Brevet FR2542374A1 — publié le 19840914

La présente invention concerne un amortisseur de bruit d'échappement comportant un carter, qui est divisé par des parois intermédiaires en plusieurs chambres placées l'une derrière l'autre dans la direction longitudinale du carter, au moins un tube d'entrée de gaz d'échappement, qui pénètre dans le carter à partir d'un côté frontal de celui-ci, qui traverse plusieurs parois intermédiaires et qui est relié par l'intermédiaire de perforations et/ou d'une ouverture placée à l'extrémité avec deux chambres d'entrée disposées l'une derrière l'autre, et éloignées d'un côté frontal du carter, au moins un tube de sortie de gaz d'échappement, qui est relié par l'intermédiaire de perforations et/ou d'une ouverture située à l'extrémité avec une chambre de sortie, éloignée de l'autre côté frontal du carter, sans liaison directe avec le tube d'entrée de gaz d'échappement qui traverse plusieurs parois intermédiaires et qui sort au travers de l'autre côté frontal du carter, et deux tubes de liaison disposés à l'intérieur du carter et qui assurent chacun la liaison d'une des chambres d'entrée avec la chambre de sortie. Des amortisseurs de bruit d'échappement correspondants sont disponibles sur le marché et sont caractérisés par une longue durée de service, car aussi bien le tube d'entrée de gaz d'échappement, à l'intérieur de la chambre traversée par lui sur un côté frontal du carter, qu'également le tube de sortie de gaz d'échappement, à l'intérieur de la chambre traversée par lui sur l'autre côté frontal du carter, ne possèdent en aucune manière la structure des parois perforées affaiblissant des tubes et sont maintenus efficacement au moyen de la paroi frontale correspondante du carter et de la paroi intermédiaire respectivement adjacente, de sorte qu'une structure particulièrement stable est établie dans la zone des parois frontales du carter qui sont généralement fortement sollicitées par des vibrations.En outre, on obtient un amortissement en large bande du fait que le résonateur, constitué par la chambre de sortie et le tube de sortie, est accordé sur des basses fréquences, alors que les autres résonateurs constitués respectivement par une chambre d'entrée et un tube de liaison, sont accordés sur des fréquences moyennes ou élevées. Ce résultat peut être obtenu par le fait que le volume correspondant des chambres et les longueurs des tubes sont dimensionnés en correspondance l'amortissement maximal est obtenu pour des fréquences d'autant plus basses que la chambre est plus grande, et/ou que le tube du résonateur correspondant est plus long. L'amortissement est encore favorisé par le fait que le courant de gaz d'échappement est réfléchi plusieurs fois. En outre, dans cet amortisseur de bruit d'échappement connu, il est avantageux que les propriétés d'amortissement varient seulement peu, également au bout d'assez longues périodes de fonctionnement, car, à l'intérieur du carter de l'amortisseur de bruit, on n'a pas à disposer de matière d'absorption qui, d'après l'expérience, a seulement une durée de service relativement faible, notamment lorsque le moteur associé est utilisé seulement pendant de courtes périodes. L'invention a pour but d'améliorer l'amortisseur de bruit d'échappement décrit ci-dessus, pour tenir compte des prescriptions qui seront rendues plus sévères dans le futur, de manière que surtout les pointes de bruit telles que celles se produisant lors d'une accélération de véhicules automobiles après un arrêt, soient amorties d'une façon particulièrement efficace, afin de pouvoir obtenir un faible niveau de bruit également au voisinage de carrefours fortement sollicités par le trafic. Ce problème est résolu en ce que les tubes de liaison traversent la chambre de sortie et débouchent dans la chambre adjacente à un des côtés frontaux du carter, qui est reliée à la chambre de sortie adjacente par l'intermédiaire de perforations ménagées dans la paroi intermédiaire et/ou dans les tubes de liaison. La chambre située sur un des côtés frontaux du carter et qui est reliée par de courts trajets avec la chambre de sortie, peut être accordée, avec des dimensions correspondantes, sur les vibrations se produisant de fa çon amplifiée dans une gamme de fréquences moyennes lors d'une accélération, de sorte qu'il ne peut se produire aucune pointe de bruit dans cette gamme de fréquence. Par une disposition différente des perforations dans la paroi intermédiaire entre la chambre située d'un côté frontal du carter et la chambre de sortie et dans les tubes de liaison, on peut tenir compte de différentes grosseurs de véhicules et de moteurs. Pour de petits véhicules qui imposent des l-imites assez serrées