Brevet FR2816987A1 — publié le 20020524

La présente invention concerne, de façon générale, un dispositif de découplage vibratoire insérable dans une ligne d'échappement d'un moteur thermique et permettant d'éviter la transmission au pot d'échappement des vibrations de ce moteur. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de découplage vibratoire soudable entre deux tronçons successifs d'une ligne d'échappement d'un moteur thermique, ce dispositif comprenant une entrée de gaz, une sortie de gaz séparée de l'entrée de gaz par une distance déterminée, et une chemise ondulée présentant un orifice amont adjacent à l'entrée de gaz, et un orifice aval adjacent à la sortie de gaz, cette chemise étant constituée d'un soufflet métallique tubulaire présentant des ondulations radiales. Des dispositifs de ce type sont connus et utilisés avec satisfaction sur les véhicules modernes. Néanmoins, la conception de ces dispositifs continue de poser de délicats problèmes d'optimisation. En effet, le passage des gaz sur la chemise ondulée se traduit, pour certaines vitesses de circulation de ces gaz, par l'émission d'un sifflement très gênant. Or, jusqu'à présent, la seule solution qui ait pu être trouvée pour éviter ce sifflement, et qui consiste à doubler la chemise, sur toute sa longueur, d'un conduit réalisé par agrafage d'anneaux successifs, présente le double inconvénient d'augmenter le coût et le poids du dispositif de découplage vibratoire, et d'en augmenter la rigidité, donc d'en altérer les qualités fonctionnelles de découplage vibratoire. Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer un dispositif de découplage silencieux, ne requérant l'emploi d'aucun conduit agrafé et d'aucun autre organe risquant d'en augmenter la rigidité. A cette fin, le dispositif de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend, en plus des éléments déjà évoqués, un organe de modification de flux gazeux, disposé sur l'entrée de gaz, et s'étendant en direction de la sortie de gaz sur une longueur au plus égale au quart de la distance déterminée. Selon un premier mode de réalisation possible de l'invention, l'organe de modification de flux gazeux peut être essentiellement constitué par un relief interne localisé, formant une restriction annulaire de diamètre et présentant un diamètre interne inférieur au diamètre interne minimal de la chemise ondulée. Ce relief interne peut notamment présenter une demie section transversale en forme de rectangle, de demi-cercle ou de triangle. Selon un second mode de réalisation possible de l'invention, l'organe de modification de flux peut être essentiellement constitué par un tube sensiblement cylindrique. Dans ce cas, si la distance séparant la sortie de gaz de l'entrée de gaz est comprise entre 175 et 230 millimètres, le tube a par exemple une longueur comprise entre 30 et 40 millimètres. Quel que soit son mode de réalisation, le dispositif de l'invention comprend de préférence une enveloppe tubulaire constituée d'une gaine de fils métalliques enchevêtrés, entourant la chemise tubulaire ondulée, et présentant une extrémité amont adjacente à l'entrée de gaz, et une extrémité aval adjacente à la sortie de gaz. Enfin, ce dispositif comprend avantageusement aussi une bague amont fixée sur l'extrémité amont de l'enveloppe tubulaire et une bague aval fixée sur l'extrémité aval de l'enveloppe tubulaire, chacune des bagues amont et aval étant soudable à l'un des tronçons de la ligne d'échappement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif conforme au premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un dispositif conforme au premier mode de réalisation de l'invention, mais correspondant à une première variante d'exécution du dispositif illustré à la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un dispositif conforme au premier mode de réalisation de l'invention, mais correspondant à une seconde variante d'exécution du dispositif illustré à la figure 1 ; et - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un dispositif conforme au second mode de réalisation de l'invention. Comme annoncé précédemment, l'invention concerne un dispositif de découplage vibratoire soudable entre deux tronçons successifs, tels que 91 et 92, d'une ligne d'échappement d'un moteur thermique dans laquelle les gaz circulent dans la direction qu'indiquent les flèches représentées à l'intérieur de ces tronçons. Ce dispositif comprend une entrée de gaz 11 reliée au tronçon 91 et une sortie de gaz 12 reliée au tronçon 92, l'entrée et la sortie de gaz étant séparées l'une de l'autre par une distance D. Ces gaz sont canalisés par une chemise ondulée 2, qui est constituée d'un soufflet métallique tubulaire présentant des ondulations radiales 20, cette chemise présentant un orifice amont 21 adjacent à l'entrée de gaz 11, et un orifice aval 22 adjacent à la sortie de gaz 12. Selon l'invention, le dispositif est en outre équipé d'un organe de modification de flux gazeux 3, qui est disposé sur l'entrée de gaz 11, et qui s'étend en direction de la sortie de gaz 12 sur une longueur axiale L très sensiblement inférieure à la distance D qui sépare la sortie de gaz 12 de l'entrée de gaz il. Selon le premier mode de réalisation de l'invention, représenté aux figures 1 à 3, l'organe de modification de flux gazeux 3 prend la forme d'un relief interne localisé 31, qui forme une restriction annulaire de diamètre