Brevet FR2946120A1 — publié le 20101203

DISPOSITIF D'ATTENUATION ACOUSTIQUE POUR LIGNE D'ADMISSION D'UN MOTEUR THERMIQUE, ET LIGNE D'ADMISSION L'INCORPORANT. La présente invention concerne un dispositif d'atténuation acoustique en particulier pour une ligne d'admission d'un moteur thermique à combustion interne, tel qu'un moteur turbocompressé pour véhicule automobile, et une telle ligne d'admission l'incorporant. De manière connue, les dispositifs d'atténuation acoustique pour ligne d'admission d'un moteur turbocompressé de véhicule automobile peuvent comporter une enveloppe tubulaire radialement externe qui est destinée à être parcourue par un fluide gazeux sous pression, et avec les portions d'extrémités de laquelle est solidarisée (typiquement par soudage) une structure de conduite radialement interne formant au moins deux chambres annulaires de résonance avec l'enveloppe. On peut par exemple citer le document DE-A1-199 56 172 pour la description d'un tel dispositif, dans lequel : -deux renflements de l'enveloppe sont reliés entre eux par un rétrécissement radial périphérique contre lequel est monté un tronçon médian de la structure de conduite interne, ou bien - deux demi-coques formant l'enveloppe sont soudées entre elles de part et d'autre d'une collerette radiale formée sur ce tronçon médian, de sorte à former un unique renflement pour l'enveloppe. Un inconvénient majeur des dispositifs d'atténuation selon ce document réside notamment dans leur encombrement, dû au volume occupé par le ou chaque renflement de l'enveloppe pour des volumes annulaires de chambres de résonance déterminés, ce qui pénalise les opérations de raccordement ou d'interventions sur la ligne d'admission d'air incorporant un tel dispositif compte tenu du manque de place disponible alentour. Un autre inconvénient de ces dispositifs d'atténuation connus réside dans les ouvertures ou évidements à pratiquer sur la structure de conduite interne selon des largeurs axiales déterminées, ainsi que dans le positionnement du tronçon médian de cette structure de conduite à l'intérieur de l'enveloppe. Le document EP-A1-1 956 281 présente un autre type de dispositif d'atténuation acoustique comportant un conduit central dont une portion élargie est soudée sous deux embouts d'enveloppe externe en une interface de soudure commune. Cet autre dispositif ne propose pas non plus de solution satisfaisante au problème de l'obtention d'une atténuation acoustique suffisante sur une large plage d'atténuation de fréquences avec une enveloppe d'encombrement réduit. Un but de la présente invention est de proposer un dispositif d'atténuation acoustique en particulier pour une ligne d'admission de moteur thermique à combustion interne, tel qu'un moteur turbocompressé, qui remédie notamment aux inconvénients précités, ce dispositif étant destiné à être parcouru par un fluide gazeux sous pression et comportant : - une enveloppe tubulaire radialement extérieure comportant deux embouts d'entrée/ sortie pour le fluide se terminant respectivement par un premier et un second élargissements périphériques soudés l'un sur l'autre en une interface de soudure en formant un renflement périphérique pour le dispositif, et - une structure de conduite radialement interne à l'enveloppe comportant une portion centrale qui est montée axialement entre ces deux élargissements et qui délimite avec l'enveloppe au moins deux chambres annulaires de résonance par l'intermédiaire d'au moins une collerette qui s'étend à partir de cette portion centrale et qui est soudée sur l'enveloppe en ladite interface de soudure. A cet effet, ce dispositif de l'invention est tel que la collerette comporte une cloison annulaire radiale de séparation de ces chambres se terminant par un rebord périphérique, lequel est rabattu sous et au contact de ladite interface de soudure et s'étend en regard d'un tronçon cylindrique de la portion centrale, cette cloison radiale étant axialement décalée vers le premier élargissement de l'embout opposé au second élargissement vers lequel s'étend ce rebord, lequel second élargissement est évasé en étant de préférence sensiblement tronconique. On notera que ce décalage de la cloison de la collerette, qui est rendu possible par la réalisation de l'interface commune de soudage entre les deux embouts d'enveloppe et la portion centrale de conduite interne, permet de minimiser ainsi l'encombrement du dispositif au niveau du second élargissement en se dispensant de le réaliser suivant un angle droit, cela sans réduction du volume de la chambre de résonance délimitée par ce second élargissement. On notera également que ce dispositif selon l'invention permet d'atténuer de manière satisfaisante l'ensemble des fréquences d'excitation sur toute la plage comprise entre 1,5 kHz et 3,5 kHz avec une atténuation acoustique obtenue d'au moins 20 dB sur cette plage. On notera en outre que ce soudage des deux embouts d'enveloppe au contact de la collerette de la portion centrale interne permet de préserver l'espace environnant en ne le polluant pas. