Brevet FR2464365A1 — publié le 19810306

La présente invention, due à la collaboration de Monsieur Thierry NAUDIN, concerne les silencieux d'échappement utilisés notamment sur les véhicules automobiles. On sait que les moyens d'atténuation acoustique mis en oeuvre dans les silencieux d'échappement font principalement appel aux trois principes suivants - absorption, - réflexion, - interférence. Le silencieux à absorption est un filtre passe bas dans lequel les composantes HF sont atténuées par le frottement d'une partie du fluide dans une garniture d'un matériau absorbant disposé autour d'un tuyau perforé. L'atténuation par réflexion est obtenue en combinant une ou plusieurs résistances acoustiques avec la tuyauterie de sorte que le son qui s'y propage se trouve partiellement réfléchi, ce qui entralne un amortissement du bruit à la sortie du système. Le principe de l'atténuation par interférence consiste à réaliser une division de l'onde ou des ondes pour ne réincorporer la ou les fractions déviées à la veine principale qu'au moment opportun et en introduisant entre la veine principale et chaque fraction déviée une différence de marche qui correspond en fait à la différence entre la longueur des deux trajets suivis par les deux flux considérés. A chaque valeur de la différence de marche correspond une atténuation optimale pour une composante de fréquence déterminée, la valeur de la fréquence atténuée étant inversement proportionnelle à la valeur de la différence de marche. I1 est donc plus faeile d'atténuer par interférence les sons aigus (HF et/ou MF) que les sons graves (BF). On utilise actuellement dans la construction automobile des silencieux qui superposent au moins deux des effets définis ci-dessus, à savoir la réflexion et l'interférence. Ces silencieux comprennent une enveloppe dans laquelle pénètrent au moins deux tubes perforés parallèles, un tube d'arrivée ou tube amont et un tube de départ ou tube aval, parcourus en série par les gaz d'échappement. Etant donné les impératifs d'encombrement auxquels doivent répondre ces silencieux, on a cherché à augmenter leur efficacité dans l'atténuation des graves en augmentant la valeur de la différence de marche maximale susceptible d'être obtenue, en particulier en multipliant les renvois et par exemple en réalisant des dispositifs à deux renvois et trois tubes ou quatre renvois et cinq tubes. Cependant, cette évolution n'est pas tout à fait satisfaisante car elle entraene de très sérieux inconvénients. En particulier, une telle solution donne lieu à un accroissement très sensible de la perte de charge dans l'ensemble du silencieux, qui a pour effet de diminuer le rendement du moteur. Par ailleurs, si lton augmente les dimensions et en particulier la longueur du silencieux pour que la différence de marche maximale des ondes soit la plus importante possible, on aboutit à des ensembles qulil est souvent difficile de loger compte tenu des contraintes d'implantation sur les véhicules automobiles. Le but de cette invention est de réaliser un silencieux d'échappement pour moteur à combustion qui soit plus facile à implanter et qui présente des caractéristiques d'atténuation des sons aussi satisfaisantes que les silencieux connus. Elle a pour objet un silencieux comprenant une enveloppe fermée et au moins deux tubes, à savoir un tube amont, et un tube aval, perforés au moins dans certaines zones et parcourus en série par les gaz d'échappement, caractérisé en ce que ltenveloppe fermée est réalisée sous forme d'au moins deux enceintes séparées, reliées par des tronçons de chacun des tubes. Les tronçons de liaison des tubes, disposés entre deux enceintes consécutives peuvent ëtre coudés ou d'une façon générale conformés pour permettre l'implantation des diverses enceintes. De préférence, il n'est prévu aucune fonction acoustique dans ces tronçons de liaison. Suivant un mode de réalisation, il est prévu au moins un tube de renvoi s'étendant entre deux chambres d'équilibrage de deux enceintes séparées. L'invention va etre décrite plus en détail ci-dessous à propos d'un mode de réalisation et en se référant au dessin annexé. La Fig. unique de ce dessin représente schématiquement un silencieux dont l'enveloppe fermée est réalisée sous la forme de deux enceintes 1; 2; constituées chacune par une paroi latérale 3 4; de section elliptique, par exemple, et deux parois d'extrémité 5, 6; 7, 8; serties ou soudées sur la paroi latérale. L'enceinte 1 est divisée