Brevet FR2499151A1 — publié le 19820806

Les silencieux de gaz d'échappement des moteurs thermiques ont pour principale fonction de réduire au maximum les bruits engendrés par la sortie des -gaz. Ils doivent cependant éviter de trop freiner l'écoulement de ces gaz car la puissance du moteur en serait réduite, mais par ailleurs ils doivent avoir un volume le plus réduit possible car la place disponible pour leur mon- tage est faible, tout particulièrement lorsqu'il s'agit de silencieux d'échappement de véhicule automobile. C'est pourquoi ces silencieux comprennent géné- ralement une enveloppe cylindrique qui est fermée par des coupelles d'extrémité serties sur elle et dans la- quelle des tubes, supportés par des coupelles intérieu- res et communiquant entre eux dans des chambres d'extré- mité adjacentes aux coupelles de fermeture, guident le gaz selon un trajet en zig-zag. Les enveloppes de ces silencieux peuvent avoir une section circulaire, ovale, ou autre, selon la place disponible sous la carrosserie par exemple, mais dans tous les cas chaque chambre d'extrémité reliant les tu- bes successifs doit présenter un volume relativement important pour éviter le freinage de l'écoulement des gaz, de sorte que l'encombrement du silencieux reste encore souvent gênant. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient en réalisant une coupelle d'extrémité de silencieux de gaz d'échappement qui permette de ré- duire le volume de la chambre d'extrémité correspondante sans provoquer de freinage de l'écoulement de gaz et même en diminuant ce freinage. Cette invention a en effet pour objet une coupelle de fermeture, qui comporte au moins un bossage arrondi et creux, en saillie vers l'extérieur, dont la base est sensiblement elliptique, sa grande dimension étant supé- rieure au double de la petite. Cette coupelle comporte généralement un rebord di- rigé dans le même sens que le bossage afin de permettre son sertissage sur une enveloppe de silencieux. En pratique la grande base du bossage elliptique a une dimension qui correspond sensiblement à la distance entre les génératrices opposées.de deux tubes successifs d'un silencieux, tandis que sa petite dimension est ana- logue au diamètre de l'un de ces tubes. Le bossage arrondi-forme ainsi une paroi de gui- dage de l'écoulement, dont la direction est renversée progressivement ce qui diminue la formation de turbu- lences et les pertes de charge. L'invention s'étend également à un silencieux d'échappement cmportant une enveloppe cylinlrique 1'in- térieur de laquelle des tubes délimitent un trajet de gaz en zig-zag et qui comporte, au moins à l'une de ses ex- trêmités, une coupelle munie d'un bossage creux et arron- di dont la base se trouve en regard de deux tubes succes- sifs et qui, ainsi, guide l'écoulement du fluide de l'un à l'autre de ces tubes. Grâce à ce guidage la distance entre la coupelle elle-même, c'est-à-dire sa partie plane, et l'extrémité des tubes peut être relativement faible, ce qui permet de réduire la longueur de l'enveloppe cylindrique et, par suite, l'encombrement total du silencieux. La description ci-dessous de modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexes, fera apparaître plus clairement les avantages et caractéristiques de l'invention. Sur ces dessins: - la fig. 1 est une vue schématique en coupe lon- gitudinale d'un silencieux selon l'invention; - la fig. 2 est une vue en perspective, à plus grande échelle, de l'une des parties extrêmes du silen- cieux de la figure 1; - la fig. 3 est une vue analogue à la figure 2 d'un autre mode de réalisation du silencieux; - la fig. 4 est une vue en élévation d'une autre variante de réalisation de l'invention. Le silencieux ainsi représenté comporte une enve- loppe 1, de forme cylindrique, fermée à chacune de ses extrémités par une coupelle, respectivement 2, 4. La cou- pelle 2 est traversée par un tube 6 d'entrée des gaz d'échappement, tandis que la coupelle 4 est traversée par un tube 8 de sortie de ces gaz dans l'atmosphère. A l'intérieur de l'enveloppe 1 l'extrémité ouverte du tube d'entrée de gaz 6 est fixée dans une coupelle in- térieure 