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit rebord peut s'étendre dans la direction axiale en regard d'une partie de la longueur dudit tronçon cylindrique en formant avec ce dernier une gorge annulaire dont le fond est formé par ladite cloison. Selon une autre caractéristique de l'invention, cette portion centrale peut présenter une première extrémité axiale formée par ladite cloison et une seconde extrémité axiale se terminant à proximité dudit second élargissement, de sorte à former avec ce dernier un espace axial de communication périphérique avec la chambre correspondante. Avantageusement, la structure de conduite interne peut comporter en outre au moins une portion d'extrémité qui est solidaire de l'un des embouts, ou premier embout, pour le raccordement du dispositif à une ligne de circulation du fluide, et qui se termine axialement entre ledit premier élargissement et ladite cloison, de sorte à former avec cette dernière un espace axial de communication périphérique avec la chambre correspondante. De préférence, cette portion d'extrémité est solidaire par soudage dudit premier embout en un cordon extérieur de soudure situé axialement vers l'extérieur dudit premier élargissement. On notera que la ou chaque portion d'extrémité de la structure de conduite interne peut être distincte de ladite portion centrale en formant ainsi deux conduits axialement séparés dans cette structure de conduite, ou bien être reliée à cette portion centrale par des pattes axiales de liaison, par exemple, en formant alors un conduit d'un seul tenant. Avantageusement, un dispositif selon l'invention peut io comporter au moins quatre pièces distinctes réalisées en un matériau métallique (de préférence toutes obtenues par formage) et soudées entre elles, qui sont formées par les deux embouts soudés à ladite portion centrale par ladite interface de soudure et par au moins cette portion d'extrémité sur laquelle est soudé ledit premier embout. 15 Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdites chambres de résonance peuvent présenter des volumes annulaires différents l'une de l'autre, ladite portion centrale et ladite portion d'extrémité communiquant avec ces chambres en étant dépourvues de toute ouverture, fente ou lumière. 20 Avantageusement, ledit premier élargissement peut former un angle de sensiblement 90°. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, ce premier élargissement s'étend à partir d'un bord axial saillant du premier embout qui est rabattu axialement vers l'extérieur sur la portion d'extrémité. 25 Dans un second mode de réalisation de l'invention, ce premier élargissement s'étend à partir d'un bord axial rentrant du premier embout qui est rabattu axialement vers l'intérieur sur la portion d'extrémité. Une ligne d'admission selon l'invention d'un moteur thermique à combustion interne, tel qu'un moteur turbocompressé pour véhicule 30 automobile, comporte au moins un dispositif d'atténuation acoustique selon l'invention tel que défini ci-dessus. D'autres avantages, caractéristiques et détails de l'invention ressortiront du complément de description qui va suivre en référence à des dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels : la figure 1 est une vue assemblée de dessus d'un dispositif d'atténuation acoustique selon le premier mode de réalisation de l'invention, la figure 2 est une vue en coupe axiale, suivant le plan II-II de la figure 1, de ce dispositif montrant ses deux chambres de résonance, la figure 3 est une vue en perspective éclatée du dispositif des figures 1 et 2, la figure 4 est une vue en perspective assemblée du dispositif des figures 1 à 3, la figure 5 est une vue assemblée de dessus d'un dispositif d'atténuation acoustique selon le second mode de réalisation de l'invention, la figure 6 est une vue en coupe axiale, suivant le plan VI-VI de la figure 5, de ce dispositif montrant ses deux chambres de résonance, la figure 7 est une vue en perspective éclatée du dispositif des figures 5 et 6, la figure 8 est une vue en perspective de la portion centrale de la structure de conduite interne au dispositif de la figure 7, montrée sous 20 un autre angle, et la figure 9 est une vue en perspective assemblée du dispositif de cette figure 7. Chacun des dispositifs d'atténuation acoustique 1, 101 illustrés aux figures 1 à 9 est avantageusement destiné à être intégré à une 25 ligne d'admission d'un moteur turbocompressé de véhicule automobile en étant parcouru par de l'air sous pression, étant précisé que d'autres utilisations sont possibles pour ces dispositifs 1, 101. Le dispositif 1 selon le premier mode de l'invention illustré aux