Brevet FR2583819A1 — publié le 19861226

L'invention concerne un silencieux d'echappement, en particulier pour motocyclettes à moteur à quatre cylindres à quatre temps, avec un silencieux à absorption suivi d'un silencieux à absorption-réflexion dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement, ce dernier comportant une enveloppe composée de trois chambres successives, à travers laquelle passent trois canalisations essentiellement parallèles, munies d'ouvertures dans la zone de la chambre centrale, une première canalisation en communication avec le silencieux à absorption traversant la première chambre exterieure et la chambre centrale et débouchant dans la deuxieme chambre extérieure, une deuxieme canalisation reliant les deux chambres exterieures par l'intermédiaire de la chambre centrale, et une troisième canalisation d'echappement des gaz traversant la deuxième chambre exterieure et la chambre centrale et debouchant dans la première chambre extérieure, les deux chambres extérieures servant de resonateur et la chambre centrale étant garnie d'une matiere d'isolation phonique formant un filtre acoustique à absorption. Les silencieux d'échappement, sur lesquels on utilise un silencieux à absorption et réflexion en liaison avec une poire d'expansion, sont déjà connus pour les moteurs à deux temps (AT-PS 366 152). Cette combinaison fournit sur de tels moteurs à deux temps des proprietés d'absorption phonique optimales, aussi bien dans les basses fréquences que dans les fréquences élevées, le dimensionnement approprié des différents organes ne provoquant aucune influence défavorable sur le rendement. Pour les moteurs à quatre cylindres à quatre temps, une telle combinaison d'un silencieux à absorption et réflexion avec une poire d'expansion n'est pas appropriée. On connaît egalement des silencieux à absorption dont l'enveloppe se compose de deux tubes concentriques, entre lesquels on a disposé une matière d'isolation phonique, le tube intérieur etant pourvu d'ouvertures (CH-PS 362 890). La presente invention a pour but de créer un silencieux d'échappement de faible encombrement et de faible poids, à travers lequel les gaz d'échappement des quatre cylindres d'un moteur à quatre temps peuvent être evacués, de sorte qu'à la place des deux silencieux d'échappement utilisés jusqu'à maintenant sur de tels moteurs à quatre cylindres à quatre temps, un seul silencieux est necessaire. Le silencieux d'échappement conforme à l'invention est en outre conforme à la réglementation légale concernant l'amortissement du bruit et a un rendement optimal. Pour resoudre ce problème, l'invention propose de réaliser l'enveloppe du silencieux à absorption avec deux tubes concentriques, dont le tube intérieur est muni d'orifices, l'espace intermédiaire entre ces deux tubes etant rempli d'une matière d'isolation phonique, une paroi de separation étant disposee dans la première chambre extérieure du silencieux à absorption - reflexion, empêchant le passage direct des gaz d'echappement de la deuxième canalisation dans la troisième canalisation, l'extrémité des canalisations débouchant dans cette chambre et dépassant dans la deuxième chambre extérSeure, et notamment l'extrémité de la première canalisation et de la deuxième canalisation, ayant la forme d'un filtre acoustique.Dans la réalisation conforme à l'invention du silencieux d'échappement, le gaz d'échappement est guidé à travers quatre chambres separées l'une de l'autre, dont deux chambres sont des resonateurs, tandis que les deux autres sont conformes comme filtres acoustiques à absorption, la cloison de séparation dans l'une des chambres servant de résonateur empêchant un passage direct des gaz d'échappement de la deuxième canalisation dans la troisième canalisation, et la conformation des extrémités de la première canalisation et de la deuxieme canalisation, dans la deuxième chambre extérieure, sous forme de filtre acoustique, assurant la pression dynamique nécessaire pour la réduction du bruit sans perte de puissance. Par la combinaison de toutes ces caractéristiques, l'effet recherché est atteint de façon optimale. I1 est bon que le diamètre du tube intérieur muni d'orifices du silencieux à absorption soit executé par rapport au diamètre du tube extérieur du silencieux à absorption, dans un rapport de 0,7 à 0,8:1. Avec un tel dimensionnement, le diamètre du tube extérieur a des dimensions permettant d'une part une mise en place esthetique et fonctionnelle sur un véhicule, en particulier sur une motocyclette, et fournissant d'autre part un amortissement du bruit suffisant, Suivant une forme d'exécution préférée de l'invention, les tubes ont une section approximativement en forme de segment de cercle, les arcs de cercle etant