10, qui délimite avec la coupelle d'extrémité correspondante 4 une chambre 12. De la même manière, l'ex- trémité ouverte du tube de sortie 8 est fixée dans une coupelle intérieure 14, qui délimite avec la coupelle d'extrémité correspondante 2 une chambre de gaz 16. Un troisième tube 18 relie les chambres 12 et 16, de sorte que le gaz entrant par le tube 6 parcourt une trajectoire en zig- zag l'obligeant à changer deux fois de direction avant de sortir par le tube 8. La coupelle d'extrémité 2 qui supporte le tube d'entrée 6,est constituée par un élément plan muni d'un rebord périphérique 20 dirigé vers l'extérieur et ayant une longueur suffisante pour être rabattu et fixé par sertissage sur le bord extrême de l'enveloppe 1. En outre la coupelle 2 comporte un bossage arrondi 22, en saillie vers l'extérieur, qui, comme le montre plus clai- rement la figure 2, a une base de forme sensiblement elliptique. La grande dimension de cette base correspond sensiblement à la somme des deux orifices ménagés dans la coupelle 14 pour la fixation des tubes 18 et 8, et de la portion de coupelle qui les sépare, c'est-à-dire a la distance qui sépare les deux génératrices les plus éloi- gnées des tubes 18 et 8. La petite dimension de ce bos- sage 22 est, elle, légèrement supérieure au diamètre de l'un des tubes 18 ou 8. De préférence le bossage 22 est obtenu par embou- tissage de la coupelle 2 vers l'extérieur, de sorte que sa paroi s'incurve progressivement et forme une surface de. guidage et de déviation de l'écoulement du gaz entre les tubes 18 et 8. Dans le mode de réalisation représenté sur les fi- gures 1 et 2,1'enveloppe cylindrique 1 ayant une base ovale, les tubes 6, 18 et 8 sont alignés sur le grand axe de cet ovale. En conséquence la coupelle 2, qui a également une forme ovale, comporte un orifice de pas- sage du tube 6 qui est aligné avec la grande dimension du bossage 22. La coupelle 4 est réalisée de la même manière que la coupelle 2 et comporte, comme elle, un bossage 24 ar- rondi et en saillie vers l'extérieur, ainsi qu'un ori- fice de passage du tube 8 aligné avec la grande dimen- sion du bossage 24. Dans un tel silencieux les gaz d'échappement péné- trant par le tube 6 changent de direction, d'une part dans la chambre 12 entre les extrémités des tubes 6 et 18 et la paroi du bossage 24, et d'autre part dans la chambre 16 entre les extrémités des tubes 18 et 8 et la paroi du bossage 22. La forme des bossages 22 et 24 est telle que ces portions des chambres 12 et 16 forment une continuation des tubes 6 ou 18 dans lesquels le change- ment de direction des gaz s'effectue sans rencontre bru- tale de ceux-ci avec la paroi et avec un freinage minimal. En conséquence on constate qu'il n'est plus nécessaire de donner aux chambres 12 et 16 un volume important et que les coupelles 2 et 4 peuvent être montées beaucoup plus près des coupelles intérieures 10 et 14 que dans les silencieux classiques. Par exemple les coupelles 2 et 4 peuvent être rapprochées d'une distance correspon- dant à la profondeur du bossage 22 ou 24. Le raidissage de la coupelle dû à l'emboutissage assure une réduction de bruit de rayonnement, tandis que la forme particulière du bossage évite le freinage du fluide en facilitant son écoulement. En conséquence on obtient un silencieux qui, avec un encombrement plus réduit, assure une atténuation effi- cace des bruits. Par ailleurs la réduction de l'encombre- ment, c'est-à-dire notamment la réduction de la longueur de l'enveloppe 1, se traduit par une réduction de poids et, par suite, une réduction de prix du silencieux. Bien entendu des coupelles selon l'invention peu- vent être utilisées sur des silencieux de types divers, par exemple sur des silencieux tels que celui représenté sur la figure 3, dont l'enveloppe extérieure 21 est un cylindre à base circulaire. Dans ce cas les trois tubes 6, 18 et 8 ne sont plus alignés et chacune des coupelles d'extrémité 26 comporte un bossage 28, de forme analogue au bossage 22 ou 24, et un trou de passage du tube d'en- trée 6, ou de sortie 8, ménagé sur le côté de ce bossage, et de préférence centré sur l'axe médian