Brevet FR2463851A1 — publié le 19810227

L'invention concerne un dispositif d'échappement conçu pour être adjoint à un collecteur d'échappement d'un moteur à combustion interne. Dans un dispositif d'échappement du type ci-dessus, il est désirable de permettre l'écoulement régulier du gaz d'é- chappement, de ne pas créer une résistance notable et aussi de réduire le bruit du gaz d'échappement rejeté dans l'at- mosphère. Cependant, il est très difficile de remplir entièrement et simultanément les conditions ci-dessus, étant donné que l'on pourrait obtenir une réduction du bruit de l'échap- pement en créant une résistance relativement grande dans le dispositif d'échappement. Par exemple, dans un dispositif d'échappement connu, des passages d'écoulement compliqués présentent la forme d'un labyrinthe de manière à régulariser la pulsation du gaz d'échappement du moteur et ainsi, à ré- duire le bruit du gaz rejeté dans l'atmosphère. Cette réduc- tion du bruit est pratiquement proportionnelle à la compli- cation des passages d'écoulement. Toutefois, les passages d'écoulement compliqués s'opposent à un écoulement régulier du gaz d'échappement en créant une résistance notable dans le dispositif d'échappement de sorte que la contre-pression opposée au moteur dans le dispositif d'échappement devient excessive, causant une perte de puissance du moteur. En conséquence, l'un des buts de l'invention est de fournir un dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne qui puisse réduire de façon satisfaisante le bruit du gaz d'échappement sans créer de contre-pression élevée. Un autre but est de fournir un dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne qui soit de structure très simple et de fabrication peu conteuse. Selon l'invention, on propose un dispositif d'échap- pement pour moteur à combustion interne, formé d'une matière de grande conductivité thermique, comportant un orifice d'entré et un orifice de sortie et caractérisé par le fait que plusieurs conduits ramifiés minces sont prévus entre l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie de manière à divi- ser en courants partiels le gaz d'échappement venant de l'orifice d'entrée et à réunir ces courants partiels à l'orifice de sortie, les conduits ramifiés étant espacés entre eux de manière à permettre à l'air atmosphérique de passer par les espaces compris entre eux, ces conduits rami- fiés ayant une longueur différente les uns des autres. Un mode d'exécution préférentiel est caractérisé par le fait que chacun des orifices d'entrée et de sortie est une ouverture étroite allongée transversalement, que chacun des conduits ramifiés présente une section pratiquement rectan- gulaire aplatie et que les conduits ramifiés sont courbés vers l'extérieur avec des rayons de courbure différents. D'autres buts et particularités de l'invention apparaî- tront dans la description détaillée ci-après, portant sur des modes d'exécution préférentiels et se référant aux des- sins annexés sur lesquels: la figure 1 est une perspective arrachée d'un disposi- tif selon un premier mode d'exécution de l'invention; la figure 2 une coupe suivant la figure II-Il de la figure 1; la figure 3 une vue explicative montrant le branchement en série des dispositifs, selon un deuxième mode d'exécution de l'invention et la figure 4 une vue latérale des dispositifs de la figure 3, incorporés au tuyau d'échappement d'une automobile. On considérera les figures 1 et 2 qui montrent un pre- mier mode d'exécution-de l'invention; un dispositif d'échap- pement 1 est formé d'une matière de grande conductivité thermique telle qu'un alliage d'aluminium. Dans ce mode d'exécution, le dispositif 1 est formé de tôles minces de manière à augmenter la transmission de chaleur. Le disposi- tif 1 comporte un orifice d'entrée 2 et un orifice de sortie 3, relativement aplatis et allongés transversalement, situés dans le même plan horizontal. L'orifice d'entrée 2 communi- que avec l'orifice de sortie 3 par quatre conduits ramifiés 4a à 4d qui sont séparés entre eux indépendamment en leur partie intermédiaire entre les orifices d'entrée et de sor- tie mais se réunissent au voisinage des orifices d'entrée 2 et de sortie 3. Au moins trois conduits 4b à 4d sont légè- rement courbés avec des rayons de courbure différents de sorte que tous les conduits. ont des longueurs différentes L à L4 entre les orifices d'entrée 2 et de sortie 3. Dans ce dispositif, chaque conduit présente une section rectangulaire aplatie et est espacée du conduit adjacent par un espacement en forme d'arc 5. Le dispositif d'échappement 1 de l'invention est conçu pour être incorporé au tuyau d'échappement d'un moteur à combustion interne d'automobile. Par exemple, l'orifice d'entrée 2 du dispositif d'échappement 1 est relié à un col- lecteur d'échappement du moteur par un raccord (non repré- senté) présentant une ouverture circulaire reliée à la sor- tie du collecteur d'échappement et une ouverture aplatie re- liée à l'orifice d'entrée 2 du dispositif selon l'invention. Lé dispositif d'échappement selon l'invention doit être re- lié à l'automobile à un endroit o il est soumis à un re- froidissement par un courant d'air lorsque l'automobile rou- le. Dans un tel dispositif, le gaz d'échappement chaud sor- tant du collecteur d'échappement du moteur entre dans l'ori- fice d'entrée 2 du dispositif et se ramifie en quatre cou- rants partiels passant par les quatre conduits 4a à 4d. Etant donné que le dispositif d'échappement est soumis à un refroidissement par un courant d'air, le gaz d'échappement qui passe par les conduits ramifiés 4a à 4d est refroidi par l'air. L'effet de refroidissement du présent dispositif est remarquable parce que les conduits ramifiés 4a à 4d ont une forme relativement mince