en ce qui concerne la grosseur de construction de l'amortisseur de bruit d'échappement qui produisent un spectre de bruit de fréquence relativement basse sur la base des moteurs généralement utilisés, qui ont un nombre de cylindres relativement faible, il est avantageux que la paroi intermédiaire entre la chambre située d'un coté frontal du carter et la chambre de sortie soit perforée et que les tubes de liaison débouchant par des orifices extremes dans la chambre située d'un côté frontal comportent des parois fermées à l'intérieur de la chambre de sortie qu'ils traversent.Dans ce cas, la chambre de côté frontal précitée ainsi que la chambre de sortie reliée directement au moyen de la paroi intermédiaire perforée, ont un très grand volume qui constitue, en association avec le tube de sortie, un résonateur pour des fréquences comparativement basses. D'autre part, la paroi intermédiaire perforée établit une certaine séparation entre la chambre située du côté frontal et la chambre de sortie, de sorte que cette dernière constitue, en association avec le tube de sortie, un résonateur pour des fréquences moyennes ou modérément basses, tandis que la chambre de côté frontal précitée - considérée individuellement - contribue à l'amortissement des fréquences moyen s nes à élevées. Un comportement semblable est obtenu lorsqu'aussi bien la paroi intermédiaire située entre la chambre de sortie et la chambre de côté frontale adjacente, qu'également la paroi des tubes de liaison placés à l'intérieur de la chambre de sortie, sont perforées. Cette forme de réalisation peut en outre être d'autant plus avantageuse que, par répartition du courant de gaz d'échappement passant dans les tubes de liaison dans la chambre de côté frontal précitée et dans la chambre de sortie, on obtient une sollicitation thermique particulièrement uniforme de l'amortisseur de bruit d'échappement. En outre, les résistances d'étranglement sont un peu plus faibles, ce qui peut être avantageux en ce qui concerne la puissance de l'amortisseur. Pour de gros véhicules comportant des moteurs à grand nombres de cylindres, dont le'spectre de bruit est placé, également aux basses vitesses de rotation et à cause du grand nombre de cylindres, à l'intérieur d'une gamme de fréquences comparativement élevées, il est généralement avantageux que la paroi intermédiaire entre la chambre située d'un côté frontal du carter et la chambre de sortie adjacente soit fermée, et que les tubes de liai- son débouchant par des orifices extrêmes dans la chambre située sur le côté frontal, comportent à l'intérieur de la chambre de sortie, des parties de paroi perforées.Avec cet agencement, la chambre de côté frontal précitée estdisposée exclusivement à côté de la chambre de sortie, auquel cas la chambre de côté frontal agit, en fonction du volume et de l'espacement entre les orifices extrêmes et les perforations des tubes de liaison qui sont disposés à l'intérieur de la chambre de sortie, comme un résonateur pour des fréquences moyennes à modérément élevées, tandis que la chambre de sortie, en fonction de son volume et de la longueur du tube de sortie, assure l'atténuation de fréquences assez basses. Conformément à un mode particulièrement avantageux de réalisation de l'invention, les tubes d'entrée de gaz d'échappement et de sortie de gaz d'échappement sont disposés en double pour obtenir, d'une part, une augmentation de la puissance d'amortisseur, et pour empêcher, d'autre part, par des sections de tubes relativement faibles, des vibrations des parois de tubes. Conformément à un mode de réalisation particuliè- rement avantageux de l'invention, les parois intermédiaires sont reliées aux tubes d'entrée de gaz d'échappement, de sortie de gaz d'échappement et de liaison, sous forme d'un ensemble unitaire pouvant être monté ou engagé dans l'enveloppe tubulaire du carter. Ainsi, d'une part, les frais de fabrication sont réduits et, d'autre part, on obtient une stabilité mécanique particulièrement grande pour l'amortisseur de bruit d'échappement, du fait que l'ensemble unitaire précité constitue une structure rigi- de en forme de châssis qui est renforcée additionnellement par l'enveloppe. