Brevet FR2483516A1 — publié le 19811204

i L'invention concerne un silencieux ou amor- tisseur de n: pour moteurs à combustion avec un carter partagé en au moins deux chambres de réflexion, disposées l'une derrière l'autre, dans la première desquelles, coté entrée, débouche un tube d'entrée de gaz d'échappement, avec des canaux intermédiaires pour assurer la liaison entre les chambres de réflexion, et avec un tube de sortie des gaz d'échappement qui débouche dans la dernière chambre de réflexion. De nombreux types de réalisation de silencieux sont connus. Ainsi y a-til par exemple des silencieux qui reposent sur le principe de l'amortissement du bruit par absorption (silencieux passifs), o les gaz d'échap- pement sont amenés au moyen de tubes qui comportent à la périphérie des trous au travers desquels l'onde sonore peut sortir en étant répartie de façon uniforme et est amortie jusqu'à un certain point par la laine minérale qui entoure ces tubes. Ces silencieux par absorption- sont par exemple utilisés comme silencieux principaux (demande de brevet allemand 2.257.854) - appelés également silencieux à écho - pour amortir en particulier la gamme de bruits à. haute fréquence des gaz d'échappement rejetés. A cSté de ces amortisseurs de son par absorption ou passifs, il a été donné de connaitre des amortisseurs de la meme espèce appelés amortisseurs de son par réflexion ou à chicanes qui fonctionnent suivant un principe actif o les ondes sonores se réfléchissent en atténuant les ondes postérieures. Pour ceux-ci de façon similaire à celle des amortisseurs de son par absorption, ou passifs, les gaz d'échappement passent à travers une "pomme d'arro- 2 2483516 soir d'entrée", c'est-à-dire un corps avec un grand nombre de trous de sortie, dans des chambres de réflexion, et sont alors conduits,-au moyen de différents tubes, dans différents autres espaces de réflexion, o les gaz d'échap- pement peuvent de nouveau sortir par des trous de sortie (par exemple des tubes perforés), pour s'écouler finalement à l'air libre par le tube de sortie des gaz d'échappement. Le principe utilisé pour les amortisseurs de son par réflexion repose donc sur le fait que le son se trouve réduit grâce à des modifications de section et à des changements de direction. Par le fait d'une réactance variée rencontrée dans chacune des éléments, il se produit une réflexion de l'énergie sonore, qui amortit de préférence la gamme des fréquences basses. L'inconvénient de ces amortisseurs connus consiste dans les passages entre les tubes et les chambres de réflexion, ce qu i-entra ne une résistance élevée à l'écoulement des gaz et ainsi une retenue vers le moteur. En plus on ne peut amortir efficacement que des fréquences déterminées, qui dépendent également des dimensions de l'amortisseur de son, en particulier, en ce qui concerne les fréquences élevées. Pour ne pas trop nuire à la puissance du-moteur, il est nécessaire, pour obtenir une contrepression plus basse des gaz d'échappement, de choisir pour les tubes, dans l'amortisseur de son par réflexion, une section rela- tivement grande. Comme cependant les tubes sont montés à l'inté- rieur des chambres de réflexion, le volume des chambres, )1 2483516 nécessaire pour obtenir cette réflexion, devient trop petit, ce qui a de nouveau comme conséquence un mauvais amortisse- ment des gammes de bruits des différentes fréquences. Pour cette raison, les dimensions des chambres de réflexion traditionnelles doivent être conçues plus grandes. Cela conduit ainsi à adopter une construction agrandie pour l'amortisseur de.son, pour obtenir les memes propriétés d'amortissement qu'avec un amortisseur par absorp- tion, ce qui entraine de nouveau de plus grandes dépenses o de matière et de ce fait rend plus couteux les amortisseurs par réflexion connus Jusqu'à présent. En outre on trouve un inconvénient dans le fait que pour différents moteurs d'une série, il apparaît divers spectres de fréquences, qui doivent être amortis. Celà conduit à adopter, pour les amortisseurs de son par réflexion connus Jusqu'à présent, des dimensions diffé- rentes, ce qui est nécessaire meme pour des moteurs d'une série ayant par exemple des puissances différentes et qui présentent donc de larges inconvénients et n'est pas sou- haitable. Le problème qui est à la base de l'invention c'est de constituer un amortisseur de son pour moteurs à combustion avec un carter partagé en au moins deux cham- bres de réflexion, disposées l'une derrière l'autre, dans la première desquelles, côté entrée, débouche un tube d'en- trée de gaz d'échappement, avec des canaux