Brevet FR2749039A1 — publié le 19971128

L'invention concerne un silencieux d'échappe- ment pour moteurs à combustion interne, en particulier pour moteurs deux temps dans des instruments de travail tenus et guidés manuellement, tels que tronçonneuses à chaîne, débroussailleuses ou analogues, possédant un boî- tier ou pot qui comprend au moins une coquille pourvue d'au moins un orifice de sortie pour le gaz d'échappe- ment, avec disposition, au-dessus de l'orifice ou des orifices de sortie, d'un recouvrement guidant le gaz d'échappement. Par le document DE 26 38 203 Ai, on connaît un silencieux d'échappement pour moteurs de faible puis- sance, qui est composé d'une coquille inférieure et d'une coquille supérieure reliée de façon amovible à elle. Le gaz d'échappement arrive par un tuyau pénétrant dans la coquille inférieure et peut sortir à travers des orifices pratiqués dans la coquille supérieure. Ces orifices sont réalisés comme des fentes oblongues et pourvus d'un re- couvrement guidant le gaz d'échappement. En raison du peu de place qu'un tel silencieux doit occuper, le trajet du gaz d'échappement à l'inté- rieur de lui est relativement court, de sorte que le gaz présente une température très élevée à l'endroit o il sort dans l'air environnant. Or, des flux de gaz d'échap- pement de très hautes températures peuvent être considé- rés par l'opérateur comme désagréables. De plus, s'agis- sant d'appareils appliqués notamment pour des travaux en forêt, il existe dans certains pays des prescriptions strictes, notamment en ce qui concerne la température du gaz d'échappement dans un plan de mesure près du silen- cieux. En outre, une partie de recouvrement du silen- cieux, pourvue de fentes pour le passage d'air, ne doit pas être exposée à des températures excessives. L'invention a donc pour but de perfectionner un silencieux d'échappement pour moteurs à combustion in- terne, du type générique indiqué au début, de manière que la température de sortie du gaz d'échappement soit réduite par 1es movens simples et sans dépense supplémentaire notable. Conformément à l'invention, on obtient ce résultat par le fait que le recouvrement est réalisé comme un capot de sortie de forme oblongue orienté en direction d'un courant principal de gaz d'échappement, capot dont un côté d'extrémité présente une ouverture à travers de laquelle le courant principal de gaz d'échappement sort dans l'air environnant et dont au moins une paroi latérale présente au moins un orifice de sortie d'air pour un écoulement secondaire de gaz d'échappement. Les avantages essentiels apportés par l'invention proviennent de ce que le gaz d'échappement, sortant à plusieurs endroits sous forme de courants partiels, est mis en turbulence et mélangé avec une grande quantité d'air extérieur, ce qui, en raison de la différence de température considérable entre l'air e:.:érieur et le courant de gaz d'échappement, conduit déjà à un net abaissement du niveau de température sur un court trajet l' r:ulement. La vitesse de sortie du courant principal de gaz néhappement est nettement réduite, de sorte qu'un mélange ' *pide et intense avec de l'air extérieur s'effectue sur un -je Id'écoulement relativement court. L'évacuation de gaz d'échappement dans l'air extérieur en ourant le capot de sortie est possible de manière p-lrticulièrement simple à travers au moins un orifice de sortie d25 J'air pratiqué dans une paroi latérale du capot. Cependant, fin -d'obtenir une intense mise en turbulence d'air extérieur et -le -an d'échappement, il convient que des orifices de sortie tir soient prévus dans les deux parois latérales du capot. Ps:>r des motifs de stabilité des parois latérales du capot de Y>0 srtie, il convient que les orifices de sortie d'air possèdent -seulement une largeur limitée dans la direction d'écoulement -1: saz d' échappement. C'est ainsi qu'on peut prévoir, - Et e:X.emp ie, des orifices de sortie d'air possédant une section circulaire et un diamètre de tout au plus 2,5 mm. Il est cependant particulièrement préféré de prévoir des orifices