Brevet FR2790788A1 — publié le 20000915

La présente invention a pour objet un silencieux-détendeur pour moteurs à explosions. Il concerne le domaine industriel et commercial de la fabrication et de la diffusion d'équipements pour moteurs thermiques et est en particulier destiné aux véhicules routiers de tous types, qu'ils soient propulsés par un moteur à deux ou quatre temps, diesel ou à essence. Les nuisances sonores dues aux moteurs à combustion interne, et en tout premier lieu à ceux équipant des véhicules, ont sensiblement diminuées durant les dernières décennies, mais elles demeurent encore gênantes dans le cas surtout des moteurs de faible cylindrée ou, au contraire, des moteur de poids lourds. Pour réduire encore les émissions sonores des moteurs thermiques, l'utilisation des techniques connues entraîne en général soit une augmentation prohibitive de l'encombrement des dispositifs de détente et d'échappement, soit une baisse de rendement, soit encore, comme on le voit aujourd'hui sur beaucoup de voitures particulières, le fractionnement de ces équipements, ce qui se traduit bien sûr par un coût de revient plus élevé du véhicule. On connaît des pots d'échappement combinant les fonctions de détente et de modération du niveau sonore, utilisés en particulier pour les petites motos ou les scooters, et semblables par exemple au dispositif décrit dans le brevet N 2 751 029, qui consiste en un silencieux comprenant un corps cylindrique extérieur, des plaques d'extrémité avant et arrière, des plaques poreuses dans le corps et des plaques de séparation subdivisant l'intérieur du corps, dans lequel trois ou quatre éléments sont superposés et joints par soudage. Des tuyaux d'échappement sont reliés et soudés aux plaques avec d'autres éléments. Le corps a une structure à couches multiples ayant des panneaux intérieurs et extérieurs formés pour comprimer au montage une unité intérieure fixée au corps. Ce genre d'appareil est complexe à réaliser et l'efficacité des deux fonctions est souvent médiocre. Le dispositif selon la présente invention a pour objectif de proposer un pot d'échappement qui tout en étant relativement simple et d'un coût de fabrication modéré permet d'améliorer le rendement thermodynamique d'un moteur thermique tout en diminuant son émission sonore. Il est constitué successivement, d'amont en aval, d'une chambre de détente conique à section décroissante, d'un "venturi" et d'un diffuseur également conique, mais à section croissante, ces trois éléments étant enfermés dans une enceinte tubulaire coaxiale externe déterminée de manière à créer sur toute sa longueur un espace annulaire autour des trois éléments sus-mentionnés, cet espace étant rempli d'un matériau absorbant le son. Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs de formes de réalisation de l'objet de l'invention: la figure 1 représente une coupe longitudinale axiale du dispositif dans son ensemble et la figure 2 montre, dans les mêmes conditions, une variante d'exécution dont la chambre de détente et le diffuseur sont réalisés en tôle perforée. Le dispositif, figures 1 et 2, est constitué d'une enceinte cylindrique 1 de section cylindrique ou ovale dans laquelle un tube de Venturi 2 est inséré entre une chambre de détente 3 située à l'amont et un diffuseur 4 situé à l'aval pour former le conduit de passage des gaz de préférence rectiligne. L'enceinte 1 est formée d'une paroi extérieure coaxiale au conduit de passage des gaz. Entre les deux, est ménagé sur toute la longueur un espace annulaire 5 qui est rempli d'un matériau absorbant les sons tel que la laine de verre. Aux deux extrémités, des raccords amont 6 et aval 7 assurent la solidarisation de la paroi extérieure 1, des éléments constituant le conduit de passage des gaz et des tubulures d'entrée 8 et de sortie 9. La chambre de détente 3 est constituée d'un cône de section décroissante, dont le diamètre de la base est sensiblement plus grand que celui de la tubulure d'entrée 8 de façon à provoquer une expansion des gaz à l'entrée du système. Le tube de Venturi 2 est formé d'un élément tubulaire présentant un étranglement grâce à une paroi cintrée à convexité dirigé vers l'intérieur. Il assure une continuité entre la chambre de détente 3 et le diffuseur 4. Ce dernier est formé d'un cône à section croissante d'une longueur supérieure au double de celle de la chambre de détente. Les parois de la chambre de détente 3, du venturi 2 et du diffuseur 4 peuvent tous être tout ou partie réalisés en tôle perforée ou en tôle pleine, selon que l'on souhaite favoriser l'aspect rendement, ou l'aspect sonore du silencieux. Les gaz, en arrivant dans la chambre de détente 3, se détendent, donc les ondes sonores sont en partie absorbées par les parois de ladite chambre, passent ensuite par le "venturi" 2, afin de retrouver une vitesse suffisante pour générer une onde favorable à un meilleur "vidage" de la chambre de combustion. La partie diffuseur 4 sert quant à elle, de par sa forme conique, à rediminuer la vitesse atteinte dans le venturi, afin d'augmenter les vecteurs de pression générés de par sa forme sur sa paroi, ce qui a pour effet de diminuer encore les ondes sonores émises par le silencieux à l'air libre. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. REVENDICATIONS 1 . Silencieux-détendeur pour moteurs à explosions, destiné en particulier aux véhicules routiers de tous types, qu'ils soient propulsés par un moteur à deux ou quatre temps, diesel ou à essence. caractérisé en ce qu'il comporte un conduit de passage des gaz constitué successivement, d'amont en aval, d'une chambre de détente (3) conique à section décroissante, d'un tube de Venturi (2) et d'un diffuseur (4) également conique, mais à section croissante, ce conduit de passage des gaz étant logé dans une enceinte cylindrique (1) coaxiale externe, de section cylindrique ou ovale, déterminée de manière à créer sur toute sa longueur un espace annulaire (5) autour dudit conduit, cet espace étant rempli d'un matériau absorbant le son. 2 . Silencieux-détendeur selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que le diamètre de la base de la chambre de détente (3) est sensiblement plus grand que celui de la tubulure d'entrée (8) du dispositif de façon à provoquer une expansion des gaz à l'entrée du système. 3 . Silencieux-détendeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le diffuseur (4) a une longueur supérieure au double de celle de la chambre de détente. 4 . Silencieux-détendeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le tube de Venturi (2) assure la continuité entre la chambre de détente (3) et le diffuseur (4), et est formé d'un élément tubulaire comportant une paroi cintrée à convexité dirigé vers l'intérieur. 50 Silencieux-détendeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'une partie ou la totalité de la chambre de détente (3) ou du tube de Venturi (2) ou du diffuseur (4) est réalisé en tôle perforée. 6 . Silencieux-détendeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, se caractérisant par le fait que la chambre de détente (3), le tube de Venturi (2) et le diffuseur (4) sont réalisés entièrement en tôle pleine. 7 . Silencieux-détendeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'il comporte à ses deux extrémités, des raccords amont (6) et aval (7) agencés pour assurer la solidarisation de l'enceinte cylindrique (1), des éléments constituant le conduit de passage des gaz et des tubulures d'entrée (8) et de sortie (9) du dispositif.