminage sur le sol à l'extrémité inférieure de celui-ci. Les figures de détails schématiques 6a et 6b illustrent le ralentisseur électromagnétique 17 utilisé sur le véhicule de la figure 4. Il est muni d'un manchon 21 coulissant entre deux positions extrêmes représentées de façon conventionnelle et fictive en haut et en bas de la figure 6a. Ce manchon 21 comporte deux volutes 22 aptes à entraîner de l'air comprimé dans les conduits 19a et l9b, coomuniquant dans la position représentée à la partie inférieure de la figure 6a avec les sorties d'air de refroidissement 17a du ralentisseur 17. Dans la position figurée à la partie supérieure de la figure 6a, des orifices 21a du manchon 21 découvrent les sorties d'air 17a et les conduits 19a et l9b ne sont alors plus alimentés en air comprimé. Il peut en effet être nécessaire de limiter la quantité d'air additionnel admise dans la cavité 7 pour limiter la pression régnant à l'intérieur de celle-ci et procurant un effet de sustentation pouvant être préjudiciable à la conduite en virage et au freinage du véhicule. Les figures de détails schématiques 7a et 7b représentent le ventilateur 15 du véhicule de la figure 4. I1 est muni d'une volute fixe 23, située sur le trajet de sortie de l'air de refroidissement passant à travers un radiateur 24 du véhicule. Une plaque plane 25 prévue à l'arrière des pales 15a du ventilateur 15 force ici l'air à se rassembler dans la volute 23 en direction du conduit 16. Les figures 8a et 8b représentent un char de combat 26 dont le moteur 27 est pourvu de deux collecteurs d'échappement latéraux 3a. Deux cavités 7 sont délimitées par deux rideaux externes 6 fixés directement sur le plancher 28 du char 26, l'un derrière l'autre entre les deux chenilles 29. Deux conduits 9 relient les collecteurs d'échappement 3a et les cavités 7. La suspension du char étant très rigide, les rideaux 6 peuvent être directement fixés sur le plancher 28 faisant partie de la masse suspendue -du char 26, sans qu'il y ait à craindre une variation importante de l'écartement au sol des rideaux 6. Le refroidissement des gaz d'échappement par léchage au sol réduit la possibilité de détection infrarouge du char dans tous ses déplacements. Lorsqu'un char de combat ou un véhicule à chenilles civil (grue, bull-dozer) se déplace sur une route, le volume des gaz d'échappement produit par le moteur est très important et on peut mettre à profit ce débit de gaz d'échappement pour produire un effet de sustentation déchargeant la pression au sol des chenilles. Celui-ci peut atteindre 25 % pour une contre-pression d'échappement de 0,1 kg/cm2 avec deux rideaux formant silencieux occupant l'écarte- ment des deux chenilles. Lorsqu'un char de combat se déplace en tout terrain, l'effet de sustentation a m é 1 i o r e 1 a p r o g r e s s i o n e n t e r r a i n meuble ou détrempé. L' e f f e t de pot d'échappement est cependant toujours rempli par le silencieux, et le refroidissement et l'épandage des gaz d'échappement chauds sur le sol limitent toujours les risques de détection infrarouge du char qui en est muni. REVENDICATIONS I - Silencieux d'échappement pour un moteur à combustion interne de véhicules, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une capacité sensiblement cylindrique munie d'une entrée où débouchent les gaz d'échappement du moteur, capacité délimitée par un rideau souple externe non extensible, disposée latéralement et constituant une bouche de rejet circulaire entre son bord inférieur et le sol. 2 - Silencieux d'échappement pour un moteur à combustion interne de véhicule, caractérisé par le fait qu'il comporte en plus d'une entrée pour les gaz d'échappement du moteur, au moins une entrée d'airadditionnel distincte de l'entrée des gaz d'échappement du moteur. 3 - Silencieux d'échappement suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'un ou plusieurs rideaux supplémentaires internes et coaxiaux au rideaux précités sont prévus à l'intérieur de ladite capacité qui la divisent en plusieurs volumes annulaires,chacun de ceux-ci pouvant autre alimentés en gaz d'échappement ou en air additionnel. 4 - Silencieux d'échappement suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que des éléments de rideaux de séparation sont disposés radialement entre les rideaux concentriques précités pour subdiviser un ou plusieurs volumes annulaires. 5 - Silencieux d'échappe ent suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé par le fait qu'une entrée d'air additionnel est connectée par une ou plusieurs volutes de contre-pression d'air prévues pour canaliser l'air ayant servi à refroidir un ralentisseur électromagnétique monté sur l'arbre moteur du véhicule. 6 - Silencieux d'échappement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'une entrée d'air additionnel est connectée à une volute de compression d'air prévue pour canaliser l'air ayant servi à refroidir le radiateur du moteur du véhicule. 7 - Silencieux d'échappement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les entrées de gaz d'échappement et d'air additionnel sont prévues dans une plaque rigide plane et horizontale à la périphérie de laquelle est fixée la partie supérieure du rideau souple précité. 8 - Silencieux d'échappement suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que ladite plaque est fixée à un élément de la masse non suspendue d'un véhicule à roues. 9 - Silencieux d'échappement suivant- la revendication 7, caractérisé par le fait que ladite plaque est reliée d'une part à la masse non suspendue et d'autre part à la nasse suspendue d'un véhicule à roues 10 - Silencieux d'échappement suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que ladite plaque est supportée par un triangle de fixation de forme isocèle articulé au niveau de son angle au sommet sur un essieu du véhicule et supporté de manière réglable au plancher d'une caisse de celui-ci, au niveau de chacun de ses angles de base. 11 - Silencieux d'échappement suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le ou les rideaux souples externes précités sont fixés directement à leur partie supérieure au plancher d'un véhicule à chenilles. 12 - Silencieux d'échappement suivant la revendication 11, caractérisé par le fait qu'il comporte deux capacités délimitées chacune par un rideau et reliées chacune à un collecteur d'échappement du moteur d'entraînement du véhicule à chenilles.