Brevet FR2681096A1 — publié le 19930312

"Silencieux pour soufflante" Etat de la technique L'invention concerne un silencieux pour soufflante, en particulier pour soufflante d'air secondaire pour moteurs à combustion interne avec un pot catalytique à trois voies contrôlé, avec un carter, qui présente une ouverture d'entrée d'air et une ouverture de sortie d'air à raccorder au côté aspiration de la soufflante,10 Des soufflantes d'air secondaire sont montées dans des moteurs à combustion interne avec pot catalytique à trois voies contrôlé pour souffler de l'air frais dans le système d'échappement du moteur à combustion interne De cette façon on met en route une15 post-combustion des gaz d'échappement à des températures de plus de 600 C, pendant le déroulement de laquelle la teneur en monoxyde de carbone et en chaînes hydrocarbonées est réduite dans les gaz d'échappement, avant que les gaz d'échappement ne20 traversent le pot catalytique On fournit au pot catalytique de la chaleur supplémentaire grâce au processus de combustion, ce qui est avantageux en particulier pour le démarrage à froid A l'orifice d'aspiration de telles soufflantes il se produit un25 bruit considérable qui nécessite l'insertion de systèmes d'amortissement du bruit, qu'on appelle des silencieux. Avantages de l'invention Le silencieux selon l'invention est caractérisé en ce que dans le carter se trouve un insert d'amortissement avec au moins un trajet d'écoulement d'air constitué dedans, établissant une liaison entre l'orifice d'entrée d'air et l'orifice de sortie d'air trajet qui se déroule en s'écartant d'une liaison rectiligne directe entre l'orifice d'entrée d'air et l'orifice de sortie d'air par exemple en forme d'hélice ou de spirale et a l'avantage que grâce au fait que l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie de l'air ne se trouvent pas sur un même axe, il n'y a pas de passage direct pour le bruit et l'on obtient ainsi un amortissement du bruit Dans le cas o le trajet de l'écoulement dans le silencieux a la forme d'un hélice ou d'une spirale, on obtient un parcours plus long de l'écoulement de l'air, grâce à quoi on obtient un bon amortissement de bruit malgré la courte longueur du silencieux Le matériau à pores ouverts, amortissant le bruit de l'insert d'amortissement améliore l'effet d'amortissement Les pertes de charge se produisant dans le cas de l'écoulement de l'air dans 1 silencieux sont relativement faibles. Des développements et des perfectionnements avantageux sont caractérisés en ce que l'insert d'amortissement consiste en une matière à pores ouverts, amortissant ce bruit. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le carter est en matière synthétique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le trajet d'écoulement est constitué comme au moins un alésage hélicoïdal avec un axe d'hélice s'étendant dans le sens de l'axe du carter. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on prévoit deux alésages hélicoïdaux à une certaine distance l'un de l'autre, alésages qui s'enroulent autour l'un de l'autre dans le même sens. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'insert d'amortissement consiste en une multiplicité de disques reposant les uns sur les autres, en ce que tous les disques sont pourvus d'au moins un alésage, et de préférence de deux alésages disposés à la même distance radiale de l'axe du disque et en ce que les disques sont décalés en rotation les uns par rapport aux autres d'un angle de rotation prédéfini autour de l'axe du carter. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il y a au total onze disques qui reposent les uns sur les autres et en ce que chaque disque par rapport au précédent est tourné d'un angle de 33-. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le carter et constitué en deux parties et consiste en un pot de carter recevant l'insert d'amortissement avec un fond de pot en forme d'entonnoir, dont la face frontale de plus petit diamètre est remplie par l'ouverture d'entrée d'air ou l'ouverture de sortie d'air et en un couvercle de carter plan fermant l'ouverture du pot, couvercle qui contient l'ouverture de sortie d'air ou l'ouverture d'entrée d'air sous forme d'au moins une interruption, ou de préférence deux interruptions égales à l'alésage ou égales aux alésages pratiqués dans le disque de l'insert d'amortissement reposant contre le couvercle de carter. