Brevet FR2359968A1 — publié le 19780224

La présente invention porte sur une conduite d'échappement pour moteurs à combustion interne composée d'un tuyau intérieur' perforé et d'un tuyau extérieur coaxiaux et d'une couche isolante remplissant l'intervalle entre ces deux tuyaux. Les élements d'échappement de ce type se trouvent ordinairement sous forme de pots d'échappement dans les dispositifs d'échappement de véhicules automobiles. Pour produire un affaiblissement acoustique suffisant, il faut en général monter plusieurs pots d'échappement l'un derrière l'autre au moyen d'une conduite rigide. En raison de la suspension souple du moteur sur le véhicule, le dispositif d'échappement a besoin de jeu pour pouvoir suivre au moins en partie les mouvements relatifs du moteur. I1 faut donc suspendre le dispositif d'échappement au véhicule par l'intermédiaire d'éléments flexibles.Le problème est alors que la combinaison forcée des tuyaux et de pots (silencieux) entraîne une répartition défavorable des masses dont les vibrations sont difficilement maîtrisées par les éléments flexibles connus. Cela est aggravé par le fait que les températures croissantes des gaz d'échappement liées a la neutralisation de leur nocivité et la demande d'une plus longue durée de vie des dispositifs d'échappement entraînent un plus grand emploi de matière et une augmentation proportionnelle du poids du dispositif. Le but de la présente invention est de créer une conduite d'échappement qui évite dans une large mesure la répartition non uniforme des masses existant jusqu'a présent, qui permette au moteur les mouvements relatifs résultant de sa suspension souple et qui puisse malgré cela être fixée directement, c'est-à-dire sans organes intermédiaires élastiques, à la carrosserie. En particulier, la conduite d'échappement de l'invention-doit se distinguer par des caractéristiques d'affaiblissement acoustique particulièrement bonnes afin qu'on puisse se passer de l'emploi de pots d'échappe- ment ou au moins réduire leur nombre. La conduite d'échappement de l'invention doit enfin se distinguer par un faible encombrement, un montage facile et un coût de fabrication avantageux. Partant d'une conduite d'échappement du type indiqué au début, l'invention atteint ce but grâce au fait que le tuyau intérieur et le tuyau extérieur sont des tuyaux métalliques ondulés flexibles et que la liaison entre ces deux tuyaux et la couche isolante est fournie par l'ondulation. Les deux tuyaux étant des tuyaux ondules, d'une part on obtient une flexibilité satisfaisante de la conduite d'échappement, de sorte qu'elle peut suivre ou compenser sans dommages le tangage et les secousses du moteur qui ont lieu pendant la marche. D'autre part, le tuyau ondulé intérieur perforé offre aux gaz d'échappement qui le traversent une surface d'absorption acoustique beaucoup plus grande que celle offerte par les tuyaux lisses. Cette surface étant en majeure partie inclinée par rapport au courant de gaz et ainsi mieux frappée par lui, on a une intensité d'affaiblissement beaucoup plus grande. A cela s'ajoute un fort tourbillonnement du courant de gaz grâce auquel les particules de gaz du courant central sont sans cesse ramenées dans les zones affaiblissantes de la paroi. La conduite d'échappement de l'invention permet ainsi de réunir en un seul élément les différentes fonctions des tuyaux et pots d'échappement antérieurs, y compris leur suspension élastique. Pour que les tuyaux conservent leur position coaxiale, il est opportun pour des raisons de sécurité qu'un écarteur soit placé dans la couche isolante entre les deux tuyaux. Cet écarteur peut être une bande de tôle, un fil carré, etc... enroulé en hélice. Les ondes des tuyaux peuvent être parallèles, mais il est surtout indiqué qu'elles soient en hélices de préférence de même pas. On obtient ainsi non seulement une bonne liaison entre les tuyaux et la couche isolante qui se trouve entre eux, mais aussi une perte de charge des gaz d'échappement plus faible que dans les tuyaux à ondes annulaires. I1 est avantageux que l'épaisseur, la forme des ondes et le pas de l'hélice du tuyau extérieur et du tuyau intérieur soient calculés de façon que les vibrations propres des deux tuyaux soient différentes. Cela réduit beaucoup la tendance aux vibrations, et en particulier, aucune résonance n'est possible. En ce qui concerne a forme des ondes, on peut surtout faire varier le pas et la courbure des flancs. Pour produire un bon effet d'affaiblissement, le tuyau ondulé intérieur est perforé de préférence dans la zone des flancs des ondes, car ceux-ci sont plus exposés au courant de gaz que les parties de paroi parallèles à l'axe. L'ondulation des deux tuyaux est par exemple réalisée de façon que les flancs des ondes du tuyau intérieur et du tuyau extérieur soient inclinés par rapport à la direction radiale de façon telle qu'il y ait un plus petit nombre d'ondes par unité de longueur. On obtient ainsi une ondulation relativement plate qui assure d'une part une flexibilité suffisante du tuyau, d'autre part une bonne capacité portante. I1 est avantageux de dimensionner les deux tuyaux et de choisir leur matériau de façon que le tuyau intérieur perforé assure essentiellement la fonction de conduction et le tuyau extérieur la fonction de portée. Le tuyau intérieur peut être fabriqué à partir d'une bande perforée profilée en hélice dont les bords sont assemblés en spirale par agrafage ou par soudage. Pour le tuyau extérieur, on peut utiliser comme produit de départ soit un tube sans soudure, soit