et aplatie et sont formés d'une matière de grande conductivité thermique et séparés entre eux de manière à permettre à l'air de passer librement par les espacements. Par suite de cet effet de refroidissement, la pression du gaz d'échappement arrivant à l'orifice de sortie 3 du dispositif selon l'invention est remarquablement dimi- nuée. Ainsi, la contre-pression appliquée au moteur par le tuyau d'échappement est réduite efficacement ce qui fait qu'il devient possible d'augmenter la puissance du moteur. En outre, étant donné que la pression du gaz d'échappement est diminuée dans le dispositif, la dilatation thermique du gaz d'échappement rejeté dans l'atmosphère par l'orifice de sortie 3 du dispositif n'est pas aussi grande que dans le dispositif d'échappement classique, de sorte que le bruit engendré est diminué dans ce dispositif. En outre, le gaz d'échappement qui entre dans l'orifice dbntrée 2 du dispositif 1 est divisé en quatre courants par- tiels par les conduits ramifiés 4a à 4d qui ont des longueurs différentes. En conséquence, les courants partiels du gaz d'échappement ont des phases d'onde différentes lorsqu'ils passent par les conduits et ces phases entrent en interaction à l'orifice de sortie 3 du dispositif. Il est très facile de prérégler la longueur des conduits 4a à 4d de façon que l'amplitude de l'onde mixte à l'orifice de sortie 3 du dis- positif devienne très inférieure à celle qui existe à l'ori- fice d'entrée. Il en résulte une nouvelle diminution du bruit du gaz d'échappement rejeté dans l'atmosphère. Dans le dispositif d'échappement selon un premier mode d'exécution de l'invention, les conduits ramifiés 4b à 4d sont légèrement courbés avec des rayons de courbure diffé- rents de sorte qu'aucune chute de pression notable n'est en- gendrée par le dispositif. Cette structure selon l'invention permet de brancher en série plusieurs dispositifs selon l'in- vention. Les figures 2 et 3 montrent un deuxième mode d'exécution de l'invention dans lequel trois dispositifs d'échappement 1 selon l'invention sont reliés en série au collecteur d'échap- pement 5 du moteur 6. Dans le branchement en série des dis- positifs selon l'invention, on retourne sens dessus dessous le dispositif intermédiaire lb, relativement à la figure 1, et on le branche de façon telle que l'orifice d'entrée 2 du dispositif intermédiaire lb communique directement avec l'orifice de sortie 3 du dispositif adjacent la situé en amont, tandis que l'orifice de sortie 3 du dispositif inter- médiaire lb communique directement avec l'orifice d'entrée 2 de l'autre dispositif adjacent, situé en aval. De préférence, les dispositifs la à lc en série sont montés en dessous de l'automobile 7 et plusieurs déflecteurs 8 sont prévus sur les dispositifs de manière à dévier le courant d'air en direction horizontale contre les surfaces extérieures des conduits ra- mifiés des dispositifs selon l'invention et à renforcer l'ef- fet de refroidissement pendant que l'automobile roule. - Comme on le comprend par la description du deuxième mode d'exécution, le branchement en série des dispositifs selon l'invention a pour effet de refroidir beaucoup plus le gaz d'échappement, réduisant ainsi fortement le bruit du gaz d'échappement dans l'atmosphère. Les interactions entre les courants partiels du gaz d'échappement sont en outre accrues cumulativement pendant que le gaz d'échappement passe par les conduits ramifiés 4a à 4d. En conséquence, il devient possible de réduire notablement le bruit du gaz d'échappement en prérégcant la longueur des conduits de façon que l'ampli- tude des ondes mixtes du gaz d'échappement rejeté dans l'at- mosphère puisse devenir minimale. Ainsi, le dispositif d'échappement selon l'invention peut remplacer un silencieux classique relativement coûteux, ce qui entraîne une augmentation de la puissance du moteur et une moindre consommation de carburant. On a décrit l'invention à propos de modes d'exécution préférentiels mais on peut y apporter, dans le cadre de l'in- vention, de nombreuses modifications. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'échappement pour moteur à combustion interne, formé d'une matière de grande conductivité thermi- que, comportant uh orifice d'entré et un orifice de sortie et caractérisé par le fait que plusieurs conduits ramifiés minces sont prévus entre l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie de manière à diviser en courants partiels le gaz d'échappement venant de l'orifice d'entrée et à réunir ces courants partiels à l'orifice de sortie, les conduits rami- fiés étant espacés entre eux de manière à permettre à l'air atmosphérique de passer par les espaces compris entre eux, ces conduits ramifiés ayant une longueur différente les uns des autres. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacun des orifices d'entrée et de sortie est une ouverture étroite allongée transversalement, que chacun des conduits ramifiés présente une section pratiquement rec- tangulaire aplatie et que les conduits ramifiés sont courbés vers l'extérieur avec des rayons de courbure différents. 3. Dispositif selon l'une des revendications l't -, ca- ractérisé par le fait qu'il comprend en outre plusieurs dé- flecteurs qui lui sont fixés de manière à dévier le courant d'air contre les surfaces extérieures des conduits ramifiés, pendant la marche d'une automobile équipé du dispositif. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, ca- ractérisé par le fait que l'orifice d'entrée, l'orifice de sortie et les conduits ramifiés font cor5s entre eux et sont pratiquement situés dans un même plan. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, ca- ractérisé par le fait qu'il est branché en série avec un ou plusieurs autres dispositifs de même structure.