de la veine de gaz, et qui présente plus précisément un diamètre interne O31 inférieur au diamètre interne minimal zu de la chemise ondulée 2. Un tel relief, qui provoque de fortes turbulences dans l'écoulement gazeux, a pour effet à la fois de décoller la veine fluide de la chemise ondulée 2 et de décorréler les fréquences des variations de pression auxquelles sont soumis les différents points de cette veine. Ce relief interne 31, dont la longueur axiale L est typiquement inférieure au dixième de la distance D séparant l'entrée et la sortie de gaz 11 et 12, présente par exemple une demie section transversale en forme de demi-cercle (figure 1), de triangle (figure 2), ou de rectangle (figure 3). Selon le second mode de réalisation de l'invention, représenté à la figure 4, l'organe de modification de flux gazeux 3 prend par exemple la forme d'un tube sensiblement cylindrique 32 dont la longueur axiale L est au plus égale au quart de la distance D qui sépare la sortie de gaz 12 de l'entrée de gaz 11. A titre d'exemple, si cette distance D est comprise entre 175 et 230 millimètres, le tube a par exemple une longueur L comprise entre 30 et 40 millimètres. Néanmoins, dans la mesure où le tube 32 ainsi disposé joue le rôle de déflecteur, sa longueur est un paramètre de réglage fréquentiel qui peut faire l'objet d'une optimisation, au cas par cas, en fonction de la dynamique du débit massique de gaz et du diamètre interne zu de la chemise 2. Quel que soit le mode de réalisation particulier choisi, le dispositif comprend de préférence une enveloppe tubulaire 4, qui est constituée d'une gaine de fils métalliques enchevêtrés, et qui entoure la chemise tubulaire ondulée 2. A l'image de la chemise 2, cette enveloppe 4 présente une extrémité amont 41 adjacente à l'entrée de gaz 11, et une extrémité aval 42 adjacente à la sortie de gaz 12. Pour assurer le maintien, sur la chemise 2, de l'enveloppe 4 qui est radialement déformable, le dispositif comprend en outre, de façon connue en soi, deux bagues d'extrémité 51 et 52. La bague amont 51 est fixée sur l'extrémité amont 41 de l'enveloppe tubulaire 4 et soudée, en fonctionnement, au tronçon amont 91 de la ligne d'échappement, tandis que la bague aval 52 est fixée sur l'extrémité aval 42 de l'enveloppe tubulaire 4 et soudée, en fonctionnement, au tronçon aval 92 de la ligne d'échappement. Pour éviter une oxydation rapide de l'organe de modification de flux gazeux 31 ou 32, ce dernier est par exemple réalisé en acier inoxydable comme le sont, de façon connue en soi, la chemise 2, l'enveloppe 4, et les bagues 51 et 52. En pratique, l'organe de modification de flux gazeux 31 ou 32, la chemise 2, l'enveloppe 4 et la bague amont 51 peuvent être soudés entre eux, par exemple au niveau de l'entrée de gaz 11, la chemise 2, l'enveloppe 4 et la bague aval 52 étant alors soudées entre elles au niveau de la sortie de gaz 12. REVENDICATIONS 1. Dispositif de découplage vibratoire soudable entre deux tronçons successifs (91,92) d'une ligne d'échappement d'un moteur thermique, ce dispositif comprenant une entrée de gaz (11), une sortie de gaz (12) séparée de l'entrée de gaz (11) par une distance déterminée (D), et une chemise ondulée (2) présentant un orifice amont (21) adjacent à l'entrée de gaz (11), et un orifice aval (22) adjacent à la sortie de gaz (12), cette chemise (2) étant constituée d'un soufflet métallique tubulaire présentant des ondulations radiales (20), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un organe de modification de flux gazeux (3), disposé sur l'entrée de gaz (11), et s'étendant en direction de la sortie de gaz (12) sur une longueur (L) au plus égale au quart de la distance déterminée (D). 2. Dispositif de découplage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de modification de flux gazeux (3) est essentiellement constitué par un relief interne localisé (31), formant une restriction annulaire de diamètre et présentant un diamètre interne (031) inférieur au diamètre interne minimal (02) de la chemise ondulée (2). 3. Dispositif de découplage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de modification de flux gazeux (3) est essentiellement constitué par un tube sensiblement cylindrique (32). 4. Dispositif de découplage suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe tubulaire (4) constituée d'une gaine de fils métalliques enchevêtrés, entourant la chemise tubulaire ondulée (2), et présentant une extrémité amont (41) adjacente à l'entrée de gaz (11), et une extrémité aval (42) adjacente à la sortie de gaz (12). 5. Dispositif de découplage suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend une bague amont (51) fixée sur l'extrémité amont (41) de l'enveloppe tubulaire (4) et une bague aval (52) fixée sur l'extrémité aval (42) de l'enveloppe tubulaire (4), chacune des bagues amont et aval (51, 52) étant soudable à l'un des tronçons (91, 92) de la ligne d'échappement. 6. Dispositif de découplage suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 2, caractérisé en ce que le relief interne (31) présente une demie section transversale en forme de rectangle, de demi-cercle ou de triangle. 7. Dispositif de découplage suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 3, caractérisé en ce que la distance déterminée (D) est comprise entre 175 et 230 millimètres, et en ce que le tube a une longueur (L) comprise entre 30 et 40 millimètres.