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mis en évidence, dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une coupe longitudinale horizontale de l'amortisseur de bruit d'échappement faite sur la ligne I-I de la figure 3, la figure 2 est une coupe longitudinale verticale faite sur la ligne II-II de la figure 3, et la figure 3 est une coupe faite sur la ligne II-II de la figure 1. Le carter, désigné dans son ensemble par i, de l'amortisseur de bruit d'échappement, est divisé par des parois intermédiaires 2 à 4, en quatre chambres 5 à 8, placées l'une derrière l'autre dans la direction longitu- dinale du carter 1. Les chambres 7 et 8 sont disposées comme chambres d'entrée, par le fait que deux tubes de gaz d'échappement 9 et 10, qui traversent la paroi frontale 11, située du côté d'entrée du carter l, ainsi que les parois intermédiaires 2 et 3, débouchent par l'inter médiaire d'orifices extrêmes 12, ou de perforations 13, dans les chambres d'entrée 7 et 8, en divisant le courant de gaz d'échappement.La chambre 6 est disposée comme une chambre de sortie, par le fait que des tubes de sortie de gaz d'échappement 14 et 15 disposés en double, et qui traversent les parois intermédiaires 3 et 4, ainsi que la paroi frontale 16 située du côté de sortie du carter 1, sont reliés à la chambre de sortie 6, par l'intermédiaire d'orifices extrêmes 17 et de perforations 18. Entre la chambre d'entrée 8 située du côté frontal et la chambre 5 adjacente à la paroi frontale 11 située du côté d'entrée, il est prévu un tube de liaison 19 qui traverse les parois intermédiaires 2 à 4 et qui est relié à la chambre d'entrée 8 par l'intermédiaire d'un ori fice extrême 20 et de perforations 21, à la chambre de sortie 6, par l'intermédiaire de perforations 22, et à la chambre 5 par l'intermédiaire de son autre orifice extrême 23. Entre la chambre d'entrée 7 et la chambre 5, il est prévu un autre tube de liaison 24, dont l'extrémité frontale située du côté de sortie, est fermée par la paroi intermédiaire 4 à laquelle il est relié. Ce tube de liaison 24 comporte, à l'intérieur de la chambre d'entrée 7 et de la chambre de sortie 6, des perforations 25, 26, et il débouche par un orifice extrême 27, dans la chambre 5. Les gaz d'échappement pénétrant par les tubes d'entrée 9 et 10 sont ainsi initialement répartis dans les chambres d'entrée 7 et 8. A partir de là, les gaz d'échappement passent dans les tubes de liaison 19, 24, et parviennent, par l'intermédiaire des perforations 22, 26, ménagées dans leurs parois, dans la chambre de sortie 6, qui est reliée à la chambre 5 par l'intermédiaire des orifices extrêmes 23 et 27 des tubes de liaison 19 et 24, et par les perforations précitées 22, 26. A partir de la'chambre de sortie 6, les gaz d'échappement s'écoulent dans les tubes de sortie 14 et 15 pour être déchargés à l'extérieur. Les chambres d'entrée 7 et 8 constituent respectivement, en association avec le tube de liaison correspondant 19,24, un résonateur traversé par les gaz d'échappement et correspondant à des fréquences moyennes élevées, tandis que la chambre de sortie 6 constitue en association avec les tubes de sortie de gaz d'échappement 14 et 15, un résonateur correspondant aux basses fréquences, à côté duquel est placé un résonateur pour des fréquences moyennes à élevées, qui est constitué par la chambre 5, ainsi que par les tronçons des tubes de liaison 19 et 24, situés entre les orifices extrêmes 23, 27, et les perforations 22, 26. A la différence du mode de réalisation représenté, dans lequel toutes les parois intermédiaires 2 à 4 sont fermées, la paroi intermédiaire 2 peut être perforée. En correspondance, à la section totale des perforations, la séparation entre les chambres 5 et 6 est ainsi partiellement supprimée, de sorte que ces chambres 5 et 6 forment - à un certain degré - une chambre unique ayant un volume comparativement grand, qui contribue également à amortir de basses fréquences dans le cas de tubes de sortie de gaz d'échappement 14 et 15 relativement courts. D'autre part, la paroi intermédiaire perforée 2 établit également une certaine séparation entre les chambres 5 et 6, de sorte que la chambre 6 constitue, en association avec les tubes de sortie de gaz d'échappement 14 et 15, et la chambre 5 en association avec les tronçons des tubes de liaison 19 et 24 reliant les chambres 5 et 6, un résonateur pour fréquences moyennes et un résonateur pour hautes fréquences. Dans une autre variante, il est prévu que la paroi intermédiaire 2 soit perforée, et que les tubes de liaison 19 et 14 soient disposés dans la zone de la chambre de sortie 6 comportant des parois fermées. Dans ce cas, les tubes de liaison 19 et 24 comportent des tronçons fermés relativement longs entre les chambres d'entrée 7 et 8 et la chambre 5, de sorte qu'également dans le cas de chambres d'entrée 7 et 8 relativement petites, des fréquences comparativement basses sont amorties. Par ailleurs, les chambres 5 et 6 peuvent à nouveau être considérées, du fait de la séparation seulement partielle qui est établie par la paroi intermédiaire perforée 2 - à un certain degré - comme un volume qui constitue en coopération avec les tubes de sortie de gaz d'échappement 9 et 10, un