Brevet FR2909125A1 — publié le 20080530

La présente invention se rapporte à une canule d'extrémité de ligne d'échappement d'un véhicule automobile terrestre. Les lignes d'échappement de véhicules automobiles génèrent deux types de bruits. Le premier est un bruit harmonique propagé par le moteur. On parle généralement de "bruit de bouche". Le second est un bruit de jet, directement généré par la rupture d'impédance causée par la canule positionnée en bout de ligne d'échappement, ou par un décollement de l'écoulement qui devient alors turbulent. On parle ici de 10 "bruit de souffle" ou de "bruit de jet". Les turbulences créées par l'écoulement génèrent des bruits de moyennes et hautes fréquences, qui peuvent devenir importants à hauts régimes. L'équilibre entre le bruit de souffle et le bruit harmonique définit le typage sonore d'une ligne d'échappement donnée. 15 La présente invention vise à fournir une canule de ligne d'échappement dont la forme permet de contrôler cet équilibre entre les deux types de bruits. Ainsi, la présente invention se rapporte à une canule d'extrémité de ligne d'échappement d'un véhicule automobile terrestre, qui consiste en un tube 20 ayant une forme de révolution simple, c'est à dire avec un pourtour, notamment circulaire ou ovale, sans variation brusque. Elle est essentiellement caractérisée par le fait qu'elle est constituée, d'amont en aval quand on considère le sens d'écoulement des gaz d'échappement du véhicule au travers de celle-ci, d'un premier tronçon de section sensiblement 25 constante, un deuxième tronçon de section croissante, ainsi que d'un troisième tronçon de section sensiblement constante, avec un profil de forme sensiblement constante sur ces trois tronçons, c'est à dire sans modification de la forme générale de cette section. Grâce à cette forme particulière, on modifie le spectre du bruit de cet 30 élément de véhicule qu'est la canule, en particulier le bruit induit par les turbulences aérodynamiques causées par l'écoulement des gaz d'échappement. 2909125 2 On contrôle donc ainsi au mieux, au sein de la canule, la création des turbulences aérodynamiques, ainsi que les groupes d'harmoniques que l'on souhaite amplifier. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de 5 l'invention : - vue en coupe selon un plan médian longitudinal, sa paroi affecte un profil qui s'inscrit dans une courbe ; - la partie centrale de cette courbe, qui correspond au deuxième tronçon de section croissante, comporte un point d'inflexion ; - cette canule a une section circulaire, et elle présente les caractéristiques suivantes : a) 1,0 Il s'agit d'une canule qui consiste en un tube ayant une forme de révolution simple, c'est à dire exempte de lobes périphériques et/ou autres circonvolutions. Conformément à la présente invention, elle est constituée, d'amont en aval quand on considère le sens d'écoulement des gaz d'échappement du véhicule au travers de celle-ci, d'un premier tronçon 50 de section sensiblement constante, un deuxième tronçon de section croissante 51, ainsi que d'un troisième tronçon 52 de section sensiblement constante, ceci sans modification de la forme générale de cette section. Sur la figure 4 qui est une courbe représentant le profil de la paroi de la canule, lorsqu'on considère le sens de déplacement des gaz d'échappement au travers de celle-ci, on constate que la partie centrale de cette courbe, qui correspond au deuxième tronçon 51 de section croissante, comporte un point d'inflexion PI. La canule de la figure 2 présente une faible pente au point d'inflexion et un petit diamètre de sortie, comparativement à la canule de la figure 3, qui présente une plus forte pente au point d'inflexion et un plus grand diamètre de sortie. Ces deux canules ont été testées sur un même véhicule positionné sur un banc d'essai à rouleaux, à l'air libre. On se situe donc dans une situation de roulage comparable à celle d'une route "standard", sans les contributions aérodynamiques, ni le bruit de roulement arrière. Cela a donc permis une observation fine des niveaux associés à 2909125 4 l'émission acoustique de l'échappement, ainsi qu'à la discrimination de chaque solution. On a enregistré les spectres de bruits émis par une ligne d'échappement comportant une canule "classique" (c'est à dire formée d'un tube de 5 section constante", ainsi que ceux des canules des figures précitées. Ceci a été réalisé à 6000 tours/minute, en pleine charge, conditions les plus critiques pour le bruit d'échappement. Ainsi, on a observé des différences marquées selon le domaine de fréquences considéré. Ceci montre l'influence de la forme de la canule sur le bruit. 10 On observe notamment une réduction du niveau de bruit entre 1500 et 2500 Hz pour les canules des figures 2 et 3, par rapport à la canule "classique". De plus, les niveaux de bruit dans la bande de fréquence 2500-10000 Hz varient fortement. Le niveau de bruit de la canule de la figure 3 augmente fortement 15 dans la zone affectée par le bruit de turbulence, alors que le diamètre de sortie de la canule devrait diminuer fortement la vitesse d'écoulement des gaz, et consécutivement, le niveau du bruit émis. D'autre part, pour une augmentation de diamètre plus faible, la canule de la figure 2 génère nettement moins de bruit dans cette bande. Ce qui 20 différencie essentiellement les deux canules est l'angle au point d'inflexion PI. Le présent demandeur estime que l'on peut attribuer le niveau de bruit à ce paramètre. Plus cet angle est faible (sans qu'il soit nul, bien entendu), moins on génère de bruit turbulent. Ceci, ajouté à la réduction de bruit constatée dans la bande 25 1500-2500 Hz, permet de conclure que les caractéristiques de l'invention présentées en début de demande permettent de contrôler l'équilibre sonore de la ligne d'échappement. Ainsi, un bon équilibre est trouvé en utilisant les paramètres suivants, visibles à la figure 4 : 30 a) 1,0 REVENDICATIONS 1. Canule d'extrémité de ligne d'échappement d'un véhicule automobile terrestre, qui consiste en un tube (5) ayant une forme de révolution simple, avec un pourtour, notamment circulaire ou ovale, sans variation brusque, caractérisée par le fait qu'elle est constituée, d'amont en aval quand on considère le sens de déplacement des gaz d'échappement du véhicule au travers de celle-ci, d'un premier tronçon (50) de section sensiblement constante, d'un deuxième tronçon (51) de section croissante, ainsi que d'un troisième tronçon (52) de section sensiblement constante, avec un profil de forme sensiblement constante sur ces trois tronçons, c'est à dire sans modification de la forme générale de cette section. 2. Canule selon la revendication 1, caractérisée par le fait que, vue en coupe selon un plan médian longitudinal, sa paroi affecte un profil qui s'inscrit dans une courbe. 3. Canule selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la partie centrale de cette courbe, qui correspond au deuxième tronçon (51) de section 15 croissante, comporte un point d'inflexion (PI). 4. Canule selon la revendication 3, de section circulaire, caractérisée par le fait qu'elle présente les caractéristiques suivantes : a) 1,0 5. Ligne d'échappement de véhicule automobile terrestre équipée d'une canule d'extrémité selon l'une des revendications 1 à 4. 30 6. Véhicule automobile terrestre pourvu d'une ligne d'échappement selon la revendication 5. b) 0,2 Xm/Xtot