Brevet FR2468735A1 — publié le 19810508

I L'invention concerne un conduit d'échappement pour un moteur à combustion interne et plus particulièrement un tuyau d'échappement du type à soufflet en plusieurs couches à utiliser dans le conduit d'échappement. Comme tuyau d'âchappement dans le conduit d'échap- pement pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile, on a utilisé communément un tube d'acier. Cependant, comme le tube d'acier est rigide, la vibration du moteur est transmise directement par le tube d'échappe- ment rigide au corps du véhicule en nuisant au confort de l'occupant ou des occupents et, comme les gaz d'échappe- ment du moteur à température et à pression élevées s'écou- lent à travers le tuyau d'échappement, il en résulte cet inconvénient que le bruit des gaz d'échappement qui passe à travers la paroi du tube (bruit de transmission) est élevé. La présente invention a pour but d'éliminer cet inconvénient inhérent au tube d'échappement en acier tradi- tionnel à utiliser pour un conduit d'échappement de véhicu- le automobile. Pour atteindre ce résultats on prévoit, selon la présente invention, un nouveau tuyau d'échappement à utiliser dans le conduit-d'échappement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. Le tuyau d'échap- pement comprend un soufflet en t8le d'acier inoxydable à plusieurs couches en hélices, une toile métallique cylin- drique entourant le soufflet à l'écart de la périphérie de ce dernier et présentant un diamètre réduit à chacune de ses extrémités opposées pour sa fixation à des tubes de 3Ei raccordement du conduit d'échappement et des bagues de retenue montées sur les extrémités opposées à diamètre réduit de la toile métallique pour fixer cette dernière aux tubes de raccordement. Pour bien faire comprendre les buts et avantages de l'invention, on en décrira ci-après plus en détails une forme d'exécution préférée, indiquée à simple titre d'exemple sans caractère limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel: la figure 1 est une vue de côté en élévation d'une forme d'exécution préférée d'un tuyau d'échappement du type- à soufflet en plusieurs couches selon la présente-invention, la moitié supérieure de la figure montrant en coupe longi- tudinale le tuyau d'échappement et les tubes de raccor- dement; la figure 2 est une coupe longitudinale fragmentai- re à plus grande échelle dudit tuyau d'échappement du type en soufflet à plusieurs couches représenté sur la figure 1; la figure 3 est une coupe longitudinale fragmen- taire d'une couche dudit tuyau d'échappement en soufflet à plusieurs couches représenté sur la figure 2; et la figure 4 est une vue schématique d'un conduit d'échappement dans lequel est disposé ledit tuyau d'échap- pement du type en soufflet à plusieurs couches. On se référera d'abord à la figure 4 du dessin annexé qui montre le conduit d'échappement dans lequel est disposé le tuyau d'échappement du type en soufflet à plusieurs couches selon l'invention, constituant un élément du conduit d'échappement. Sur la figure 4, on a indiqué en 1 un moteur dont le collecteur des gaz d'échappement est indiqué en 20 Un tube de raccordement 3 est raccordé à la sortie du collecteur d'échappement 2 par l'une de ses extrémités formant son entrée. Le tuyau d'échappement 10, du type en soufflet à plusieurs couches selon l'invention, est relié par l'une de ses extrémités à la sortie du tube 3 à l'opposé du collecteur 2 et par son autre extrémité à l'entrée d'un second tube de raccordement 3'. La sortie de ce second tube de raccordement 3D est raccordée à l'entrée d'un silencieux ou d'une boite d'échappement 4 dont la sortie est reliée à un tube d'éjection 5. Le moteur 1, le second tube de raccordements' et le silencieux 4 sont supportés élastiquement au corps 6 d'un véhicule par des ressorts en hélice 7. Le tuyau d'échappement 10 du type en soufflet à plusieurs couches qui fait l'objet de l'invention comprend un soufflet 11 en tBle d'acier à plusieurs couches (à trois couches dans l'exemple représenté), une toile métallique cylindrique 12 entourant le soufflet 11 à l'écart de la périphérie du soufflet et présentant des extrémités à diamètre réduit et des organes de retenue 13, 13 qui fixent les extrémités à diamètre réduit de la toile métal- lique 12 aux tubes de raccordement 3, 3' respectivement. Le soufflet Il à plusieurs couches est formé par superposi- tion de trois t8les d'acier inoxydable les unes sur les autres et laminage de l'ensemble en une configuration en hélice présentant une section ondulée. Avec la construction et la disposition des éléments du tuyau d'échappement mentionnées ci-dessus et comprenant le tuyau d'échappement 10 du type à soufflet selon l'inven- tion disposé entre les tubes de raccordement 3, 3', la vibration du moteur 1, quand celui-ci est en marche, est d'abord transmise aux tubes de raccordement 3, 3' mais, comme le tuyau d'échappement 10 du type en soufflet à plusieurs couches est interposé entre les tubes de raccorde- mént, la vibration transmise aux tubes de raccordement est absorbée par le tuyau d'échappement 10 sans être transmise aux éléments du conduit d'échappement qui se trouvent en aval du tube de raccordement 3' dans le sens de l'écoulement des gaz s'échappant du moteur. L'énergie acoustique des gaz d'échappement du moteur 1, s'écoulant à travers le souf- flet sous une pression et à une température élevées, est atténuée par l'action d'interférence résultant de l'alter- nance entre l'augmentation et la diminution de diamètre du soufflet ou de la disposition en alternance