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on dispose l'une des ouvertures d'entrée d'air et de sortie d'air radialement dans le carter et l'autre coaxialement dans le carter et en ce que le trajet d'écoulement de l'air est constitué dans l'insert d'amortissement comme une spirale coaxiale à l'axe du carter. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le carter est constitué en deux parties et consiste en un pot de carter recevant à fleur l'insert d'amortissement et un couvercle de carter plan fermant l'ouverture du pot, en ce que de l'ouverture d'entrée d'air et l'ouverture de sortie d'air l'une est disposée coaxialement dans le couvercle de carter et l'autre radialement dans le pot de carter et en ce que le trajet d'écoulement en forme de spirale va dans le sens axial du carter du fond du pot du carter jusqu'au couvercle de carter et est délimité par ceux-ci. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'ouverture d'entrée d'air et l'ouverture de sortie d'air sont entourés chacun d'un ajutage de raccordement cylindrique, creux, qui part du couvercle de carter ou du pot de carter axialement ou radialement. Une réalisation simple de la forme en hélice du trajet d'écoulement dans l'insert d'amortissement est obtenue selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention grâce au fait que l'insert d'amortissement est composé d'une pluralité de disques situés les uns à côté des autres, qui sont tous pourvus d'au moins un alésage excentrique de même diamètre et que les disques sont décalés en rotation les uns par rapport aux autres d'un angle de rotation prédéfini Si l'on prévoit deux alésages de ce type dans chaque disque, disposés diamétralement par rapport à l'axe des disques, la section transversale du trajet d'écoulement est doublée et les pertes de charge dans l'écoulement d'air sont davantage réduites. Les disques pourvus d'alésages sont, selon une forme de réalisation appropriée de l'invention montés dans le pot d'un carter en deux parties consistant en un pot de carter et un couvercle de carter Le pot de carter présente un fond en forme d'entonnoir avec un orifice d'entrée d'air ou un orifice de sortie d'air disposé au centre, tandis que l'espace libre subsistant dans le fond du pot entre l'orifice d'entrée d'air ou l'orifice de sortie d'air et l'insert d'amortissement contribue à diminuer les pertes de charge L'autre orifice pour la sortie d'air ou pour l'entrée d'air est disposé dans le couvercle de carter et en fait comme une interruption ou deux interruptions, qui est égale à l'alésage ou qui sont égales aux alésages dans le disque, reposant sur le couvercle de carter, de l'insert d'amortissement. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention avec un trajet d'écoulement en forme de spirale dans l'insert d'amortissement entre l'orifice d'entrée d'air et l'orifice de sortie d'air disposé radialement ou tangentiellement le carter est constitué en deux parties et consiste en un pot de carter recevant à fleur l'insert cylindrique d'amortissement et en un couvercle de carter fermant l'ouverture du pot Le trajet d'écoulement en forme de spirale se déroulant coaxialement à l'axe du carter s'étend dans le sens de l'axe du carter du fond plat du pot jusqu'au couvercle plat du carter et est délimité par ceux-ci De l'orifice d'entrée d'air et de l'orifice de sortie d'air l'un est disposé coaxialement dans le couvercle de carter et l'autre est disposé radialement dans le pot de carter Cette forme de réalisation du silencieux selon l'invention a l'avantage d'une construction simple de l'insert d'amortissement et d'une fabrication économique qui en découle. Dessins L'invention est explicitée dans la description qui va suivre plus en détail à partir des exemples de réalisation représentés sur les dessins. la figure 1 montre un schéma de principe d'un moteur à combustion interne avec un pot catalytique à trois voies contrôlé, une soufflante d'air secondaire et un silencieux raccordé du côté de l'aspiration à la soufflante d'air secondaire. la figure 2 montre une coupe longitudinale du