Brevet FR2828523A1 — publié le 20030214

La présente invention est du domaine des moteurs de véhicules de compétition, et elle a pour objet un dispositif d'échappement des gaz visant à accroître le rendement du moteur. Grâce au dispositif de l'invention qui améliore le rendement du moteur, le véhicule pourra rouler plus longtemps sans devoir être ravitailler, d'où des arrêts moins fréquents au poste de ravitaillement et de ce fait un gain de temps tout à fait primordial en compétition. On rappelle que l'on connaît par une publication FR- 2733276 du même Demandeur un silencieux d'échappement pour véhicule automobile constitué de trois tubes concentriques définissant trois chambres : une chambre cylindrique axiale constituée par âme du premier tube, une première chambre annulaire constituée par l'espace annulaire compris entre le premier et le deuxième tube et une deuxième chambre annulaire constitué par l'espace annulaire compris entre le deuxième et le troisième tube. La deuxième chambre annulaire était empruntée par les gaz d'échappement en provenance du moteur, tandis que de l'air extérieur frais empruntait la chambre axiale et la deuxième chambre annulaire, grâce à quoi les gaz d'échappement étaient refroidis par échange à travers les parois, ce qui en même temps diminuait leur pression, ce qui finalement augmentait le rendement du moteur, ou encore à puissance développée égale permettait de réduire la consommation de carburant. Dans ce dispositif, l'air de refroidissement et les gaz d'échappement entrent à une extrémité de l'ensemble tubulaire et en sortent à l'autre extrémité ; une entretoise hélicoïdale, présente dans le deuxième chambre, a pour effet d'augmenter la vitesse linéaire des gaz d'échappement pour favoriser l'échange thermique. Selon la présente invention un dispositif d'échappement des gaz d'un moteur de véhicule, particulièrement véhicule de compétition, est caractérisé dans sa généralité en ce qu'il est constitué de deux cylindres concentrique et sensiblement coaxiaux définissant entre eux une chambre annulaire, les dits tubes se rejoignant à l'avant pour fermer la chambre à sa partie antérieure, et se terminant à l'arrière chacun par un partie tronconique, l'extrémité de la partie tronconique du tube extérieur dépassant l'extrémité de celle du tube intérieur, la chambre annulaire étant reliée aux pipes d'échappement, l'âme du tube intérieur étant ouverte vers l'avant pour recevoir la pression de l'air comprimé par la vitesse du véhicule lorsqu'il se déplace. Il résulte de cette disposition que : les gaz arrivant dans la chambre annulaire se refroidissent au contact des parois froides de celle-ci, ils perdent donc de leur chaleur, que leur volume et leur pression diminue, que l'air entrant à la vitesse du véhicule est obligé d'augmenter sa vitesse pour sortir par une issue plus petite (partie tronconique) ; entraînant un déséquilibre de pression entre gaz et air et c'est l'air qui aspire les gaz et les éjectent, d'où un travail moindre du piston lors du quatrième temps moteur qui au lieu de devoir pousser les gaz sera au contraire aspiré, d'où une consommation moindre. De préférence, la jonction antérieure des tubes résulte de l'évasement vers l'avant du tube intérieur, cette disposition visant à recueillir un maximum d'air lors du déplacement du véhicule. Suivant une première variante de réalisation, les pipes d'échappement en sortie des cylindres débouchent individuellement dans la chambre annulaire. Suivant une deuxième variante de réalisation, les pipes d'échappement sont rassemblées en sortie des cylindres en une pipe unique débouchant sur sensiblement la majeur partie de la longueur de la chambre annulaire. Enfin et de manière avantageuse un dispositif tel que sus décrit est logé dans chacun des ponton latéraux de la cellule du véhicule de telle sorte que la circulation d'air dans les pontons latéraux, lors du déplacement du véhicule, contribue en plus du refroidissement du moteur, à celui de la chambre annulaire. L'invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront, à la description qui va en être faite en relation avec les figures de la planche annexée, dans laquelle : la fig. 1 est une illustration schématique partiellement écorchée, d'un véhicule automobile de compétition comportant un dispositif d'échappement conforme à l'invention, la fig. 2 (2a) est une illustration schématique, à plus grande échelle, d'un dispositif d'échappement de la fig. 1, la fig. 2 (2b) est une coupe suivant AA de la figure précédente, la fig. 3 (3a) est une variante d'un tel dispositif, et la fig. 3 (3b) est une coupe suivant BB de la figure