Brevet FR2402767A1 — publié le 19790406

les bruits inhérents au fonctionnement des moteurs thermiques et tout particulièrement à l'échappement de ces moteurs sont réduits d'une manière clas sique grâce à l'utilisation de pots d'échappement ou silencieux, qui maintiennent ces bruits à un niveau tolérable. Toutefois, quelles que soient les améliorations apportées au dispositif silencieux utilisé, il subsiste toujours à certains régimes des bruits rayonnés, très désagréables, et de très haute fréquence, appelés crépitements. Ces crépitements sont en général des phénomènes transitoires apparaissant lors d'un changement de régime du moteur, par exemple lors d'accélérations ou de décélérations brutales. Ils se produisent en particulier dans les coudes serrés des tuyauteries, à proximité des raccordements en Y et à l'entrée des silencieux. leur cause est vraisemblablement l'amplification des ondes de choc produites par la formation d'un écoulement sonique à l'ouverture de la soupape d'échappement, en raison des phénomènes de réflexion le long de la tuyauterie ou de l'accumulation des effets de plusieurs écoulements lorsqu'ils se réunissent dans un mezme tube. Quels que soient leur cause et le point où ils se produisent, ces crépitements ne sont pas atténués par la présence des silencieux même perfectionnés, généralement utilisés, et ils sont un élément d'inconfort pour l'usager du véhicule. Ia présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient en réalisant un dispositif réducteur de bruits qui comporte, à l'intérieur d'un tube muni à ses deux extrémités respectivement d'une entrée et d'une sortie de fluide, coaxiales entre elles et au tube, une succession de diaphragmes répartis sur la longueur du tube. Ces diaphragmes délimitent ainsi à l'intérieur du tube une série de résonateurs qui amortissent les bruits de crépitement. De préférence le tube a un diamètre légèrement supérieur à celui du tuyau sur lequel il est monté, de sorte que les diaphragmes ménagent un passage d'écoulement de fluide ayant une section sensiblement équivalente à celle du tuyau. 1 puissance du moteur est ainsi maintenue à sa valeur normale malgré la présence du dispositif réducteur de bruits. Par ailleurs la dimension des diaphragmes étant relativement faible, l'en- combrement du dispositif est minime. Bien entendu le dispositif réducteur de bruits peut être placé en tout point où se produisent des crépitements, c'està-dire par exemple au niveau d'un raccordement en Y, à l'entrée du silencieux, ou en tout autre point du circuit d'échappement. la description ci-dessous de modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, fera d'ailleurs ressortir les avantages et caractéristiques de l'invention. Sur ces dessins - la fig. 1 est une vue schématique du système d'échappement d'un moteur à quatre cylindres, comportant deux réducteurs de bruits selon l'invention au niveau d'un raccordement en Y; - la fig. 2 représente schématiquement un dispositif réducteur de bruits monté à l'entrée d'un silencieux d'échappement d'un moteur thermique; - la fig. 3 est une vue partielle en coupe axiale d'un premier mode de réalisation du réducteur de bruits selon l'invention; - la fig. 4 est une vue partielle, également en coupe longitudinale, d'un dispositif réducteur de bruits selon un second mode de réalisation; - la fig. 5 est une vue partielle d'un réducteur de bruits selon une autre variante de réalisation; - la fig. 