silencieux de la figure 1. la figure 3 est une vue de dessus du silencieux de la figure 2, le couvercle de carter ayant été enlevé. la figure 4 est une représentation schématique en coupe d'un insert d'amortissement dans le silencieux selon la ligne de coupe IV-IV de la figure 3 pour mettre en évidence la fabrication de trous hélicoïdaux dans l'insert d'amortissement. la figure 5 est une coupe d'un silencieux selon une ligne de coupe V-V à la figure 6 correspondant à un autre exemple de réalisation. la figure 6 est une coupe du silencieux selon la ligne VI-VI de la figure 5. Description des exemples de réalisation Un moteur à combustion interne, représenté schématiquement à la figure 1 et désigné dans son ensemble par la référence 10, pour un véhicule à moteur présente une pipe d'échappement 11, dans laquelle se trouve un pot catalytique à trois voies 12 Les gaz d'échappement s'écoulent dans le sens de la flèche 13 représentée à la figure 1 Dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement une sonde lambda 14 est disposée avant le catalyseur 12 Une soufflante d'air secondaire 15 est raccordée par une canalisation d'admission 16 à la sortie du filtre à air 17 du moteur à combustion interne 10 A partir de la soufflante 20 une conduite sous pression 18 mène à la pipe d'échappement 12 Elle débouche vu dans le sens d'écoulement (flèche 13) avant le catalyseur 12 Dans la conduite sous pression 18 est disposé un clapet anti-retour 19,qui empêche quand la soufflante 15 est à l'arrêt, les gaz d'échappement d'arriver par la conduite sous pression 18, la soufflante 15, la conduite d'aspiration 16 dans l'alimentation en air frais du moteur à combustion interne 10. Comme il se produit un bruit relativement important sur la soufflante 15 du côté aspiration, on dispose sur la conduite d'aspiration 16 un silencieux , qui est constitué de telle façon qu'il n'entraîne qu'une faible perte de charge dans l'écoulement de l'air pour une bonne réduction du bruit Le silencieux 20 est représenté à la figure 2 en coupe longitudinale et à la figure 3 en vue de dessus dans le cas d'un carter 21 ouvert Le carter 21 en deux parties fabriqué en matière plastique consiste en un pot de carter 22 avec un fond de pot 221 en forme d'entonnoir et en un couvercle 23 de carter plan qui ferme l'ouverture du pot Dans le fond du pot 221 est disposé une ouverture d'entrée d'air 24 au centre, qui occupe complètement la face frontale de plus petit diamètre du fond de pot 221 L'ouverture d'entrée d'air 24 est entourée d'un ajutage de raccordement 25 qui est formé d'une seule pièce avec le fond de pot 221 Une ouverture de sortie d'air 26, sur laquelle on reviendra ci-après plus en détail, est disposée dans le couvercle 23 du carter L'entrée d'air 24 et la sortie d'air 26 peuvent être aussi échangées l'une avec l'autre. Dans le carter 21 est placé un insert d'amortissement 27 en une matière à pores ouverts, amortissant le bruit Cet insert se compose au total de 11 disques 28, qui remplissent dans le sens axial du carter 21 en reposant les uns sur les autres toute la partie cylindrique du pot 22 Chaque disque 28 présente deux alésages 29, 30 d'égale grandeur, qui sont disposés diamétralement à la même distance radiale de l'axe des disques Tous les disques 28 avec les alésages 29 et 30 sont constitués de façon identique Lors de son insertion dans le pot 22 on tourne chaque disque 28 par rapport au disque contigu 28 d'un angle de 33 autour de l'axe du carter De cette façon on produit dans l'insert d'amortissement 27 deux alésages en hélice 31, 32, dont les axes d'hélice s'étendent parallèlement à l'axe du carter et qui s'enroulent l'une autour de l'autre dans le même sens Ces alésages en hélice 31, 32 sont représentés schématiquement le long de la ligne IV-IV à la figure 3 Pour rendre le dessin plus clair les alésages hélicoïdaux 31 et 32 sont présentés avec des hachures différentes La partie qui n'est pas hachurée des différents disques 28 représente par contre la coupe de la matière Les alésages hélicoïdaux 31, 32 débouchent d'une part à une certaine distance en avant de l'ouverture d'entrée d'air 24 dans le fond 221 en forme d'entonnoir du pot 22 et d'autre part dans l'ouverture de sortie d'air 26, qui est