Brevet FR2396162A1 — publié le 19790126

L'invention concerne un amortisseur de son, en particulier un silencieux pour gaz d'échappement, qui est constitué par une boîte comportant une entrée et une sortie pour les gaz d'échappement d'un moteur è combustion interne et limitant une chambre d'amortissement variable, laquelle est parcourue par les gaz dtéchappement. Un amortisseur de son du genre défini ci-dessus a été décrit dans la demande de brevet allemand publiée sous le no 1 814 146. Dans cet amortisseur de son, on peut faire varier la chambre d'amortissement en divisant l'amortisseur en un certain nombre de corps séparés et en faisant tourner ceux-ci les uns par rapport aux autres de telle façon que les partes du passage qui se trouvent à l'intérieur des divers corps séparés puissent entre placées en des positions relatives différentes. son ajustant convenablement la position des divers corps séparés, on obtient soit seulement un amortissement du bruit, soit en plus une diminution de pression.Dès avant son incorporation, on doit adapter cet amortisseur de son connu-aux conditions particulières d'utilisation, c'est-à-dire que les divers corps doivent être immobilisés à leur position de réglage. Un rajustement, en particulier un ajustement automatique de la chambre d'amortissement en fonction de conditions variables, n'est pas possible. De préfc rence, on doit même fixer de façon permanente les corps séparés les uns aux autres, par exemple par collage , par soudage ou par une opération analogue, dès que leur position a été adaptée à l'application choisie. Comme tous les autres amortisseurs de son connus, qu'il s'agisse d1amortisseurs à absorption ou à détente, l'amortisseur de son décrit au paragraphe précédent a pour inconvénient que, pour chacune de ses réalisations, il est impossible de faire varier sa forme et son volume et par conséquent la résistance intégrée de l'amortisseur de son. I1 s'ensuit que l'amortisseur de son n' est agencé de façon optimale que pour une vitesse déterminé du moteur à combustion interne mais peut s'écarter considérablement de cette valeur optimale pour les autres plages de vitesse Si donc la vitesse du moteur est supérieure ou inférieure à ce zendomine idéal, le débit et la vitesse d'écoulement réels des gaz brdlés et par conséquent la pression de ceux-ci varient de telle sorte que l'agencement idéal de l'amortisseur de son ne se trouve plus réalisé dans ce cas.Si les gaz brûlés traversent une chambre d'amortissement de l'amortisseur de son dont le volume et la forme sont immuables, la résistance qui est offerte à l'écoulement est d'autant plus grande que la vitesse d'écoulement est plus élevée. Cette résistance à l'écoulement accrue se traduit par une augmentation de la contre-pression sur les gaz d'échappement, ce qui provoque un affaiblissement considérable du rendement du moteur à combustion interne. L'invention a donc pour but de proposer un amortisseur de son, en particulier un silencieux pour gaz d'échappement, du genre défini en préambule, qui comporte un agencement optimal pour toutes les gammes de vitesse du moteur, qui ne nuise donc pas au rendement de ce dernier et qui se distingue en outre par un bon amortissement et par une émission améliorée des gaz d'échappement. Selon l'invention, ce but est atteint gracie essentiellement au fait que la chambre d'amortissement est variable, en son volume et/ou en sa forme > en fonction de la composante de pression et vitesse des gaz d'échappement qui la traversent. Avee des noyens conformes à Invention, on parvient à un amortisseur de son qui donne lieu à un agencement optimal de la chambre d'amortissement, sur toute la gamme de vitesse du moteur, ce qui supprime l'influence nocive de la résistance à ltécoulement qui se traduit habituellement par une perte de rendement du moteur. Autrement dit, ceci signifie que la chambre d'amortissement s'adapte automatiquement à la composante de pression et vitesse des gaz d'échappement, laquelle varie en fonction de la vitesse du moteur ; de plus, les variations de la chambre d'amortissement entrainent celles de la résistance à l'écoulement et par conséquant de la contre-pression des gaz brûlées, et ceci de façon telle qu'on obtienne toujours les conditions optimales. Is variation de la chambre d'amortissement en fonction de la composante de pression et vitesse des gaz d'échappement qui la traversent peut être obtenue de différentes manières, par