tournés vers la paroi de l'enveloppe. Cette conformation assure une utilisation optimale de la section de l'enveloppe, de sorte que le diamètre de l'enveloppe peut être reduit tout en conservant les sections necessaires pour les canalisations.Un petit diametre d'enveloppe permet non seulement de loger le silencieux d'échappement conforme à l'invention dans l'espace le plus réduit, mais assure en même temps un bel aspect esthétique de ce silencieux d'echappement. On obtient une efficacité optimale lorsque, conformément à l'invention, la section de passage de la premiere canalisation reliee au silencieux à absorption, est prévue suivant un rapport de 1:0,8 à 0,9:0,7 à 0,8 par rapport à la section de passage de la deuxieme canalisation reliant les deux chambres extrêmes et à la section de passage de la troisieme canalisation de sortie des gaz. Suivant une autre caracteristique de l'invention, les orifices des canalisations disposees dans la zone de la chambre centrale, ont un diametre allant de 2 à 5 mm, de préférence de 3 mm. Un tel diamètre donne des valeurs optimales. Si le diamètre des orifices est plus petit, l'efficacité est diminuee car ces orifices sont pratiquement sans effet, mais si le diamètre est plus grand, la matière d'isolation phonique sort des ouvertures et est soufflee à l'extérieur, de sorte que l'efficacité du materiau d'isolation phonique est perdue. Pour former le filtre acoustique, suivant l'invention, l'extrémité des canalisations débouchant dans la deuxième chambre extérieure, à savoir la première canalisation et la deuxième canalisation, peut être obturée en bout et être munie d'orifices de sortie dans sa region extrême. Ces orifices de sortie doivent de préférence avoir une forme circulaire et présenter un diamètre de 2 à 5 mm, de préférence de 3 mm. On obtient des valeurs optimales lorsque la surface totale de la section des orifices de sortie, dans la zone de l'extrémité de la premiere canalisation débouchant dans la deuxième chambre, presente un rapport de 0,8 à 0,9:1 par rapport à la surface de la section de la première canalisation et lorsque la surface totale de la section des orifices de sortie, dans la zone de l'extrémité de la deuxieme canalisation reliant les deux chambres extérieures, par rapport à la surface de la section de cette deuxième canalisation, va de 0,9 à 1:1. Pour un amortissement efficace du bruit, il est nécessaire que la paroi de separatfo se trouvant dans la première chambre extérieure soit formée de telle façon que les gaz d'échappement parcourent un trajet aussi long que possible dans cette première chambre entre leur sortie de la deuxieme canalisation et leur entre dans la troisieme canalisation. Pour cette raison, suivant une forme d'exécution préferee de l'invention, la cloison de séparation s'etend du côte extérieur de la premiere canalisation reliée avec le silencieux à absorption entre la deuxième canalisation reliant les deux chambres extérieures et la troisième canalisation de sortie de gaz d'échappement jusqu'à 'a paroi de l'enveloppe du silencieux à absorption et réflexion. D'après 'invention, l'enveloppe du silencieux à absorption et réflexion présente, tout au moins en partie, une double enveloppe. Cette double enveloppe s'oppose A une réflexion des vibrations produites surtout par reflexion dans les chambres conçues comme des resonateurs, vibrations transmises par réflexion du bruit transmis par les structures. En outre, la partie extérieure de la double enveloppe est nettement moins chaude, de sorte qu'il ne se produit aucune décoloration peu esthétique sur le coté extérieur de l'enveloppe. Avec une disposition optimale, la double enveloppe se compose de deux tubes concentriques, dont la différence de diamètre va de 3 à 5 mm, de préférence de 4 mm, pour donner un diamètre extérieur du silencieux aussi faible que possible pour des raisons constructives et pour des raisons esthetiques. Le dessin représente l'invention par un exemple d'exécution de manière schematique. La fig. 1 représente une coupe longitudinale d'un silencieux d'échappement conforme à l'invention, pour motocyclettes à moteur à quatre cylindres et quatre temps. La fig. 2 represente une section transversale suivant la ligne II - II de la fig. 1 et la fig. 3 une section transversale suivant la ligne III - III de la fig. 1. Le silencieux d'échappement conforme à l'invention presente un silencieux à absorption A et un silencieux à absorption et réflexion B faisant suite, dans le sens de l'écoulement des gaz d'échappement, au silencieux à absorption A. L'enveloppe du silencieux à absorption A se compose de deux tubes concentriques, à savoir un tube extérieur 1 et un tube intérieur 2. Le diamètre du tube intérieur 2 présente, par rapport