intermédiaires pour assurer la liaison entre les chambres de réflexion, et avec un tube de sortie des gaz d'échappement qui débouche dans la dernière chambre de réflexion, avec un bon amortis- sement dans une gamme de fréquences aussi large que possible, en particulier dans les fréquences élevées, sans MMï5n'e6 une perte de puissance élevée, tout en ayant une construc- tion réduite et un faible rayonnement du corps d'amortis- seur, de telle sorte qu'il puisse en outre, être utilisé pour différents moteurs, sans grandes dépenses. Ce problème est résolu suivant l'invention, pour un amortisseur de son de la famille définie au para- graphe précédent par le fait - que sur la face interne du carter est disposée au moins une tôle adaptée à la courbure du carter, constitué d'un grand nombre d'ondulations en formant pour chacune un canal intermédiaire formé par une ondulation de la tôle et la face interne du carter, - que la zone de l'embouchure du tube d'entrée des gaz d'échappement, et celle du tube de sortie des gaz d'échap- pement sont entourées chacune d'une enveloppe de chambre formant une chambre de réflexion fermée, - et que l'enveloppe de chambre repose sur la face interne de la tôle ondulée en formant un grand nombre de canaux de guidage séparés l'un de l'autre. Du fait que l'on a disposé sur la face interne du bo tier une tole ondulée et en outre cintrée, partagée de préférence en deux parties, il se forme un grand nombre de canaux intermédiaires parallèles entre eux, qui présentent une section globale élevée par rapport à la section du tube d'entrée des gaz d'échappement, de sorte que l'écoule- ment à travers ces canaux intermédiaires depuis la chambre de réflexion coté entrée, à travers plusieurs autres, jusqu'à la chambre de réflexion c8té sortie, ne rencontre qu'une D0 résistance à l'écoulement très faible, et de ce-fait il r: n'y a pas ie perte de puissance, ou il n'y en a que dans une mesure f.aible, négligeableo Le tube d'entrée et le tube de sortie des gaz d'échappement, qui sont qntourés d'une enveloppe de chambre fermée, constituent de ce fait également une chambre de réflexion0 L'enveloppe de chambre de réflexion repose sur la face interne de la tole ondulée et il se forme ainsi, du fait des ondulations de la tOle et avec les ondulations de l'enveloppe de chambre de réflexion, un grand nombre de canaux de guidage séparés l'un de l'autre, qui sont en liaison par des trous de passage avec l'intérieur de l'enveloppe de chambre de réflexion. Ainsi les gaz d'échappement qui débouchent dans l'enveloppe de chambre de réflexion peuvent Utre con- duits, par les trous de passage et les canaux de guidage dans les autres chambres de réflexion formées en dehors de la chambre de réflexion en question C'est seulement d partir de cette chambre de réflexion que les gaz d'échap- pement sont conduits par la chambre intermédiaire dans les autres chambres de réflexion, à partir desquelles les gaz d'échappement pénètrent finalement dans le tube de sortie des gaz d'échappement. Du fait du grand nombre de chambres de réflexion et des nombreux petits canaux d'écoulement, il se produit un bon amortissement de la gamme de fréquences élevées, en particulier du fait que la surface des parois de tous les canaux, pris ensemble. est un grand nombre de fois plus grande qu'elle n'est suivant l'état de la technique0 A cSté de la valeur élevée du frottement résultant de la grande surface de parois, les canaux d'écoulement peuvent 6 2 483516 être accordés, au moyen de trous de passage, avec les cham- bres de réflexion de telle façon que ceci soit également favorable à l'amortissement de la gamme de basses fréquences, tout en n'ayant pas d'effet sur la puissance du moteur à combustion, ou en n'ayant qu'un effet négligeable. Il s'ajoute à cela que, du fait de l'utilisation d'un grand nombre d'enveloppes de chambre de réflexion, on obtient une construction compacte. En outre, le rayonnement du corps d'amortisseur n'existe presque plus du fait des canaux intermédiaires situés cote à côte, parallèles entre eux. Finalement l'eau de condensation qui se produit dans tout amortisseur de son, est transportée hors de l'enveloppe par les gaz d'échappement, dès qu'un temps d'utilisation assez bref s'est écoulé, avec l'amortisseur de son conforme à l'invention, car les canaux d'écoulement sont toujours disposés à l'endroit le plus bas de l'amortisseur de son, de sorte que selon les indications de l'invention il y a lieu de s'attendre à une corrosion plus faible, et ainsi à une durée de vie plus grande de l'amortisseur de son. - Un avantage particulier de l'invention est donné par les éléments de construction du silencieux, qui sont montés en un système d'unités de montage. Ainsi peut être réalisée de manière simple l'adaptation à différents moteurs de différentes puissances, par le fait que sur l'enveloppe de chambre et/ou sur la zone située à l'entrée de la tôle ondulée et/ou sur la partie du tube d'entrée des gaz d'échappement qui se trouve dans l'enveloppe, il est prévu des trous d'accord. L'invention donne lieu à des développements et à des perfectionnements, qui sont caractérisés ci-après. 