exemple en provoquant sous l'action des gaz une variation appro priee du volume et/au de la forme ae la chambre d'amortissement. Ceci peut se faire par voie purement mécanique, et/ou hydraulique ou pneumatique. Selon une variante avantageuse, la variation du volume et/ou de la forme de la chambre d'amortissement est réglable directement par la composante de pression et vitesse des gaz d'échappement. De préference, la chambre d'amortissement comporte, transversalement par rapport à la direction dtécoulement des gaz d'échappement, une surface dtimpact capable de se déplacer, en translation ou autrement, sous la pression des gaz d'échappement qui arrivent dans la chambre d'amortissement, ùette pression agissant ainsi directement sur cette surface d'impact. La surface d'impact peut être constituée par un élément quelconque monté élastiquement dans la botte ou soutenu par celle-ci avec une possibilité de déplacement. L'élément en question peut être constitué par une membrane. Cette membrane est reliée, par exemple, à la tringlerie d'accélération du moteur d'un véhicule, par l'intermédiaire d'un dispositif mécanique et/ou hydraulique ou pneumatiqlie. Selon une variante préférée, la surface d'impact est constituée par la surface libre d'un liquide de remplissage. De l'huile usagée peut servir, par exemple, de liquide de remplissage. Dans ce dernier cas, le liquide est contenu à la partie inférieure de la boîte et s'étend jusqu'd une chambre d'équiiikage qui communique avec la chambre d'amortissement. Lorsque les gaz d'échappement frappent la surface supérieure et libre du liquide, le niveau de celui-ci s'abaisse et la quantité de liquide qui est ainsi chassée de la chambre d'amortissement s'échappe vers la chambre d'équilibrage. Si la chambre d'équilibrage est séparée de la chambre d'amortissement par une cloison à peu près parallèle à la direction d'écoulement des gaz d'échappement, jusqu'à une ouverture de communicatinn située au-dessous de la surface libre du liquide, il est possible d'utiliser l'amortisseur de son non seulement dans une installation fixe, mais aussi par exemple sur un véhicule automobile car, gracie à la présence de la cloison, l'amortisseur de son reste entièrement capable de fonctionner jusqu'à un angle d'inclinaison de 400 environ par rapport à son axe longitudinal et à son axe transversal. La chambre d'équilibrage peut autre disposée coaxialement à la chambre d'amortissement, ou encore selon la direction axiale de celle-ci, en fonction des exigences particulières de l'application envisagée. Lorsque le liquide de remplissage est constitué par de l'huile usagée, il ne détermine pas seulement la dimension variable de la chambre d'amortissement, mais assure un amortissement dynamique souple de la colonne oscillante des gaz d'échappement, ce qui provoque l'affaiblissement du bruit. Enfin, le liquide exerce aussi une influence favorable sur le milieu ambiant car l'effet centrifuge, qui se produit lors de l'impact du courant des gaz d'échappement à la manière d'un séparateur cyclone, sépare de ce courant les particules de suie qui parviendraient normalement à l'air libre. La botte comporte avantageusement un trou de vidange ou de remplissage, normalement obturé par une vis, qui permet de remplacer le liquide en cas de besoin. Les périodes de changement du liquide se calculent en fonction des conditions particulières d'utilisation. Un mode de réalisation préféré de l'invention est représenté à la figure unique du dessin annexé, par une coupe verticale schématique, et va être décrit ci-après. L'amortisseur de son 1 qui est représenté est raccordé par une ventrée" 2 à la tubulure d'échappement 3 d'un moteur à combustion interne (non représenté). L'amortisseur 1 est essentiellement constitué d'une boite 4 à la partie supérieure de laquelle est disposée l'entrée 2. L'amortisseur 1 comporte une "sortie" 5, située du ctté opposé à celui de l'entrée 2, La boite 4, dont la forme est de préférence cylindrique, comporte une paroi supérieure 6 ainsi qu'un fond 7. Un liquide 8, tel que de l'huile usagée, remplit la partie inférieure de la boite 4. Sur le dessin annexé, on a représenté en trait plein la surface supérieure et libre 9 du liquide 8 au repos ainsi, qu'en trait mixte la surface libre Il du m8me liquide 8 dans certaines conditions de fonctionnement. La signification des différentes positions des surfaces 9 et Il sera expliquée en détail ci-après. La