au diametre du tube extérieur 1, un rapport de 0,7 à 0,8:1. Le tube intérieur 2 est muni d'orifices 20 sur toute sa longueur, dont la fig. 1 ne représente que les orifices extrêmes. Dans l'interstice 3 entre le tube extérieur 1 et le tube intérieur 2, se trouve une matière d'amortissement phonique, par exemple de la laine d'acier résistante à la chaleur ou un matériau similaire. L'extrémité 21 du tube extérieur 1 est branchée sur un collecteur dans lequel les quatre tubes de sortie des quatre cylindres du moteur sont réunis. Le silencieux à absorption et réflexion B comporte une double enveloppe faite de deux tubes concentriques, à savoir un tube intérieur 14 et un tube extérieur 18. Le diamètre du tube extérieur 18 est de 4 mm plus grand que le diamètre du tube intérieur 14. Il y a dans l'enveloppe trois canalisations à peu près paralleles 7, 10, 11. Comme le montre la fig. 2, ces canalisations ont une section ayant approximativement la forme d'un segment de cercle, les arcs de cercle étant tournés vers la paroi du tube intérieur 14. De ce fait, on obtient une utilisation optimale de la section de l'enveloppe. La première canalisation 7 est reliée avec le tube 1 du silencieux à absorption A par l'intermédiaire d'un raccord 2A de forme appropriée, passant à travers une première chambre extérieure 4 servant de résonateur. La canalisation 7 débouche dans une deuxième chambre extérieure 6 servant egalement de resonateur. Entre ces deux chambres extérieures 4 et 6, se trouve une chambre intermediaire 5 remplie d'une matière d'isolation phonique, par exemple de la laine d'acier résistante à la chaleur ou un matériau similaire. Dans la zone de cette chambre intermédiaire 5, les trois canalisations 7, 10, 11 sont munies d'ouvertures 21 disposées également sur toute la longueur de la chambre centrale 5. Toutefois, seuls les orifices extrêmes sont représentés. Cette chambre centrale forme un filtre acoustique à absorption. La deuxième canalisation 10 relie la deuxième chambre extérieure 6 avec la première chambre extérieure 4 en traversant la chambre centrale 5. La troisième cOanalisation 11 part de la première chambre extérieure 4, traverse la chambre centrale 5 et est reliee avec un tuyau de sortie 19 conduisant à l'air libre. Pour empêcher un passage direct des gaz d'échappement dans la première chambre extérieure 4 de la canalisation 10 dans la canalisation 11, on a prévu une cloison de separation 12 (voir fig. 3) s'étendant entre le côté extérieur de la première canalisation 7 entre la deuxième canalisation 10 et la troisieme canalisation 11 jusqu'au tube intérieur 14 et reliée avec la première canalisation 7. Les gaz d'échappement doivent donc passer autour du raccord 2A après leur sortie de la première canalisation 10, avant de pouvoir entrer dans la troisième canalisation 11. Les deux canalisations 7 et 10 dépassent légèrement dans la deuxième chambre extérieure 6 ou elles forment un filtre acoustique 8 et 9. Pour cela, les- deux canalisations 7 et 10 sont obturées leur extrémite et sont munies d'orifices de sortie circulaires 22 d'un diamètre d'environ 3 mm. La surface totale de la section de ces orifices de sortie 22 dans la premiere canalisation présente, par rapport à la surface de la section de cette première canalisation, un rapport de 0,8 à 0,9:1. La surface totale de la section de ces orifices de sortie dans la deuxième canalisation 10 présente, par rapport à la surface de la section transversale de cette deuxième canalisation, un rapport de 0,9 à 1:1. L'enveloppe du silencieux à absorption et reflexion est obturée à son extrémité par les parois 16 et 17. Le trajet parcouru par les gaz d'échappement est le suivant: tube intérieur 2 du silencieux à absorption A - raccord 2A - première canalisation 7 - chambre centrale formant filtre acoustique à absorption 5 - deuxième chambre extérieure 6 formant resonateur - deuxième canalisation 10 - chambre centrale 5 formant filtre acoustique à absorption - première chambre extérieure servant de resonateur troisième canalisation 11 - chambre centrale 5 formant filtre acoustique à absorption - tube de sortie 19. R E V E N D I C A T I O N S 1. Silencieux d'échappement, en particulier pour motocyclettes à moteurs à quatre cylindres à quatre temps, avec un silencieux à absorption suivi d'un silencieux à absorption et réflexion lui faisant suite dans le sens d'ecoulement des gaz- d'échappement, ce dernier comportant une enveloppe à trois chambres disposees l'une derrière l'autre, traversée par trois canalisations essentiellement paralleles, munies d'orifices dans la zone de la chambre centrale, une première canalisation reliee au silencieux à absorption traversant la première chambre extérieure et la chambre centrale, et debouchant