des crêtes et des creux de ses ondulations et par l'action de résonance exercée par les espaces délimités par les crêtes, De plus, comme le soufflet Il comprenant des tôles minces d'acier inoxydable est d'une structure à plusieurs couches, l'effet d'absorption des vibrations et l'amortissement de l'énergie acoustique du soufflet apparaissent clairement En outre, comme le soufflet est laminé sous une forme en hélice, les gaz d'échappement qui passent à travers le soufflet ont un écoulement tourbillonnaire qui adoucit la variation de leur pression, ce qui diminue.nsi l'énergie acoustique de ces gaz. Bien qu'on puisse penser que, plus la flexibilité du soufflet 10 à plusieurs couches en hélice est grande, plus les effets d'absorption des vibrations et d'att6nua- tion acoustique du soufflet sont grands, il convient de remarquer que, si le soufflet présente une flexibilité excessivement grande, une amplitude de vibration excessi- ve peut être induite dans le soufflet jusqu'à l'endommager. Aussi, afin d'empêcher l'induction d'une telle amplitude excessive de vibration dans le soufflet, la présente invention prévoit que la toile métallique cylindrique 12 entoure le soufflet 11 à une certaine distance de sa péri- phérie. La toile métallique 12 sert non seulement de moyen pour éliminer une telle amplitude excessive de la vibration du soufflet mais encore elle protège ce soufflet contre une détérioration éventuelle qui pourrait être causée par la projection de cailloux et/ou par le contact entre le soufflet et le sol de la route quand le véhicule sur lequel le soufflet est utilisé roule sur la route. Dans le soufflet 11 selon la présente invention, comme chacune des trois couches est formée par une tôle d'acier inoxydable (ayant une épaisseur de l'ordre de 0,15 à 0X3 mm) laminée en configuration en hélice présentant une section ondulée, le soufflet a un grand pouvoir d'absorption des vibrations du moteur en protégeant les éléments du conduit d'échappement contre ces vibrations. Ainsi, le soufflet procure un confort à l'occupant ou aux occupants du véhicule et peut éliminer efficacement tout bruit atteignant le ou les compartiments du véhicule et provoqués par la vibration du corps du véhicule. De plus, l'énergie acoustique produite par les gaz d'échappement du moteur peut être atténuée par les effets d'interférence et de résonance et par l'effet d'amortissement du soufflet. On remarquera encore que, bien que le soufflet à plusieurs couches en hélice ait une grande flexibilité, - toute amplitude excessive que pourrait présenter le souf- flet peut être empêchée par la toile métallique entourant ce soufflet. Comme le soufflet à plusieurs couches en hélice peut étre fabriqué par un simple laminage d'une longueur continue de tôle fine d'acier inoxydable en configuration en hélice ayant une section ondulée prédé- terminée ou désirée, le soufflet convient pour une produc- tion massive. Bien qu'on ait représenté et décrit en détail une seule forme d'exécution de l'invention, on comprendra qu'elle n'a été indiquée qu'à simple titre d'exemple et qu'on peut envisager diverses modifications sans s'écarter du cadre de l'invention définie par les revendications annexées. R E V E ND I C A T I 0 N S. 1. Tuyau d'échappement du type à soufflet utilisa- ble pour un moteur & combustion interne de véhicule, carac- térisé par le fait qu'il comprend un soufflet (11) à plusieurs couches en hélice qui est composé de plusieurs couches coaxiales de isles d'acier inoxydable et qui est relié par ses extrémités opposées à des tubes de raccorde- ment (3-3') dudit conduit d'échappement, une toile métalli- que cylindrique (12) entourant le soufflet à plusieurs couches en hélice (11) à une certaine distance de la péri- phérie de ce soufflet et présentant un diamètre réduit à ses extrémités opposées et des bagues de-retenue (13) pour fixer lesdites extrémités opposées à diamètre réduit de la toile métallique (12) auxdits tubes de raccordement (3-3'). 2. Tuyau d'échappement du type à soufflet à utili- ser dans le conduit d'échappement d'un moteur à combustion interne de véhicule selon la revendication 1, dans lequel chacune des couches coaxiales en t8le d'acier inoxydable présente une épaisseur de l'ordre de 0,15 mm à 0,3 mn. 3. Conduit d'échappement partant du collecteur - d'échappement d'un moteur de véhicule, comprenant un pretiser tube de raccordement dont l'entrée est reliée à la sortie du collecteur d'échappement, un tuyau d'échappement à plusieurs couches en hélice dont l'entrée est reliée a la sortie du premier tube de raccordement, un second tube de raccordement dont l'entrée est reliée à la sortie dudit tuyau d'échappement à plusieurs couches en hélice, un silencieux relié par l'une de ses extrémités à la sortie du second tube de raccordement et un tube d'éjection final relié à l'autre extrémité dudit silencieux, caractérisé pa: le fait que ledit tuyau d'échappement (10) à plusieurs couches est du type à soufflet et comprend un soufflet (11) qui présente plusieurs tôles fines d'acier inoxydable coaxiales, une toile métallique (12) qui entoure ce soufflet à une certaine distance de sa périphérie et des bagues de retenue (13) pour fixer les extrémités opposées de la toile métallique auxdits tubes de raccordement (3-3'). 4. Tuyau d'échappement du type à soufflet à utili- ser dans le conduit d'échappement d'un moteur à combustion interne de véhicule selon la revendication 3, dans lequel chaque couche coaxiale consiste en une t8le d'acier inoxydable présentant une épaisseur de l'ordre de 0,15 mm a 1,3 mm.