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 5;; - la fig. 7 est une vue analogue à la figure 5, d'un autre mode de réalisation; - les fig. 8, 9, 10 et li sont des vues partielles, partie en coupe longitudinale, partie en élévation, d'autres variantes de réalisation du réducteur de bruits; - la fig. 12 est une vue analogue à la figure 5 d'un réducteur de bruits comportant une cloison centrale; - la fig. 13 est une coupe suivant la ligne 13-13 de la figure 12; - la fig. 14 est une vue analogue à la figure 12 d'un réducteur de bruits - selon encore une autre variante de réalisation; - la fig. 15 est une vue en coupe selon la ligne 15-15 de la figure 14. fa figure 1 illustre un exemple d'utilisation d'un dispositif réducteur de bruits selon 1' invention, dans le circuit d'échappement d'un moteur thermique 1 comportant quatre cylindres dont les échappements 2, 3, 4 et 5 sont réunis deux à deux. les canalisations d'échappement 2 et 4 débouchent dans un collecteur 7, tandis que les canalisations d'échappement 3 et 5 débouchent dans un autre collecteur 8, les deux collecteurs 7 et 8 étant reliés par un raccordement en Y 9 à une même canalisation 10 qui débouche dans un pot d'échappement ou silencieux 12. En amont du raccordement en Y 9 chacune des tuyauteries collectrices 7 et 8 est munie dun dispositif réducteur de bruits 14. D'une façon générale, chaque réducteur de bruits 14 est formé par un tube extérieur cylindrique 16, percé à chacune de ses extrémités d'un orifice de raccordement sur la tuyauterie collectrice 7, 8 d'une part, et sur le raccordement en Y 9 d'autre part. les orifices d'entrée et de sortie respectivement 18 et 20, sont coaxiaux entre eux et coaxiaux au tube 16. Par ailleurs, à l'intérieur du tube 16 est fixée une succession de diaphragmes 22 qui délimitent un passage pour le fluide s'écoulant du moteur thermique vers le silencieux 12, mais ména gent une série de cavités 24 formant résonateurs et amortissant les bruits de très haute fréquence constituant les crépitements, lorsqu'ils se produisent. le tube 16 peut avoir le même diamètre que la tuyauterie collectrice 7 ou 8 mais de préférence, ainsi que cela est représenté sur les dessins, ce tube a un diamètre légèrement supérieur et les diaphragmes placés à l'intérieur de ce tube ont une dimension telle que la section du passage d'écoulement du fluide reste suffisante pour ne pas altérer la puissance du moteur. Comme le montrent les figures 1 et 2, le tube 16 peut être rectiligne ou incurvé, selon la forme du tuyau sur lequel il est monté. les diaphragmes peuvent être constitués par des couronnes annulaires, solidaires de la paroi interne du tube 16 (fig. 3), le diamètre intérieur de ces couronnes annulaires 22 étant sensiblement égal à celui du tuyau 7 sur lequel le tube est monté. Dans certains cas toutefois, ainsi que le montre la figure 4, les couronnes 22 peuvent être formées par le fond perforé de coupelles 25 emmanchées à l'intérieur du tube 16 et fixées sur celui-ci. les cavités 24 ou résonateurs délimités entre les coupelles ont, dans cet exemple, tous la même dimension, toutes les couronnes ayant la me?ne épaisseur et étant placées à des distances identiques, Toutefois des variations entre les distances qui séparent les couronnes le long du tube 16 peuvent permettre une meilleure adaptation du réducteur aux bruits formés par un type particulier de moteur ou d'appareil. Ces variations de dimension restent toutefois relativement faibles, de l'ordre de quelques millimètres. Bien entendu les diaphragmes, au lieu d'être formés par des pièces rsp- portées introduites à l'intérieur du tube 16, peuvent être constitués par des déformations de ce tube. Par exemple, comme le montrent les figures 5 et 6, un tube 26 est embouti, à intervalles sensiblement réguliers sur cet exemple, pour former des replis opposés 28, 29, qui délimitent à l'extérieur du tube une rainure étroite 30 et, à l'intérieur, deux cloisons parallèles de part et d'autre d'une ouverture de forme sensiblement rectangulaire 32. L'épaisseur de la rainure 30 est extrêmement mince, de sorte que les deux cloisons 28 et 29 constituent un diaphragme. L'ouverture 32 du centre de ce diaphragme met en communication deux résonateurs ou chambres 34 successifs, comme dans le cas du mode de réalisation des figures 3 et 4. Selon lot une variante de réalisation, le tube 36 est déformé de façon à comporter des replis circulaires qui forment sur sa paroi interne des nervures annulaires 38 délimitant des ouvertures 40, de section circulaire, entre des chambres 42 sensiblement en forme de cylindres droits. Comme le montre la figure 