de sortie d'air se présentant sous la forme de trous oblongs dont la largeur comprise entre leurs côtés longitudinaux est d'environ 2 mm. L'axe longitudinal de ces trous oblongs peut être orienté obliquement par rapport à la direction du courant principal de gaz d'échappement. Il est cependant considéré qu'il convient particulièrement que l'axe longitudinal des trous oblongs soit transversal à la di- rection du courant principal de gaz d'échappement. Il est avantageux que la dimension des trous oblongs dans le sens de leur axe longitudinal soit choisie de manière que ces trous se terminent au bord inférieur d'une partie de transition courbe du capot de sortie. Un comportement dé- terminé d'écoulement de sortie est ainsi imprimé aux cou- rants secondaires de gaz d'échappement quittant les ori- fices de sortie d'air. Selon un mode de réalisation particulièrement simple, les orifices de sortie d'air sont des trous poin- çonnés. Il est cependant possible aussi de doter ces ori- fices d'ouïes. Comme le courant de gaz d'échappement su- bit, à l'intérieur du capot, une déviation de 90 en aval des orifices de sortie de la coquille, il convient de seulement prévoir les orifices de sortie d'air dans une zone o la direction du courant principal de gaz d'échap- pement est stable. Il est donc considéré opportun de dis- poser les orifices de sortie d'air dans une zone des pa- rois latérales située à peu près entre le milieu de la longueur du capot et l'ouverture de sortie dans l'une de ses extrémités. Le dessus du capot de sortie est de pré- férence essentiellement plan, mais avec une partie, si- tuée près de ladite ouverture dans un côté d'extrémité du capot, qui est faiblement inclinée vers l'intérieur. Cette disposition sert également à réduire la vitesse de sortie du courant principal de gaz d'échappement. Afin d'empêcher que des étincelles sortent avec le gaz d'échappement, une grille pare-étincelles sous la forme d'un treillis de fil métallique est placée entre le capot de sortie et les orifices de sortie de la coquille du silencieux, de manière que cette grille recouvre les- dits orifices de sortie. Il est préférable que le capot possède, le long de ses côtés longitudinaux et de son autre côté d'extrémité, lequel est fermé, des bords qui s'étendent au-delà de la grille pare-étincelles. De cette manière, ces bords sont appliqués contre le côté exté- rieur de la coquille, de sorte que le capot peut être fixé à la coquille au moyen d'un soudage par points dans la zone des bords. Du côté d'extrémité du capot présen- tant l'ouverture de sortie, la grille pare-étincelles possède un prolongement qui est fixé au moyen d'une vis à tôle vissée dans la coquille. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un silencieux d'échappement; - la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 est une vue d'un capot de sortie prise suivant la flèche III de la figure 1; et - la figure 4 représente un autre mode de réa- lisation du capot de sortie. La figure 1 montre un silencieux d'échappement 1 dont le boîtier ou pot est composé de deux coquilles ou demi-boîtiers 2 et 3, à savoir d'une coquille 2 située du côté de l'entrée et d'une coquille 3 située du côté de la sortie de gaz. Entre les coquilles 2 et 3 est disposée, à l'intérieur du silencieux 1, une cloison dont le bord pé- riphérique extérieur est serré entre les bords des co- quilles 2 et 3. Avec interposition du bord périphérique de la cloison 4, les coquilles 2 et 3 sont réunies par un assemblage serti 6 en un pot étanche. La cloison 4 pré- sente plusieurs orifices de passage 5 qui font communi- quer une chambre d'entrée 12, délimitée par la cloison 4 et la coquille côté entrée 2, avec une chambre de sortie 13 délimitée par la cloison 4 et la coquille 3. Selon la flèche indicatrice de direction B, le gaz d'échappement s'écoule de la chambre d'entrée 12 dans la chambre de sortie 13. A travers les chambres d'entrée 12 et de sortie 13, s'étendent deux pièces tubulaires 8 qui sont orthogo- nales à la cloison 4 et dont l'une seulement est visible