constituée comme deux percements 33, 34 dans le couvercle de carter 23, qui sont égales aux orifices 29, 30, dans le disque 28 supérieur directement adjacent au couvercle de carter 23 de l'insert d'amortissement 27. Se raccordant à la conduite d'aspiration 16 soit on emboutit sur le couvercle de carter 23 encore un chapeau de raccordement 35 (figure 1), en forme d'entonnoir, ave un ajutage central de raccordement pour le raccordement de la section de la conduite d'aspiration 16 se trouvant entre le silencieux 20 et la soufflante 15 ou bien on divise l'extrémité située du côté du silencieux de cette section de conduite d'aspiration en deux branches, qui sont amenées respectivement à l'un des percements 33, 34 Grâce à ces deux alésages hélicoïdaux 31, 32, on réalise entre l'ouverture d'entrée d'air 24 et l'ouverture de sortie d'air 26 du carter 21 un trajet d'écoulement très long pour l'air de la soufflante en évitant une liaison rectiligne directe entre elles, trajet qui pour une longueur axiale relativement petite de silencieux 20 procure un bon amortissement du bruit Grâce à l'espace libre disponible dans le fond 221 du pot entre l'ouverture d'entrée d'air 24 et l'insert d'amortissement 27 on améliore l'écoulement de l'air et de cette façon on réduit les pertes de charge Dans le cas d'une plus petite puissance de soufflage un seul alésage hélicoïdal au lieu de alésages hélicoïdaux 31, 32 peut suffire, de telle sorte que le diamètre du carter peut être réduit Dans le cas de puissances plus élevées de soufflage il est toutefois avantageux d'avoir les deux alésages hélicoïdaux 31, 32, pour maintenir faibles les pertes de charge dans le silencieux 20. Sur les figures 6 et 7 on a représenté un autre exemple de réalisation d'un silencieux 20 ', qui peut être inséré dans la conduite d'aspiration 16 à la figure 1 à la place du silencieux 20 Le silencieux ' présente un carter 36 en matière plastique en deux parties, qui consiste en un pot de carter 37 avec un fond de pot plan et un couvercle de carter 38 fermant l'ouverture du pot L'orifice d'entrée d'air 26 est réalisé au moyen d'un alésage radial dans la paroi du pot de carter et l'orifice de sortie d'air 24 est réalisé au moyen d'un alésage central dans le couvercle de carter 38 Aussi bien l'orifice de sortie d'air 26 que l'orifice d'entrée d'air aussi 24 sont entourés d'un ajutage de raccordement 40 ou 39, qui part radialement de la paroi du pot de carter ou axialement du couvercle de carter 38 Ici aussi on peut échanger l'un avec l'autre l'orifice d'entrée d'air 24 et l'orifice de sortie d'air 26 dans leur disposition. Dans le pot de carter 37 on reçoit à son tour l'insert d'amortissement 41 réalisé en une matière à pores ouverts, amortissant le bruit, pot dans lequel on établit un trajet d'écoulement 42 en forme de spirale coaxialement à l'axe du carter, trajet qui relie l'orifice d'entrée d'air 24 à l'orifice de sortie d'air 26 Dans le sens axial du carter 36 le trajet d'écoulement 42 s'étend du fond du pot jusqu'au couvercle du carter 38 et il est limité par les deux dans le sens axial L'insert d'amortissement 41 en forme de spirale est fixé entre des saillies 42 ou 44 faisant saillie axialement, qui sont formées d'une part sur le fond du pot et d'autre part sur la paroi interne du couvercle de carter 38, à l'intérieur du pot de carter 37 Grâce à la forme en spirale de l'insert d'amortissement 41 on évite à nouveau un passage direct du bruit à travers le silencieux 20 et l'on maintient un grand parcours de l'écoulement de l'air, grâce à quoi on obtient au total un très bon amortissement du bruit Par rapport au silencieux 20 décrit à la figure 2 et la figure 3 le silencieux 20 ' est caractérisé par une construction plus simple de l'insert d'amortissement 41, qui est monté comme une bande de matière uniquement entre les il saillies 43, 44 préfabriquées. L'utilisation du silencieux selon l'invention n'est pas limitée aux soufflantes d'air secondaire pour moteurs à combustion interne Il peut en effet être monté dans le cas de n'importe quel type de soufflantes, en particulier dans le cas de soufflantes pour installations de ventilation de véhicules à moteur. R E V E N D I C A T I O N S 1) Silencieux pour soufflante, en particulier