8, les nervures annulaires 38 peuvent être remplacées par une nervure unique 44, de forme hé lic otdale, formée sur toute la longueur du tube 36. Tous les diaphragmes de la longueur de ce tube sont alors réunis et se succèdent de manière ininterrompue. le fluide qui stécoule à l'intérieur du réducteur de bruits rencontre cependant une succession de chambres et d'ouvertures de passage plus réduit qui assurent l'amortissement des bruits de crépitement. Comme dans le cas des diaphragmes annulaires, les diaphragmes formés par une nervure hélicoidale peuvent être disposés à intervalles rigoureusement réguliers ou à intervalles progressivement variables. Dans certains cas même les diaphragmes peuvent être constitués par des ondulations formées régulièrement sur la paroi du tube 36, les crêtes en saillie vers 1' extérieur délimitant des chambres ou cavités 45, tandis que les creux ou saillies internes du tube constituent des diaphragmes 43. Dans certains cas toutefois il peut être rendu difficile de déformer le tube à utiliser. I1 est préférable d'introduire à l'intérieur de ce tube un élément annexe, de forme hélicordale Cet élément annexe peut avoir une section ronde ainsi qu'indiqué en 48 sur la figure 10, ou une section carrée analogue à celle de l'organe 50 de la figure 11. Il est emmanché à l'intérieur du tube 46 et maintenu dans celui-oi par tout moyen approprié. L'effet d'un tel organe 48 ou 50 est analogue à celui des nervures hélicotdales 44 de la figure 8. Selon lot une autre variante de réalisation, l'élément introduit à l'inté- rieur du tube est une cloison disposée diamétralement et munie de saillies ra- diales, alternativement sur chacune de ses faces. Ces saillies peuvent être constituées par des éléments rapportés ou être formées de la manière représentée sur les figures 12 et 13 par des replis de la cloison elle-mEme. Comne le montrent ces figures, la cloison 52 introduite à l'intérieur du tube 56 est repliée pour former une saillie radiale 54 dirigée vers le haut, puis une saillie radiale 55 dirigée vers le bas, et ainsi de suite sur toute la longueur du tube 56.Chacune des saillies 54, 55 barre la totalité de la largeur du tube 56 et forme ainsi un diaphragme de limitation du passage d'écoulement du fluide à l'intérieur de ce tube. Toutefois la hauteur des saillies 54 et 55 est choisie de manière que le passage laissé libre entre elles et la paroi du tube 56 soit suffisant pour ne pas perturber la puissance du moteur à la sortie duquel est placé le réducteur de bruits. L'organe introduit à l'intérieur du tube du réducteur de bruits peut également être constitué par un autre tube 58, muni à intervalles réguliers de crevés répartis sur des circonférences et repoussés vers l'intérieur du tube 58. Chacun de ces crevés forme ainsi une languette 60 en saillie à l'intérieur du tube et inclinée par rapport à l'axe de ce dernier. les saillies 60 sont, ainsi que le montre la figure 15, réparties sur la circonférence du tube et disposées (fig. 4) sur une série de couronnes à l'intérieur de celui-ci. Chaque couronne de languettes 60 forme un diaphragme qui limite le passage d'écoulement du fluide à l'intérieur du tube correspondant 66, les deux diaphragmes consécutifs délimitant entre eux une chambre ou cavité 62 de plus grand diamètre. Comme avec les modes de réalisation précédents, les bruits de très haute fréquence tels que les crépitements sont amortis par la présence du réducteur de bruits ainsi constitué. On constate que la dimension des diaphragmes peut être relativement faible et en conséquence le tube extérieur 16 a un diamètre qui n' est que légèrement supérieur à celui du tuyau normal 7 ou 8. Comme en outre le tube extérieur 16 peut avoir une courbure analogue à celle du tuyau sur lequel il est utilisé, l'ensemble du réducteur présente un encombrement relativement peu important, ce qui permet de le monter en tout point désiré et notamment en un point très proche de celui où se produit le phénomène bruyant. Ce dispositif peut ainsi être installé, comme le