7 2483516 Pl.us précîséëmrent e. Carter, la tole présentant des ondulations, et/ou l'enveloppe de chambre sont cons- titués d'au moins deux parties. Dans un cas de réalisation, le carter, la tôle constituée par exemple en forme de rméan- dres, l'enveloppe de chambre ont pour l'essentiel, une section ovale, et sont constituées de deux parties. Suivant le cas l'enveloppe, côté entrée, est à une certaine distance du premier fond de carter extérieur, en formant ainsi une autre chambre de réflexion et, du cSté de l'enveloppe de chambre, d'entrée, qui est opposé à l'autre chambre de réflexion est disposée une paroi de séparation qui referme les canaux de guidage de l'envelop- pe. Le tube d'entrée des gaz d'échappement est coupé en biseau, et ce biseau débouche dans la première enveloppe de chambre située coté entrée. L'enveloppe de chambre située c8té entrée présente sur le coté dirigé vers la tole ondulée des trous de passage qui peuvent n'etre réalisés que dans la zone dirigée vers la paroi de séparation. Suivant une forme préférée de réalisation, 2o la tole ondulée se termine à une certaine distance des deux le premîer et le deuxième fonds de carter et elle présente dans la région de ses deux extrémités plusieurs ouvertures supplémentaires. Du c8té de la paroi de séparation opposé à l'enveloppe de chambre d'entrée, il est disposé d'une façon précise, une autre enveloppe de chambre c8té sortie, qui est à une certaine distance de la paroi de séparation et du deuxième fond de carter extérieur en formant d'autres chambres de réflexiono 09 DLa deuxième enveloppe de chambre présente, 8 2483516 du côté dirigé vers la tôle, des trous de passage qui ne sont disposés que dans la zone dirigée vers la cloison de séparation. Le tube de sortie des gaz d'échappement tra- verse toute l'enveloppe de chambre coté sortie, et va jus- qu'à la cloison de séparation et il peut etre formé de deux tubes concentriques avec des trous de passage disposés sur leur contour. Le tube de sortie des gaz d'échappement situé à l'extérieur présente dans la zone des autres chambres de réflexion et dans la zone de l'enveloppe de chambre, cSté sortie, des groupes de trous de passage. Enfin le tube d'entrée des gaz d'échappement et le tube de sortie des gaz d'échappement, l'enveloppe de chambre et la tola ondulée présentent des trous d'accord supplémentaires. Un type privilégié de réalisation de l'inven- tion fait l'objet de la description ci-après, et est repré- senté dans les dessins correspondants. On y a représenté A la figure 1, l'amortisseur de son conforme à l'invention, en coupe transversale, schématique. A la figure 2, une coupe Il-II selon la figure 1. *A la figure 3, une coupe III-III selon la figure l, et A la figure 4, une coupe IV-IV selon la figure 3. L'amortisseur de son désigné globalement par (10) comporte un carter (11), qui est fermé par un premier fond extérieur (12) et un deuxième fond extérieur (17). A travers ces deux fonds (12), (13) passent, vers2fîi-6 rieur, le tube d'entrée des gaz d'échappement (14) et, vers l'extérieur, le tube de sortie des gaz d'échappement (15). et ce, dans cette réalisation, à peu près dans la zone centrale du fond de section ovale (figure 2). Sur la face interne du carter (11) vient se poser une t8le (16) constituée d'un grand nombre d'ondu- lations, s'étendant sur toute la longueur du carter, et qui se termine à une certaine distance des deux fonds (12), (15). La t3le ondulée (16) forme avec la face interne du carter (11) un grand nombre de canaux intermédiaires (17)o Le tube de sortie des gaz d'échappement (15) est entouré d'une enveloppe de chambre (19) formant une chambre de réflexion fermée (18), laquelle enveloppe est constituée de deux parties et peut être introduite dans l'une des cuvettes formées par le carter (11), également constitué de deux parties, de telle sorte qu'elle touche la tole ondulée (16). Par là meme il se forme entre l'enve- loppe de chambre (19) et la face interne de la tSle (16) un grand nombre de canaux de guidage (20), séparés l'un de