par une cloison transversale 9 en deux chambres 10, 11, la chambre 10 constituant une chambre d'équilibrage. De même, l'enceinte 2 est divisée par deux cloisons transversales 12, 13, en trois chambres 14, 15, 16, dont la dernière constitue une chambre d'équilibrage. Trois tubes, réalisés chacun en une ou plusieurs parties, complètent ce silencieux - un tube amont 20, relié à la tubulure d'échappement du moteur, le cas échéant avec interposition d'au moins un autre silencieux (non représenté) traverse la première enceinte 1 et les deux chambres 14, 15, de la deuxième enceinte 2 et débouche dans la chambre d'équilibrage 16 de cette deuxième enceinte. I1 comporte plusieurs séries d'orifices : une première série 21 au droit de la chambre 10, ou légèrement en amont de cette chambre, où il est entouré par un manchon 22; une deuxième série 23 au niveau de la chambre 11; et une troisième et une quatrième séries 24, 25, au droit des chambres 14, 15, respectivement. - un tube intermédiaire 30 s'étend entre les deux chambres d'équilibrage 10 et 16 et comporte trois séries d'orifices 31, 32, 33, respectivement, au niveau des orifices 23, 24, 25, du tube amont. - un tube aval 40, s'étend à partir de la chambre d'équilibrage 10, traverse la chambre 11 et l'enceinte 2 et s'étend au-delà de cette enceinte. I1 comporte, dans l'exem- ple choisi, trois séries d'orifices 41, 42, 43, situées respectivement, au niveau de la chambre 11 (orifices 41), et de la chambre 15, au voisinage des cloisons 12, 13 (orifices 42 et 43). Les divers orifices ont par exemple des diamètres de l'ordre de 3,5 mm et sont séparés par un entraxe de l'ordre de 10,5 à 12 mm environ. Dans l'exemple représenté, les tronçons des tubes a a a 20, 30, 40, désignés par les références 20a, 30 , 4o 40a, qui sont situés entre les deux enceintes 1, 2, sont coudés pour permettre une implantation plus aisée de ces deux enceintes. Des résonateurs peuvent par ailleurs être prévus en des emplacements judicieusement choisis des différents tubes, pour atténuer certaines fréquences, mais n'ont pas été figurés sur le dessin. En désignant par les lettres a, b, ..., n, p, différents points du trajet des gaz, on peut noter-que suivant l'invention de grandes différences de marche peuvent être réalisées telles que, par exemple b c d e f g h i - bi b c h i - bi b c d e f g h i j k 1 - bl etc. Les deux étages repérés m et n ont pour but de rechercher un effet d'interférence supplémentaire et de couper la longueur 1P qui serait préjudiciable à une bonne atténuation. Le fait de prévoir au moins deux enceintes disposées en série en association fonctionnelle permet d'obtenir des différences de marche correspondant à la distance développée de leurs extrémités les plus éloignées, comme si les volumes n'étaient pas séparés. Ceci est tout à fait surprenant et constitue un avantage essentiel, tant sur le plan de l'effi- cacité de fonctionnement que de la souplesse d'utilisation. C'est ainsi qu'on a pu vérifier qu'un tel dispositif permettait d'obtenir une atténuation du bruit de bouche comparable â celle procurée par les meilleurs silencieux monobloc de grande longueur, sans. pratiquement qu'il soit nécessaire de faire évoluer l'environnement de la partie arrière du véhicule. REVENDICATIONS 1. Silencieux d'échappement, notamment pour moteur à combustion interne,comprenant une enveloppe fermée et au moins deux tubes, à savoir un tube amont, et un tube aval, perforés au moins dans certaines zones et parcourus en série par les gaz d'échappement, caractérisé en ce que l'enveloppe fermée est réalisée sous forme d'au moins deux enceintes séparées (1, 2), reliées par des tronçons (20a, 30a, 40a) de 30a, 40 de chacun des tubes (20, 30, 40). 2. Silencieux suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les tronçons de liaison des tubes (20a, 30a, 40jazz disposés entre deux enceintes consécutives (1, 2) sont coudés ou, d'une façon plus générale, conformés pour facili- ter l'implantation des diverses enceintes. 3. Silencieux suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il n'est prévu aucune fonction acoustique sur les tronçons de tubes de liaison (2qat 30a, 40a) entre les diverses enceintes (1, 2). 4. Silencieux suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un tube intermédiaire (30) placé en série entre les tubes amont et aval (20, 40) et débouchant à ses extrémités dans des chambres d'équilibrage respectives (10, 16) de deux enceintes séparées (1, 2).