sur la figure 1 du fait qu'il s'agit d'une vue en coupe. La pièce tubulaire 8 possède, à son extrémité adjacente à la coquille 2, un collet annulaire 11 qui est relié à la coquille 2 avec interposition d'un disque raidisseur 10. L'extrémité adjacente à la coquille 3 de la pièce tubu- laire 8, est guidée et entourée de façon étanche par un collet 9 de cette coquille. Le disque raidisseur 10 pré- sente un perçage 18 qui sert au passage d'une vis de fixation pour le montage du silencieux 1 sur un moteur à combustion interne, la tête de cette vis coopérant avec le collet annulaire 11. Le silencieux 1 peut ainsi être fixé au moteur à l'aide de vis courtes. Dans sa partie montrée en haut sur la figure 1, la coquille 3 présente un creux 17 formé par emboutissage et dans lequel sont situés plusieurs orifices de sortie 14 dont l'un est seulement est visible sur la figure 1. Au-dessus du creux 17, est placé un capot de sortie 16 qui, par un dessus 21 et des parois latérales 22, 22', forme un canal de sortie 30. Le dessus 21 comprend, le long des côtés longitudinaux, des parties courbes 21' qui servent de transitions avec les parois latérales 22, 22'. Le capot de sortie 16 est pourvu de bords latéraux 27, 27' par lesquels il est appliqué contre la coquille 3 et relié à celle-ci par un assemblage matière à matière. Entre la coquille 3 et les bords latéraux 27, 27' du ca- pot 16, est tendue une grille pare-étincelles 15 située à distance à la fois du creux 17 et du dessus 21 du capot 16. Un courant de gaz d'échappement traversant suivant la flèche C les orifices de sortie 14, est donc guidé à tra- vers la grille pare-étincelles 15 dans le canal de sortie , la grille 15 empêchant la sortie d'étincelles avec le courant de gaz. Ainsi qu'il sera expliqué plus en détail par la suite en référence aux autres figures, la grille pare-étincelles 15 possède un prolongement 15' qui est fixé à la coquille 3 au moyen d'une vis à tôle 19. La figure 2 montre une coupe prise suivant la ligne II-II de la figure 1. On voit sur cette coupe que le silencieux 1 est traversé de deux pièces tubulaires 8 et que la coquille 2 présente, entre les extrémités des pièces tubulaires 8 voisines d'elle, une ouverture d'en- trée 7 à travers de laquelle le courant de gaz d'échappe- ment, venant du cylindre du moteur à combustion interne, pénètre suivant la flèche A dans la chambre d'entrée 12. Le flux de gaz d'échappement passe ensuite suivant la flèche B dans la chambre de sortie 13, comme déjà décrit en relation avec la figure 1. Ainsi que cela ressort éga- lement de la figure 2, le creux 17 de la coquille 3 s'étend en longueur et la forme du capot de sortie 16 est adaptée à la longueur du creux 17. Les orifices de sortie 14 ménagés dans le creux 17 et dont certains seulement sont visibles sur la figure 2, se trouvent essentielle- ment à gauche d'une ligne médiane M dans la représenta- tion selon la figure 2. Le capot de sortie 16 possède une paroi d'ex- trémité fermée 25 qui se termine en bas par un bord 26. L'autre extrémité du capot 16 présente une ouverture 24 à travers de laquelle le courant principal de gaz d'échap- pement, guidé à l'intérieur du capot 16 et indiqué par la flèche D, peut sortir dans l'air environnant. Un bord avant 28 du capot 16, situé sur le côté d'extrémité du capot dans lequel est ménagée l'ouverture de sortie 24, s'étend par-dessus le prolongement 15' de la grille pare- étincelles 15. Ce prolongement est fixé à la coquille 3 au moyen d'une vis à tôle 19. Le desserrage et l'enlève- ment de cette vis permettent de remplacer la grille pare- étincelles 15 car les bords latéraux de celle-ci peuvent glisser entre la coquille 3 et le capot de sortie. Il ressort également de la figure 2 que la pa- roi latérale 22 du capot 16 présente trois orifices de sortie d'air 20 sous la forme de trous oblongs poinçonnés dont la longueur est orientée transversalement à la di- rection du courant principal de gaz d'échappement D. Les orifices de sortie d'air 20 possèdent, en raison de leur forme, deux côtés longitudinaux parallèles