l'autre, qui sont parallèles aux canaux intermédiaires (17). L'enveloppe de chambre (19), cSté sortie, comporte des trous de traversée (21), qui débouchent dans les canaux de guidage (20). En outre l'enveloppe de Chambre (19), côté sortie, est disposée à une certaine distance du deuxième fond de carter (15), en formant une chambre de réflexion (22). En outre, il est prévu du c6té opposé à la chambre de réflexion (22), à une certaine distance de l'enveloppe (19), une paroi de séparation (23), ce qui forme une autre lO 2 2483516 chambre de réflexion (24). Le tube de sortie des gaz d'échappement (15) comporte dans la zone de la chambre de réflexion (24), un groupe de trous de passage (25). De meme il est prévu dans la zone de la chambre de réflexion (22) une série de trous de passage (26). Dans l'intérieur (18) de l'enve- loppe de chambre (19), côté sortie, il est également prévu deux groupes de trousde passage (27), (28). Le tube de sortie des gaz d'échappement (15) est amené jusqu'à la cloison de séparation (23), en assurant l'étanchéité avec celle-ci. Du côté de la paroi de séparation (23) opposé à l'enveloppe de chambre (19) située côté sortie, est engagée l'enveloppe de chambre (29), coté entrée, qui correspond, en gros, à l'enveloppe de chambre (19) de sortie, les canaux de guidage (20), dans les deux enveloppes (19), (29), pré- sentant une section encore agrandie par le fait que la surface de l'enveloppe de chambre est également ondulée de sorte que les creux de la tôle ondulée (16) viennent au contact des sommets de l'enveloppe de chambre (19) (voir figure 2). L'enveloppe de chambre (29), côté entrée, se distingue de l'enveloppe de chambre (19) simplement par le fait que le tube des gaz d'échappement n'est pas engagé complètement à travers la chambre, mais seulement d'un côté et débouche à l'intérieur de l'enveloppe (29) en formant un biseau (30). L'enveloppe de chambre (29), côté entrée, est en outre à une certaine distance du fond (12), en for- mant ainsi une chambre de réflexion (31). La tôle ondulée (16) comporte des ouvertures supplémentaires (32) dans la zone de la chambre (31), de meme qu'il existe dans la zone de la chambre de réflexion il 2483516 (24) des ouvertures supplimentaires (33), et dans la cham- bre de réflexion (22) des ouvertures supplémentaires (34). Les gaz d'échappement affluant dans le tube d'entrée des gaz (14) suivant l'indication de la flèche (35) (figure 1) entrent à l'intérieur de l'enveloppe de chambre (29), coté entrée, en passant à travers l'embou- chure en biseau (30), et dans la chambre de réflexion (31) en passant par les trous de passage (21) conduisant aux canaux de guidage (20) (figure 3). De là, les gaz rebrous- sent chemin et passent également en partie, par les trous (32), dans les canaux (17) et sont conduits jusqu'à la chambre (22) o ils peuvent sortir, en plus, par les ouver- tures (34). De là, ils parviennent par les canaux de guidage (20) (i8igure 2) d'une part, en passant par les trous (21), dans l'intérieur (18) de l'enveloppe de chambre (19), d'autre part dans la chambre de réflexion (24). Tant de l'enveloppe de chambre (24) que de l'intérieur (18) de l'enveloppe de chambre (19), les gaz d'échappement passent, par les trous (25) ou (27), (28) dans le tube de sortie des gaz d'échappement (15)o Une partie des gaz d'échappement peut également passer directement de la chambre (22), par les trous (26), dans le tube de sortie des gaz d'échappement. En plus des ouvertures et trous de passage représentés ici, il peut encore être prévu d'autres trous -25 dits d'accord, servant à la syntonisation, comme c'est le cas, par exemple, pour les trous (36) sur l'enveloppe du tube d'entrée des gaz d'échappement (14), dans la zone de la chambre de réflexion (31). En plus, les enveloppes de chambre (19), (29), en deux parties, peuvent également présenter, dans la zone de leur surface d'appui. des trous d'accord (37) ou (38). 12 2 483516 REVENDICATIONS 2483516 1. Silencieux pour moteurs à combustion avec un carter partagé en au moins deux chambres de réflexion, disposées l'une derrière l'autre, dans la première des- quelles, coté entrée, débouche un tube d'entrée de gaz d'échappement, avec des canaux intermédiaires pour assurer la liaison entre les chambres de réflexion, et avec un tube de sortie des gaz d'échappement qui débouche dans la dernière chambre de réflexion, c a r a c t é r i s é en ce - que, sur la face interne du carter (11) est disposée au moins une t8le (16) adaptée à la courbure du carter, constituée d'un grand nombre d'ondulations en formant pour chacune un canal intermédiaire (17) formé par une ondula- tion de la tale (16) et la face interne du carter (11), - que la zone de l'embouchure (30) du tube d'entrée des gaz d'échappement, et celle du tube de sortie des gaz d'é- chappement (15) sont entourées chacune d'une enveloppe de chambre (19), (29) formant une chambre de réflexion (18) fermée, - et en ce que l'enveloppe de chambre (19), (29) repose sur la face interne de la tSle ondulée (16) en formant un grand nombre de canaux de guidage (20) séparés l'un de l'autre. 