un tube soudé longitudinalement par rapprochement ou soudé à la molette. La manière la plus avantageuse de fabriquer la conduite d'échappement de l'invention consiste à onduler un tuyau extérieur initialement lisse auprès avoir mis en place le tuyau intérieur et la couche isolante. Cela comprime le bourrage isolant et renforce la liaison. D'autres détails et caractéristiques de l'invention ressortent de la description suivante d'un exemple de réalisation illustré par un dessin. La figure 1 est une vue de dessus d'une conduite d'échappement. La figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1. La conduite d'échappement de l'invention se compose d'un tuyau ondulé intérieur 1 et d'un tuyau ondulé extérieur 2 coaxiaux et d'une couche isolante 3 en tricot métallique ou sous forme de bourrage de laine minérale remplissant l'intervalle entre ces deux tuyaux. Pour bien montrer le tuyau intérieur, on a coupé une partie du tuyau extérieur et de la couche isolante. Le tuyau intérieur est percé de nombreux trous 4 afin que le courant de gaz vienne en contact avec la couche isolante 3. I1 est en acier réfractaire résistant à la corrosion. Le tuyau extérieur, dont l'ondulation hélicoidale a la même direction que celle du tuyau intérieur, est fabriqué à partir d'un tube mince soudé longitudinalement par rapprochement ou bien à la molette. Dans le second cas, les bords soudés 5 de la bande sont relevés radialement à l'extrémité cylindrique du tuyau et rabattus dans la zone ondulée. Les bords 5 de la bande peuvent aussi se recouvrir et être soudés ainsi. La zone de recouvrement peut alors être rentrée radialement vers l'intérieur. L'ondulation du tuyau extérieur 2 estrelativement plate afin que la réduction de diamètre pendant l'opération d'ondulation n'entraîne pas une trop forte compression de la couche isolante 3 ou une déformation du tuyau intérieur 1. En outre, le tuyau 2 conserve de ce fait une rigidité suffisante pour faire fonction d'élément porteur de la conduite d'échappement. La charge thermique du tuyau extérieur 2 étant plus faible, on utilise pour lui un matériau de qualité inférieure à protection superficielle courante. L'écarteur, non représenté sur le dessin, décrit une hélice entre le tuyau intérieur 1 et le tuyau extérieur 2. S'il croise les ondes du tuyau intérieur 1 ou du tuyau extérieur 2, il est découpé en conséquence aux endroits où il franchit ces ondes. En raison du pliage des bords de la bande, la fabrication de la conduite d'échappement de l'invention peut se faire en continu attendu que le soudage ne nécessite pas d'outil intérieur et que la couche isolante et le cas échéant avec elle l'écarteur enroulé en hélice peuvent être mis en place de façon continue. En résumé, la conduite d'échappement de l'invention offre l'avantage d'avoir réuni en un élément à masses uniformément réparties les fonctions d'une part de flexibilité, d'autre part d'affaiblissement acoustique. REVENDICATIONS 1. Conduite d'échappement pour moteurs à combustion interne comprenant un tuyau intérieur perforé et d'un tuyau extérieur coaxiaux et d'une couche isolante remplissant l'intervalle entre ces deux tuyaux, caractérisée en ce que le tuyau intérieur et le tuyau extérieur sont des tuyaux métalliques ondulés flexibles (1,2) et que la liaison entre ces deux tuyaux et la couche isolante (3) est fournie par l'ondulation. 2. Conduite d'échappement selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un écarteur est placé dans la couche isolante (3) entre les deux tuyaux. 3. Conduite d'échappement selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que l'écarteur est une bande de tôle enroulée en hélice. 4. Conduite d'échappement selon une des revendications précé denteq, caractérisée en ce que les ondes du tuyau intérieur et du tuyau extérieur sont parallèles. 5. Conduite d'échappement selon une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les ondes du tuyau intérieur et du tuyau extérieur sont en hélices de préférence de même-pas. 6. Conduite d'échappement selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'épaisseur, la forme des ondes et le pas de l'hélice du tuyau extérieur et du tuyau intérieur sont calculés de façon que les vibrations propres des deux tuyaux soient différentes. 7. Conduite d'échappement selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tuyau ondulé interieur est perforé. 8. Conduite d'échappement selon la revendication 7, caractérisée en ce que les perforations sont placées principalement dans la zone des flancs des ondes. 9. Conduite d'échappement selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les flancs des ondes du tuyau intérieur et du tuyau extérieur sont inclinés par rapport à la direction radiale de façon telle qu'il y ait un plus petit nombre d'ondes par unité de longueur. 10. Conduite d'échappement selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tuyau intérieur est formé d'une bande perforée profilée enroulée en hélice. 11. Conduite d'échappement selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tuyau exterieur est fabriqué à partir d'un tube sans soudure ou soudé par rapprochement. 12. Conduite d'échappement selon une des revendications 1 at), caractérisée en ce que le tuyau extérieur est soudé longitudinalement à la molette. 13. Procédé de fabrication d'une conduite d'échappement conforme à une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un tuyau extérieur initialement lisse est ondulé après mise en place du tuyau intérieur, de la couche isolante et le cas échéant de l'écarteur.