correspondant à sa plus petite dimension. De la même manière l'invention s'étend aux silen- cieux comportant un nombre plus grand ou plus petit de tubes. Par exemple la figure 4 montre un silencieux qui SO comporte seulement deux tubes, un tube 30 d'entrée du gaz et un tube 32 de sortie du gaz, fixés tous les deux dans une même coupelle d'extrémité plate 34. Ces deux tubes traversent la longueur de l'enveloppe cylindrique 31 et débouchent dans une chambre fermée par une coupelle d'ex- trémité 36. Cette coupelle 36 comporte un bossage 38 de guidage et de renversement de l'écoulement du gaz, qui fait saillie à l'extérieur du silencieux et dont la base correspond sensiblement à l'ensemble des deux orifices d'extrémité des tubes. Il est bien évident que si le si- lencieux devait comporter plus de trois tubes, l'une au moins des coupelles d'extrémité pourrait comporter plu- sieurs bossages analogues, assurant chacun le guidage de l'écoulement de fluide entre deux tubas successifs. Dans tous les cas le silencieux obtenu a un encom- brement inférieur à celui d'un silencieux de type clas- sique et, en outre, assure une atténuation des bruits nettement meilléure. Un tel type de silencieux est donc ].5 tout particulilèrement adapté à la réduction des bruits engendrés par la sortie des gaz d'échappem.ent des véhi- cules autcmobiles, dans lesquels la place disponible sous la carrosserie est généralement extrêmement réduite, mais également dans de nombreuses autres applications en rai- son notamment de sa grande efficacité et de son coût ré- duit. - REVENDICATIONS - 1 - Coupelle d'extrémité pour silencieux d'échappe- ment dé moteur thermique, caractérisée en ce qu'elle com- porte au moins un bossage (22, 24) arrondi et creux, en saillie vers l'extérieur, dont la base est sensiblement elliptique. 2 - Coupelle suivant la revendication 1, caracté- risée en ce qu'elle comporte également un orifice de pas- sage d'un tube (6, 8) d'entrée ou de sortie des gaz. 3 - Coupelle suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le bossage (22, 24, 28) est formé par emboutissage de la paroi de la coupelle (2,4, 26,34). 4 - Coupelle suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un rebord (20) replié dans la même direction que le bossage (22) et ayant une longueur suffisante pour permettre son sertis- sage sur l'extrémité d'une enveloppe (1, 21, 31) de si- lencieux. - Silencieux de gaz d'échappement de moteur ther- mique comportant une enveloppe cylindrique extérieure (1, 21, 31) qui est fermée à chacune de ses extrémités par une coupelle (2, 4, 26, 36), et dans laquelle des tubes (6, 18, 8, 30, 32) obligent le gaz à effectuer un trajet en zig-zag, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une coupelle d'extrémité suivant l'une des reven- dications 1 à 4, dont le bossage (22, 24, 28, 38) se trouve en regard de deux tubes successifs (18, 8 - 30,32) et guide le changement de direction de l'écoulement des gaz entre ces tubes. 6 - Silencieux suivant la revendication 5, carac- térisé en ce que la base du bossage (22, 24, 28, 38) a une petite dimension qui est légèrement supérieure au diamètre de l'un des tubes, tandis que sa grande dimen- sion correspond sensiblement à la distance entre les deux génératrices les plus éloignées des deux tubes successifs. 7 - Silencieux suivant l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la coupelle d'extrémité, qui a une forme ovale correspondant à celle de la section de l'enveloppe extérieure (1), comporte un orifice de pas- sage d'un tube d'entrée ou de sortie des gaz (6, 8) qui est aligné avec le grand axe de la base du bossage (22). 8 - Silencieux suivant l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la coupelle (26), qui a une forme circulaire analogue à celle-de la section de l'en- veloppe extérieure (21), comporte un orifice de passage d'un tube d'entrée ou de sortie des gaz (6, 8) qui est situé à côté du bossage (28). 9 - Silencieux suivant l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte plus de trois tubes et en ce qu'au moins l'une des coupelles d'extrémité com- porte plusieurs bossages analogues.