pour soufflante d'air secondaire pour moteurs à combustion interne, avec pot catalytique à trois voies, contrôlé, avec un carter, qui présente une ouverture d'entrée d'air et une ouverture de sortie d'air à raccorder au côté aspiration de la soufflante, silencieux caractérisé en ce que dans le carter ( 21; 36) se trouve un insert d'amortissement ( 27; 41) avec au moins un trajet d'écoulement d'air ( 45; 42) constitué dedans, établissant une liaison entre l'orifice d'entrée d'air et l'orifice de sortie d'air ( 24, 26), trajet qui se déroule en s'écartant d'une liaison rectiligne directe entre l'orifice d'entrée d'air et l'orifice de sortie d'air ( 24, 26) par exemple en forme d'hélice ou de spirale. 2) Silencieux selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert d'amortissement ( 27; 41) consiste en une matière à pores ouverts, amortissant ce bruit. 3) Silencieux selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le carter ( 21; 36) est en matière synthétique. 4) Silencieux selon l'une des revendications 1-3, caractérisé en ce que le trajet d'écoulement ( 45) est constitué comme au moins un alésage hélicoïdal ( 31; 32) avec un axe d'hélice s'étendant dans le sens de l'axe du carter. ) Silencieux selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on prévoit deux alésages hélicoïdaux ( 31, 32) à une certaine distance l'un de l'autre, alésages qui s'enroulent autour l'un de l'autre dans le même sens. 6) Silencieux selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'insert d'amortissement ( 27) consiste en une multiplicité de disques ( 28) reposent les uns sur les autres, en ce que tous les disques sont pourvus d'au moins un alésage, et de préférence de deux alésages ( 29, 30) disposés à la même distance radiale de l'axe du disque et en ce que les disques ( 28) sont décalés en rotation les uns par rapport aux autres d'un angle de rotation prédéfini autour de l'axe du carter. 7) Silencieux selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il y a au total onze disques ( 28) qui reposent les uns sur les autres et en ce que chaque disque ( 28) par rapport au précédent est tourné d'un angle de 33 O. 8) Silencieux selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le carter ( 21) et constitué en deux parties et consiste en un pot de carter ( 22) recevant l'insert d'amortissement ( 27) avec un fond de pot en forme d'entonnoir ( 221), dont la face frontale de plus petit diamètre est remplie par l'ouverture d'entrée d'air ou l'ouverture de sortie d'air ( 24, 26) et en un couvercle de carter plan ( 23) fermant l'ouverture du pot, couvercle qui contient l'ouverture de sortie d'air ou l'ouverture d'entrée d'air ( 26, 24) sous forme d'au moins un percement ou de préférence deux percements ( 33, 34) égaux à l'alésage ou égaux aux alésages ( 29, 30) pratiqués dans le disque ( 28) de l'insert d'amortissement ( 27) reposant contre le couvercle de carter ( 23). 9) Silencieux selon l'une des revendications 1-3, caractérisé en ce que l'on dispose l'une des ouvertures d'entrée d'air et de sortie d'air ( 24, 26) radialement dans le carter ( 36) et l'autre coaxialement dans le carter ( 36) et en ce que le trajet d'écoulement de l'air ( 42) est constitué dans l'insert d'amortissement ( 41) comme une spirale coaxiale à l'axe du carter. ) Silencieux selon la revendication 9, caractérisé en ce que le carter ( 36) est constitué en deux parties et consiste en un pot de carter ( 37) recevant à fleur l'insert d'amortissement ( 41) et un couvercle de carter ( 38) plan fermant l'ouverture du pot, en ce que de l'ouverture d'entrée d'air et l'ouverture de sortie d'air ( 24, 26) l'une est disposée coaxialement dans le couvercle de carter ( 38) et l'autre radialement dans le pot de carter ( 37) et en ce que le trajet d'écoulement en forme de spirale ( 42) va dans le sens axial du carter du fond du pot du carter ( 37) jusqu'au couvercle de carter ( 38) et est délimité par ceux-ci. 11) Silencieux selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'ouverture d'entrée d'air et l'ouverture de sortie d'air ( 24, 26) sont entourés chacun d'un ajutage de raccordement ( 39, 40) cylindrique, creux, qui part du couvercle de carter ( 38) ou du pot de carter ( 37) axialement ou radialement.