précédente, Sur la fig. 1 un véhicule de compétition 1, tel qu'une voiture dite"Formule 1", représentée en écorché sur sa partie gauche, comporte un moteur 2, à huit cylindres par exemple (seul la moitié gauche du moteur est visible) dont chaque cylindre débouche dans une"pipe"d'échappement telle que 3 ; les pipes sont en communication avec un dispositif d'échappement 4 conforme à l'invention ; on doit comprendre qu'un dispositif semblable équipe la moitié droite non visible du moteur. On remarque que le dispositif 4 est logé dans le ponton latéral 5 en regard d'une ouverture"avant"6 de celui-ci, en rappelant que cette ouverture est normalement destinée à l'amenée d'air de refroidissement du moteur ; dans le cas de l'invention on augmentera la dimension de cette ouverture de façon à ce qu'il y ait suffisamment d'air pour, à la fois, refroidir le moteur et alimenter le dispositif 4, lors du déplacement du véhicule. Sur les fig. 2a un dispositif d'échappement 4 de l'invention est formé de deux cylindres 11 et 12 concentriques et sensiblement coaxiaux (fig. 2b) définissant entre eux une chambre annulaire 13, les dits tubes se rejoignant à l'avant pour fermer la chambre à sa partie antérieure 14, et se terminant à l'arrière chacun par des parties tronconiques, respectivement 15 et 16, l'extrémité 17 de la partie tronconique 15 du tube extérieur 11 dépassant l'extrémité 18 de la partie tronconique 16 du tube intérieur 12, la chambre annulaire 13 étant reliée aux pipes d'échappement 3, l'âme 19 du tube intérieur 12 étant ouverte vers l'avant pour recevoir la pression de l'air comprimé (flèche 7, fig. 1) induite par la vitesse du véhicule lorsqu'il se déplace. La jonction antérieure 14 des tubes intérieur 12 et extérieur 11 résulte de l'évasement vers l'avant du tube intérieur 12. Sur les fig. 3a, 3b le dispositif 4'est semblable au dispositif 4 de la figure précédente à ceci près que les pipes d'échappement sont rassemblées en sortie des cylindres en une pipe unique 3'débouchant sur sensiblement la longueur de la chambre annulaire 13'. L'intérêt de cette disposition, un peu plus délicate à réaliser, réside dans le fait que la dépression créée par l'aspiration due à la vitesse de l'air à la sortie tronconique du tube intérieur, se répercute plus rapidement à l'ensemble de l'espace d'échappement des gaz. Un dispositif de l'invention, appliqué à une moto, a également donné d'excellents résultats. Grâce au dispositif de l'invention, qui améliore le rendement du moteur, le véhicule, voiture, moto aussi bien que tout autre véhicule terrestre, aquatique ou aérien, se déplaçant à grande vitesse, pourra courir plus longtemps sans devoir être ravitailler, d'où des arrêts moins fréquents au poste de ravitaillement et de ce fait un gain de temps tout à fait primordial en compétition. 1 REVENDICATIONS 1.-Dispositif d'échappement des gaz d'un moteur de véhicule, particulièrement véhi- cule de compétition, caractérisé : en ce qu'il est constitué de deux cylindres concentri- ques et sensiblement coaxiaux (11,12) définissant entre eux une chambre annu- laire (13), les dits tubes se rejoignant à l'avant pour fermer la chambre à sa partie antérieure (14), et se terminant à l'arrière chacun par un partie tronconique (15,16), l'extrémité (17) de la partie tronconique (15) du tube extérieure 11) dépassant l'ex- trémité (18) de la partie tronconique (16) du tube intérieur (12), la chambre annulaire (13) étant reliée aux pipes d'échappement (3), l'âme (19) du tube intérieur (12) étant ouverte vers l'avant pour recevoir la pression de l'air comprimé (flèche 7) par la vi- tesse du véhicule (1) lorsqu'il se déplace, 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé : en ce que la jonction antérieure (14) des tubes inté- rieur (12) et extérieur (11) résulte de l'évasement vers l'avant du tube intérieur ; 3.-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes,, caractérisé : en ce que les pipes (3) d'échappement en sortie des cylindres du moteur (2) débouchent individuellement dans la chambre annulaire (13) ; (fig. 2) 4. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2,, caractérisé : en ce que les pipes d'échappement sont rassemblées en sortie des cylindres en une pipe unique (3') débouchant sur sensiblement la lon- gueur de la chambre annulaire (13') ; (fig. 3) 5.-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé : en ce que un dispositif (4) est logé dans chacun des ponton latéraux (5) de la cellule du véhicule (1) de telles sorte que la circulation d'air dans les pontons latéraux, lors du déplacement du véhicule, contribue au refroidissement de la chambre annulaire.