dont l'espace- ment d est d'environ 2 mm. Il va de soi que cet espace- ment d peut également être choisi différemment, 2,5 mm étant considérés comme une limite supérieure. Des varia- tions sont possibles aussi pour ce qui concerne l'orien- tation de la longueur des trous, lesquels peuvent s'étendre également, par exemple, obliquement par rapport à la direction du courant principal de gaz d'échappement D. Comme le montre l'exemple de réalisation selon la fi- gure 2, la dimension longitudinale w des orifices de sor- tie d'air 20, constitués par des trous oblongs, dimension qui est mesurée dans le sens de l'axe longitudinal de ces trous, a été choisie pour que leur extrémité supérieure se termine à la partie courbe 21' Le dessus 21 du capot de sortie 16 est essen- tiellement plan et présente, directement avant l'ouver- ture 24 dans l'extrémité du capot, une partie 23 qui est inclinée vers le bas sous un petit angle. Cette partie 23 produit une réduction de la vitesse d'écoulement du cou- rant principal de gaz d'échappement D. Le flux de gaz d'échappement introduit suivant la flèche C dans le vo- lume intérieur du capot 16, est dévié dans ce capot et guidé ensuite sous un angle de 90 suivant la flèche D. En raison de la surpression créée à l'intérieur du capot 16, du gaz d'échappement sort non seulement par l'ouver- ture 24, mais aussi par les orifices de sortie d'air 20. Selon un mode de réalisation non représenté, ces orifices peuvent aussi être munis d'ouïes. On obtient ainsi un courant principal de gaz d'échappement D et plusieurs courants secondaires de gaz d'échappement qui sont mis en turbulence et dans lesquels le gaz d'échappement chaud est mélangé avec une grande quantité d'air extérieur. En raison de la forte différence de température entre l'air extérieur et le flux de gaz d'échappement, différence qui peut parfaitement bien dépasser 300 C, on obtient ainsi une réduction drastique, dans un plan de mesure fixé à faible distance derrière le capot de sortie 16, du mé- lange de gaz d'échappement et d'air sorti dans l'air en- vironnant. Cette disposition peut apporter une diminution de la température du gaz d'échappement, dans ledit plan de mesure, qui est de l'ordre de 80 à 100 C. La représentation de la figure 3 montre que le capot de sortie 16 est de réalisation symétrique par rap- port à la direction d'écoulement D du courant principal de gaz d'échappement. Comme, selon la figure 3, la paroi d'extrémité fermée 25 du capot 16 se trouve à droite et l'ouverture de sortie de gaz dans l'air environnant à gauche, les orifices de sortie 14 de la coquille 3 sont situés de préférence dans la zone voisine de la paroi fermée 25. Les orifices de sortie d'air 20 du capot, pré- vus dans cet exemple à la fois dans la paroi latérale 22 et dans la paroi latérale 22', sont situés dans la moitié du capot 16 adjacente à l'extrémité présentant l'ouver- ture de sortie 24. Ainsi que cela ressort également de la figure 3, les bords 26 et 27, 27' du capot 16 s'étendent au-delà de la grille pare-étincelles 15 et les bords la- téraux 27, 27' établissent un assemblage matière à ma- tière entre la coquille 3 et le capot 16 par des points de soudage 29. Des flèches E indiquent la direction de sortie des courants secondaires de gaz d'échappement, mais ces courants peuvent aussi former un angle aigu avec le courant principal de gaz d'échappement D. La figure 4 montre un autre mode de réalisation du capot de sortie 16. Contrairement à celui décrit pré- cédemment, ce capot possède des orifices de sortie d'air 31 ayant une section droite circulaire. Comme dans l'exemple précédent, ces orifices de sortie d'air des deux parois latérales 22, 22' sont disposés régulière- ment, de préférence symétriquement, par rapport à l'axe longitudinal du capot. De même, comme dans l'exemple dé- crit précédemment du capot de sortie 16, les orifices de sortie d'air du capot sont placés dans une partie des pa- rois latérales 22, 22' située à peu près entre le milieu de la longueur du capot et l'ouverture de sortie 24 à l'une de ses