2. Silencieux, suivant la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que le carter (11), la tale (17) présentant des ondulations, et/ou l'enveloppe de cham- bre (19), (29) sont constitués d'au moins deux parties. 3. Silencieux, suivant la revendication 2, 0 c a r a c t é r i s é en ce que le carter (11), la tSle (16)'constituée par exemple en forme de méandres, l'enveloppe 13 2483516 de chambre (19), (29) ont pour l'essentiel, une section ovale, et zont constituées de deux parties. 4. Silencieux, suivant l'une quelconque des revendication 1 à 3, c a r a c t 6 r i s é en ce que l'en- veloppe de chambre (29), cSté entrée, est à une certaine distance du premier fond de carter (12) extérieur, en for- mant ainsi ume autre chambre de réflexion (31). 5. Silencieux, suivant l'une des revendica- tions i à 4, c a r a c t é p i s é en ce que du c3té de l'enveloppe de chambre (29), d'entrée, qui est opposé à l'autre chambre de réflexion (51) est disposée une paroi de séparation (23) qui ferme les canaux de guidage (20) de l' enveloppe. 6. Silencieux, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, c a r a c t é r i s é en ce que le tube d'entrée des gaz d'échappement (14) est coupé en bi- seau (30), et que ce biseau débouche dans la première enve- loppe de chambre (29) située côté entrée. - 7. Silencieux, suivant l'une quelconque des revendications i à 6, c a r a c t é r i s é en ce que l'en- veloppe de chambre (29) située c8té entrée présente sur le côté dirigé vers la tole ondulée (16) des trous de pas- sage (21). 8. Silencieux, suivant la revendication 7, c a r a c t é r i s é en ce que les trous de passage (21) ne sont réalisés que dans la zone dirigée vers la paroi de séparation (25). 9. Silencieux, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, c a r a c t é r i s é en ce que la t8le ondulée (16) se termine à une certaine distance des deux - le premier et le deuxième - fonds de carter (12), (13). 10. Silencieux, suivant la revendication 9, c a r a c t é r i s é en ce que la tôle ondulée (16) pré- sente dans la région de ses deux extrémités plusieurs ou- vertures supplémentaires (32),-(34). Dl. Silencieux, suivant l'une quelconque des revendications i à 10, c a r a c t é r i s é en ce que du côté de la paroi de séparation (23) opposé à l'enveloppe de chambre (29) d'entrée, il est disposé d'une façon pré- cise une autre enveloppe de chambre (19) coté sortie, qui est à une certaine distance de la paroi de séparation (23) et du deuxième fond de carter extérieur (13) en formant d'autres chambres de réflexion (22), (24). 12. Silencieux, suivant l'une des revendica- tions 1 à 11, c a r a c t é r i s é en ce que la deuxième enveloppe de chambre (19) présente du coté dirigé vers la t8le (16) des trous de passage (21). 13. Silencieux, suivant la revendication 12, c a r a c t é r i s é en ce que les trous de passage (21) ne sont disposés que dans la zone dirigée vers la cloison de séparation (23). 14. Silencieux, suivant l'une quelconque des revendications 1 à i3, c a r a c t é r i s é en ce que le tube de sortie des gaz d'échappement (15) traverse toute l'enveloppe de chambre (19) coté sortie, et va jusqu'à la cloison de séparation (23)-. 15. Silencieux, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14, c a r a c t é r i s é en ce que le tube de sortie des gaz d'échappement (15) est formé de deux tubes concentriques avec des trous de passage dis- posés sur leur contour. 16. Silencieux, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 15, c a r a c t é r i s é en ce que le tube de sortie des gaz d'échappement (15) situé à l'ex- térieur présente dans la zone des autres chambres de ré- flexion (22), (24) et dans la zone de l'enveloppe de cham- bre (19), côté sortie, des groupes de trous de passage (25), (28). 17. Silencieux, suivant l'une quelconque des revendications l à 16, c a r a c t é r i s é en ce que le tube d'entrée des gaz d'échappement et le tube de sortie des gaz d'échappement (14) ou (15), l'enveloppe de chambre (19), (29) et la tole ondulée (16) présentent des trous d'accord supplémentaires.