résonateur pour des fréquences comparativement basses.Simultanément, la chambre 5 - considérée individuellement amortit des fréquences élevées, tandis que la chambre de sortie 6 - considérée individuellement - constitue en association avec les tubes de sortie de gaz d'échappement 9 et 10, un résonateur pour fréquences modérément basses. Dans toutes les formes de réalisation de l'invention, les parois intermédiaires 2 à 4 constituent, en association avec les tubes d'entrée de gaz d'échappement 9 et 10, les tubes de sortie de gaz d'échappement 14 et 15, et les tubes de liaison 19 et 24, un ensemble unitaire rigide en forme de châssis, qui peut être introduit par une extrémité frontale, dans l'enveloppe de forme tubuiai- re 28 du carter 1. Dans le mode de réalisation représenté sur le dessin, les bords des parois intermédiaires 2 à 4 situées sur l'enveloppe 28, sont recourbés vers le côté d'entrée du carter 1, et en correspondance, l'introduction s'effectue dans cette zone par le côté d'entrée. Le cas échéant, il est suffisant pour la fixation des parois intermédiaires 2 à 4 sur l'enveloppe 28, d'exploiter la liaison par conjugaison de forces entre l'enveloppe 28 et les bords recourbés des parois intermédiaires 2 à 4. Cependant, il est possible de prévoir une liaison supplémentaire par des soudures par pcints ou par zones. La liaison des parois intermédiaires 2 à 4 avec les tubes 9, 10, 14, 15, 19 et 24 est effectuée par soudage des bords recourbés (sur le dessin) vers le côté d'entrée du carter 1, des ouvertures traversées par les tubes précités sur les parois intermédiaires 2 à 4. Au préalable, les tubes précités sont engagés, du côté des parois intermédiaires 2 à 4 qui est opposé aux bords d'ouvertures, dans celles-ci ou bien les parois intermédiaires 2 à 4 sont engagées de la gauche vers la droite (sur le dessin) sur les tubes précités. REVENDICATIONS 1. Amortisseur de bruit d'échappement comportant - un carter, qui est divisé par des parois intermédiaires en plusieurs chambres placées lune derrière l'autre dans la direction longitudinale du carter, - au moins un tube d'entrée de gaz d'échappement, est in troduit dans le carter à partir d'un des côtés frontaux de celui-ci, qui traverse plusieurs parois intermédiai res et qui est relié par l'intermédiaire de perforations et/ou d'un orifice extrême avec deux chambres d'entrée placées l'une derrière l'autre et éloignées d'un côté frontal du carter, - au moins un tube de sortie de gaz d'échappement, qui est relié par l'intermédiaire de perforations et/ou d'un ori fice extrême avec une chambre de sortie éloignée de l'au tre côté frontal du carter sans liaison directe avec le tube d'entrée de gaz d'échappement, qui traverse plu sieurs parois intermédiaires et qui sort au travers de l'autre côté frontal du carter, et - deux tubes de liaison placés à l'intérieur du carter et qui assurent chacun la liaison d'une des chambres d'en trée avec la chambre de sortie, caractérisé en ce que les tubes de liaison (19,24) traversent la chambre de sortie (6) et débouchent dans la chambre (5) adjacente à un côté frontal (11) du carter, qui est reliée à la chambre de sortie adjacente (6) par l'intermédiaire de perforations ménagées dans la paroi intercalaire (2) et/ou dans les tubes de liaison (19,24). 2. Amortisseur de bruit d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi intercalaire (2) entre la chambre (5) située sur un des côtés frontaux (11) du carter et la chambre de sortie (6) est perforée et en ce que les tubes de liaison (19,24) débouchant par des orifices extrêmes (23, 27) dans la chambre (5) située sur un des côtés frontaux (11) du carter, comportent des parois fermées à l'intérieur de la chambre de sortie (6) traversée par eux. 3. Amortisseur de bruit d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi intercalaire (2) entre la chambre (5) située sur un des côtés frontaux (11) du carter et la chambre de sortie adjacente (6) est fermée, et en ce que les tubes de liaison (19, 24) débouchant par des orifices extrêmes (23, 27) dans la chambre (5) située sur ledit côté frontal (11) comportent des parties de paroi -(22, 26) perforées à l'intérieur de la chambre de sortie (6). 4. Amortisseur de bruit d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par des tubes d'entrée et de sortie de gaz d'échappement (9, 10 14, 15) prévus en double. 5. Amortisseur-de bruit d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les parois intercalaires (2 à 4) sont reliées aux tubes d'entrée de gaz d'échappement, de sortie de gaz d'échappement et de liaison (9, 10 ; 14, 15 ; 19,24) sous la forme d'un ensemble unitaire pouvant être engagé ou emmanché dans l'enveloppe tubulaire (28) du carter.