extrémités. Les caractéristiques et les ré- férences correspondent par ailleurs à l'exécution repré- sentée sur la figure 2. REVENDICATIONS 1. Silencieux d'échappement (1) pour moteurs à combustion interne, en particulier pour moteurs deux temps dans des instruments de travail tenus et guidés manuellement, tels que tronçonneuses à chaîne, débroussailleuses ou analogues, possédant un boîtier qui comprend au moins une coquille (3) pourvue d'au moins un orifice de sortie (14) pour le gaz d'échappement, avec disposition, au-dessus de l'orifice ou des orifices de sortie (14), d'un recouvrement guidant le gaz d'échappe- ment, caractérisé en ce que le recouvrement est réalisé comme un capot de sortie (16) de forme oblongue orienté en direction d'un courant principal de gaz d'échappement 1D (D), capot de sortie (16) dont un côté d'extrémité présente une ouverture (24) à travers de laquelle le courant principal de gaz d'échappement (D) sort dans l'air environnant et dont au moins une paroi latérale (22) présente au moins un orifice de sortie d'air (20, 31) pour un écoulement secondaire de gaz d'échappement (E). 2. Silencieux d'échappement selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que des orifices de sortie d'air (20, 31) sont prévus dans les deux parois D latérales (22, 22') du capot et que, en particulier, les orifices de sortie d'air (20, 31) des deux parois latérales (22, 22') sont disposés de façon régulière, de préférence symétriquement, par rapport à l'axe longitudinal du capot de sortie (16). ) 3. Silencieux d'échappement selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que les orifices de sortie d'air (31) ont une section circulaire. 4. Silencieux d'échappement selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que les orifices de sortie d'air (20) sont réalisés comme des trous oblongs dont l'axe longitudinal est de préférence transversal à la direction du courant principal de gaz d'échappement (D) et dont la dimension (w) dans le sens de cet axe s'étend il essentiellement jusqu'à une partie de transition courbe (21') du dessus du capot de sortie (16). 5. Silencieux d'échappement selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que les orifices de sortie d'air (20) sont dotés d'ouïes. 6. Silencieux d'échappement selon une des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que les ori- fices de sortie d'air (20, 31) sont réalisés comme des trous poinçonnés. 7. Silencieux d'échappement selon une des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que les ori- fices de sortie d'air (20, 31) sont formés dans une zone des parois latérales (22, 22') situés à peu près entre le milieu de la longueur du capot de sortie (16) et l'ouver- ture de sortie (24) dans une extrémité du capot. 8. Silencieux d'échappement selon une des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que le dessus (21) du capot de sortie (16) est essentiellement plan et comporte, près de l'ouverture de sortie (24) dans une ex- trémité, une partie (23) faiblement inclinée vers l'inté- rieur. 9. Silencieux d'échappement selon une des re- vendications précédentes, caractérisé en ce qu'une grille pare-étincelles (15) est disposée entre le capot de sor- tie (16) et les orifices de sortie (14) de la coquille (3), de manière à recouvrir ces orifices de sortie (14), et le capot de sortie (16) présente, le long de ses côtés longitudinaux (parois latérales 22, 22') et le long de son autre côté d'extrémité, lequel est fermé, des bords (27, 27' et 26) qui s'étendent au-delà de la grille pare- étincelles (15). 10. Silencieux d'échappement selon la revendi- cation 9, caractérisé en ce que le capot de sortie (16) est fixé à la coquille (3), dans la zone des bords (27, 27') par soudage par points (29). 11. Silencieux d'échappement selon la revendi- cation 9 ou 10, caractérisé en ce que la grille pare- étincelles (15) possède, du côté d'extrémité du capot de sortie (16) présentant l'ouverture de sortie (24), un prolongement (15') qui est fixé au moyen d'une vis à tôle (19) vissée dans la coquille (3).