botte 4 comporte une chambre d'amortissement 12 qui est divisée par une cloison médiane 13 en un compartiment d'entrée 14 et en un compartiment de sortie 15. Les gaz d'échappement, qui pénètrent dans la chambre d'amortissement 12 par l'entrée 2, sont schématisés par des flèches 16. Ainsi qu'il ressort du dessin, la cloison 13 limite par son extrémité inférieure, située au-dessus de la surface libre 9 ou "il du liquide 8, un passage 17 qui fait cotarnuniquer le compartiment d'entrée 14 avec le compartiment de sortie 15. Une autre cloison 18, parallèle à la direction d'écoulement, sépare la chambre d'amortissement 12 d'une chambre d'équilibrage 19 qui est disposée sur l'un des cotés de la bote 4. Selon le mode de réalisation représenté, la chambre d'équilibrage 19 est obturée par rapport à l'atmosphère extérieure. Par son extrémité inférieure, la cloison 18 limite, au-dessous de la surface libre 9 ou 11 du liquide 8, une ouverture de communication 21 qui permet au liquide 8 de se répandre jusque dans la chambre d'équilibrage 19. Un trou, obturé normalement par une vis 22, sert à effectuer la vidange et le remplissage du liquide 8. L'amortisseur de son 1 fonctionne de la manière suivante. Les gaz d'échappement passent de l'entrée 2 à la sortie 5, suivant les flèches 16. Au niveau du passage 17,les gaz d'échappe ment frappent la surface libre 9 du liquide 8. La surface libre 9 du liquide 8 est refoulée plus ou moins bas dans la chambre d'amortissement 12, en fonction du débit et de la vitesse ou de la pression des gaz d'échappement. Une quantité du liquide 8, égale à celle qui est chassée de la chambre d' amortissement 12, s'élève ainsi à l'intérieur de la chambre d'équilibrage 19o La nouvelle surface libre 11, qui s'établit en fonctionnement dans la chambre d'équilibrage 19, est plus haute que dans la chambre d'amortissement 12 proprement dite. Lorsque la composante de pression et vitesse des gaz d' échappement change, la surface libre du liquide 8 change de position. Lors d'une diminution de la composante de pression et vitesse, la surface libre du liquide 8 s'élève légèrement daoe la chambre d'amortissement 12 tandis qu'elle s'abaisse corréla- tivement dans la chambre d'éqiLlibrage 19 ; inversement lorsque la composante de pression et vitesse des gaz d'échappement croit, le niveau du liquide 8 s'abaisse dans la chambre d'amortissement t2 tandis qu'il su élève corrélativement dans la chambre d'équilibrage 19. Grtce à cette position variable de la surface d'impact qui est formée par la surface supérieure et libre 9 ou la masse du liquide 8, il se produit une variation automatique du volume et de la forme de la chambre d'amortissement 12, lorsque la composante de pression et vitesse des gaz d'échappement varie. Ces grandeurs varient donc automatiquement en fonction des paramètres d'écoulement des gaz d'échappement qui arrivent dans cette chambre 12. Des lignes 23 et 24 indiquent les positions d'inclinaison jusqu'auxquelles un amortisseur de son 1 conforme à l'invention est encore entièrement capable de fonctionner. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté mais admet de nombreuses variantes. C' est ainsi que, contrairement à ce qui est représenté au dessin annexé, la chambre d'équilibrage 19 peut communiquer avec l'atmosphère ambiante. La réalisation particulière de l'amortisseur de son 1 ou l'agencement de la chambre d'équilibrage 19 dépend des conditions 'utilisation. Cette chambre d'équilibrage 19 peut aussi entre munie d'un élément de réglage qui ajuste la pression à l'intérieur de cette chambre 19 si bien qu'on est en mesure de faire varier la contrepression des gaz d'échappement pour obtenir une autre possibilité d'adaptation en ce qui concerne les propriétés d'amortissement du liquide. On peut disposer un tuyau souple dans la chambre d'équilibrage 19 et établir ainsi la contre-pression, en liaison avec une source appropriée d'air comprime. La surface d'impact ne doit pas non plus être absolument constituée par un liquide de remplissage. Dans le cadre de l'invention, on peut en effet envisager de former la surface d'impact pour les gaz d'échappement par une membrane qui s'étend au-dessous de la cloison t3 transversalement par rapport à la chambre d'amortissement 12. Les gaz d'échappement peuvent agir directement sur cette membrane, laquelle peut aussi être déplacée indirectement, par exemple par une tringleras mécanique ou transmission hydraulique