montre la figure 2, à l'entrée d'un silencieux ou pot d'échappement de type classique 64. Le dispositif réducteur de bruits selon l'invention 14 est alors monté, de la même manière que précédemment décrit en regard de la figure 1, sur un tuyau 66. Le diamètre extérieur du tube ainsi que la dimension des diaphragmes internes sont choisis de manière à ménager à l'intérieur du réducteur 14 un passage d'écoulement ayant une section équivalente à celle du tuyau 66. L'orifice 20 de sortie du réducteur est directement relié à l'entrée du silencieux 64 qui, dans le mode de réalisation représenté, est constituée par des perforations 65 pratiquées dans le tuyau 66 en aval du réducteur de bruits 14. Cette figure 2 fait apparaître clairement le faible encombrement du réducteur de bruits 14 par rapport au silencieux habituel 64, et montre ainsi qu'il est facile de disposer un ou plusieurs dispositifs réducteurs de bruits de ce type dans un système d'échappement de moteur thermique en amont du silencieux. Aucune perte de charge nuisible n'est à craindre, puisque le passage du fluide à l'intérieur du réducteur est équivalent à celui du tuyau d'échappement en amont et en aval. Par ailleurs, un choix approprié des dimensions de chacun des diaphragmes ainsi que de chacun des intervalles qui les séparent, permet d'adapter facilement le réducteur de bruits à chaque type de moteur thermique, ou de véhicule, ou autres appareils. - REVENDICATIONS 1 - Dispositif réducteur de bruits pour tuyau d'échappement de moteur thermique, qui comporte à l'intérieur d'un tube muni à ses deux extrémités, respectivement d'une entrée et d'une sortie de fluide, qui sont coaxiales entre elles et au tube, une succession de diaphragmes répartis sur la longueur du tube. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tube a un diamètre légèrement supérieur à celui du tuyau et en ce que les diaphragmes délimitent chacun une ouverture de passage du fluide ayant une section sensiblement équivalente à celle du tuyau. 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les diaphragmes sont formés par des couronnes internes fixées transversalement dans le tube. 4 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les couronnes sont formées par le fond perforé de coquilles annulaires emmanchées à l'intérieur du tube. 5 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les couronnes annulaires internes sont formées par déformation de la paroi extérieure du tube. 6 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la paroi du tube est ondulée régulièrement sur toute sa longueur, chaque creux extérieur d'ondulation formant une couronne interne. 7 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les diaphragmes sont formés partie nervure en hélice de la paroi interne du tube. 8 - Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la nervure interne est formée par un organe annexe emmanché dans le tube. g - Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la nervure hélicotdale est formée par déformation de la paroi du tube 10 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque diaphragme est formé par deux déformations diamétrales, de directions opposées, de la paroi du tube, délimitant entre elles une ouverture de section rectangulaire. 11 - Dispositif suivant l'une des revendicatfons 1 et 2, caractérisé en ce que les diaphragmes sont formés par des languettes découpées et rabattues dans un cylindre emmanché à force dans le tube du réducteur de bruits, les languettes étant réparties sur des circonférences successives. 12 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte une cloison diamétrale emmanchée dans le tube et portant des saillies transversales alternativement sur chacune de ses deux faces opposées. 13 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les diaphragmes sont disposés à intervalles sensiblement égaux, le long du tube. 14 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 15 caractérisé en ce que le tube a une courbure analogue à celle du tuyau sur lequel il est monté.