dans la deuxième chambre extérieure, une deuxieme canalisation reliant entre elles les deux chambres extérieures par l'intermediaire de la chambre centrale, et une troisième canalisation de sortie des gaz d'échappement traversant la deuxième chambre extérieure et la chambre centrale et debouchant dans la première chambre extérieure, les deux chambres extérieures formant résonateurs, et la chambre centrale étant remplie d'une matière d'isolation phonique et formant filtre acoustique à absorption, silencieux caractérisé par le fait que l'enveloppe du silencieux à absorption (A) se compose de deux tubes concentriques (1, 2) dont le tube intérieur (2) est muni d'orifices (20), l'espace intermédiaire forme entre ces deux tubes (1, 2) etant rempli d'une matière d'isolation phonique, et en ce qu'une cloison de séparation (12), située dans la première chambre extérieure (4) du silencieux à absorption et réflexion (B), empêche un passage direct des gaz d'échappement de la deuxième canalisation (10) dans la troisième canalisation (11), et en ce que la zone d'extrémité (8, 9) dépassant dans la deuxieme chambre extérieure (6), des canali-sations débouchant dans cette chambre, à savoir de la première canalisation (7) et de la deuxieme canalisation (10), forme un filtre acoustique. 2. Silencieux d'échappement selon revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre du tube intérieur muni d'orifices (2) du silencieux à absoption (A3 présente par rapport au diamètre du tube extérieur (1) du silencieux à absorption (A) un rapport de 0,7 à 0,8:1. 3. Silencieux d'echappemen'c selon revendication 1, caractérisé en ce que les canalisations (7, 10, 11) presentent une section en forme de segment de cercle, dont les arcs de cercle sont tournes vers la paroi de l'enveloppe (14). 4. Silencieux d'échappement selon revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que la section transversale de passage de la première canalisation (7) reliée avec le silencieux à absorption (A), presente par rapport à la section transversale de passage de la deuxième canalisation (10) reliant les deux chambres extérieures (4, 6) et avec la section transversale de passage de la troisième canalisation !11) de passage des gaz d'échappement, un rapport de 1:0,8 à 0,9:0,7 à 0,8. 5. Silencieux d'échappement selon une des revendications 1 à 4, caracterise en ce que les orifices (21) des canalisatioiis (7, 10, 11), disposés dans la zone de la chambre centrale (5), presentent un diamètre de 2 à 5 mm, de préférence de 3 mn. 6. Silencieux d'échappement selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'extrémité (8, 9) dépassant dans la deuxième chambre extérieure -(6) des canalisations debouchant dans cette chambre, à savoir de la première canalisation (7) et de la deuxième canalisation (10), est obturée en bout pour former un filtre acoustique et est munie d'orifices de sortie (22) à son extrémité. 7. Silencieux d'échappement selon revendication 6, caractérisé en ce que les orifices de sortie (22) ont une forme circulaire et ont un diamètre allant de 2 à 5 mm, de préférence de 3 mm. 8. Silencieux d'échappement selon revendication 6, caractérisé en ce que la surface de la section transversale totale des orifices d'échappement (22) dans la zone d'extrémité de la première canalisation (7) debouchant dans la deuxième chambre extérieure (6) presente par rapport à la surface de la section transversale de cette première canalisation (7), un rapport de 0,8 à 0,9:1. 9. Silencieux d'échappement selon revendication 6, caractérisé en ce que la surface de la section transversale totale des orifices d'échappement (22) dans la zone d'extrémité de la deuxieme canalisation (10) reliant les deux chambres d'extrémité (4, 6) présente par rapport à la surface de la section transversale de cette deuxième canalisation, un rapport de 0,9 à 1:1. 10. Silencieux d'échappement selon l'une des revendications 1 à 9, caracterise en ce que la cloison de séparation (12) s'étend du côte exterieur de la première canalisation (7) en communication avec le silencieux à absorption (A), entre la deuxième canalisation (10) reliant entre elles les deux chambres exterieures (4, 6) et la troisième canalisation (11) de sortie des gaz jusqu'à la paroi (14) de l'enveloppe du silencieux à absorption et réflexion (B). 11. Silencieux d'échappement selon une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'enveloppe du silencieux à absorption et reflexion (B) présente, au moins en partie, une double enveloppe (14, 18). 12. Silencieux d'échappement selon revendication 11, caractérisé en ce que la double enveloppe est faite de deux tubes concentriques (14, 18), la différence de diametre entre ces tubes étant de 3 à 5 mm, de préférence de 4 mm.