qui est reliée à la tringlerie d'accélération du moteur d'un véhicule. On comorend que, dans tous les cas mentionnés plus haut, l'une des dimensions, au moins, de la chambre 12 varie, ce qui entraîne une variation du volume et/ou de la forme de cette chambre d'amortissement. REVENDIAATIONS 1. Amortisseur de son, en particulier silencieux pour gaz d'échappement, qui est constitué par une boite comportant une entrée et une sortie pour les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne et limitant une chambre d'amortissement variable, laquelle est parcourue par les gaz d'échappement, caractérisé en ce que l'une au moins des dimensions de la chambre d'amortissement (12) est variable, en fonction de la composante de pression et vitesse des gaz d'échappement (16) qui la traversent. 2. Amortisseur-de son selon la revendication 1, caractérisé en ce que la variation d'une dimension, au moins, de la chambre d'amortissement (12) est réglable directement par la composante de pression et vitesse des gaz d'échappement. 3. Amortisseur de son selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la chambre d'amortissement (12) comporte, transversslement par rapport à la direction d'écoulement des gaz d'échappement, une surface d'impact (8, 9) capable de se déplacer, par exemple en translation, sous la pression des gaz d'échappement qui arrivent dans la chambre d'amortissement (12). 4. Amortisseur de son selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la surface d'impact est constituée par la surface libre (9) d'un liquide de remplissage (8). 50 Amortisseur de son selon. la revendication 4, caractérisé en ce que de l'huile usagée sert de liquide de remplissage. 6. Amortisseur de son selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le liquide est contenu à la partie inférieure de la boite (4) et s'étend jusqu'à une chambre d'équilibrage (19) qui communique avec la chambre d'amortissement (12). 7. Amortisseur de son selon la revendication 6, caractérisé en ce que la chambre d'équilibrage (19) est séparée de la chambre d'amortissement (12) par une cloison (18) à peu près parallèle à la direction d'écoulement des gaz d'échappement (16), jusqu'à une ouverture de communication (21) située au-dessous de la surface libre (9) du liquide (8). 8. Amortisseur de son selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la chambre d' équilibrage (19) communique avec l'atmosphère estérieure. 9. Amortisseur de son selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la chambre d'équilibrage (19) est obturée par rapport à l'atmosphère extérieure. 10. Amortisseur de son selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérise en ce que la chambre d'équilibra- ge (19) est munie d'un élément de réglage qui ajuste la pression à l'intérieur de cette chambre (19). 11. Amortisseur de son selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que la chambre d'amortissement (12) est munie d'une cloison (13) qui s'étend à peu près parallèlement à la direction de passage des gaz d1échappement et qui divise la chambre d'amortissement (12) en un compartiment d'entrée (14) et en un compartiment de sortie (15), ces deux compartiments (14, 15) communiquant ensemble par un passage (17) qui est disposé à celle des extrémités de cette cloison (13) qui est dirigée vers le liquide (8). 12. Amortisseur de son selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'entrée (2) et la sortie (5) de la chambre d'amortissement (12) sont disposées respectivement à celle des extrémités du compartiment d'entrée (14) et du compartiment de sortie (15) qui est éloignée du liquide de remplissage (8). 13. Amortisseur de son selon ltune quelconque des revendi cations 4 à 12, caractérisé en ce que la boite (4) comporte un trou normalement obturé par une vis (22), qui permet de remplacer le liquide en cas de besoin. 14. Amortisseur de son selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que la surface d'impact est constituée par un élément monté élastiquement dans la boîte (4) ou soutenu par celle-ci avec une possibilité de déplacement 15. Amortisseur de son selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'élément formant la surface d'impact est constitué par une membrane 16. Amortisseur de son selon la revendication 15, caracté risé en ce que la membrane est reliée à la tringlerie d'accélération du moteur d'un véhicule' par l'inScermédiaire d'un dispositif de nature appropriée.