figures 1 à 4 est entièrement métallique, et il comprend : 30 - une enveloppe tubulaire 2 radialement extérieure comportant deux embouts d'entrée et de sortie 3 et 4 pour le fluide qui forment un renflement périphérique 2a pour le dispositif 1 par un premier et un second élargissements périphériques 5 et 6 respectifs des embouts 3 et 4 soudés en une interface 7 via un cordon circonférentiel de soudure, ces embouts 3 et 4 présentant des tronçons axialement externes 8 et 9 par exemple cylindriques qui se prolongent l'un vers l'autre (i.e. axialement vers l'intérieur), et - une structure de conduite 10 radialement interne à l'enveloppe 2 comportant : * une portion centrale 11 formée d'un conduit tubulaire monté axialement entre ces élargissements 5 et 6 et délimitant avec lo l'enveloppe 2 deux chambres annulaires de résonance 12 et 13 de volumes différents via une collerette 14 formée d'un seul tenant avec cette portion 11 qui est soudée sur la face interne de l'enveloppe 2 à l'emplacement de l'interface de soudure 7 en une unique opération de soudage pour solidariser entre elles ces trois pièces 3, 4 et 11, et 15 * une portion d'extrémité 15 formée par un autre conduit cylindrique soudé à l'embout 3 sur la face radialement interne de son tronçon externe 8 par un cordon de soudure 16 situé axialement vers l'extérieur de l'élargissement 5 correspondant, pour le raccordement du dispositif 1 à la ligne de circulation du fluide. 20 Comme illustré aux figures 2 et 3, la collerette 14 comporte une cloison annulaire radiale 14a de séparation des chambres 12 et 13 qui se termine par un rebord périphérique axial 14b, lequel est rabattu sous et au contact de l'interface de soudure 7 en regard d'un tronçon cylindrique 11a de la portion centrale 11, cette cloison 14a étant axialement décalée vers 25 l'élargissement 5 opposé à celui 6 vers lequel s'étend le rebord 14b. Ce rebord 14b s'étend en regard d'une partie de la longueur du tronçon 11 en formant avec ce dernier une gorge annulaire dont le fond est formé par la cloison 14a, à la manière d'un chapeau cylindrique à bord retourné vers le haut. 30 Grâce à ce décalage axial de la cloison 14a, on peut avantageusement réduire l'encombrement du renflement 2a en utilisant un élargissement 6 évasé (de section axiale oblique dans cet exemple de réalisation), contrairement à l'élargissement 5 qui présente la forme usuelle droite (i.e. selon un angle de 90°), cela sans réduire le volume de la chambre de résonance 13 délimitée par cet élargissement évasé 6. Il est à noter que la géométrie tronconique de cet s élargissement 6 qui est visible aux figures 2 et 3 n'est nullement limitative, étant précisé que cet élargissement pourrait présenter en variante toute autre géométrie non droite permettant de réduire le volume externe de l'enveloppe 2 en cet endroit. Comme illustré spécifiquement à la figure 2, l'élargissement 5 10 formé à angle droit s'étend à partir d'un bord axial saillant de l'embout 3 (ce bord axial est formé par le tronçon externe 8) qui est rabattu axialement vers l'extérieur sur la portion d'extrémité 15 en étant soudé en 16 sur l'extrémité axialement externe de celle-ci. Cette portion 15 se termine axialement vers l'intérieur entre l'élargissement 5 et la cloison 14a, de sorte à former avec 15 cette dernière un espace axial de communication circonférentielle avec la chambre 12. Quant à la portion centrale 11, elle se termine par son tronçon cylindrique 11a également à distance axiale du tronçon externe cylindrique 9 de l'embout 4 (dans cet exemple de réalisation, l'extrémité du tronçon 11 a est située axialement dans le prolongement de ce tronçon 9, et radialement en 20 regard de la jonction entre l'élargissement 6 et le renflement 2a). On notera que les portions de conduite internes Il et 15 sont avantageusement dépourvues de toute ouverture, fente ou lumière débouchant sur les chambres de résonance 12 et 13, contrairement à l'état antérieur de la technique précité, ce qui permet de réduire le coût de 25 fabrication de la structure de conduite 10 selon l'invention (dont les constituants 3, 4, 11 et 15 sont par exemple réalisés par formage). En effet, dans ce dispositif 1 de l'invention, c'est l'agencement particulier de ces portions Il et 15 à l'intérieur de l'enveloppe 2 qui forme l'équivalent de telles ouvertures, fentes ou lumières. 30 Pour la description suivante d'un dispositif d'atténuation 101 selon le second mode de l'invention, on a utilisé des références numériques augmentées à chaque fois de 100 pour désigner des éléments présentant la même fonction, sinon la même structure. Ce dispositif d'atténuation 101 (illustré aux figures 5 à 9) se différencie essentiellement du dispositif 1 présenté ci-dessus, en ce que le s premier élargissement 105 de l'embout 103 s'étend à partir d'un bord axial 103b (visible à la figure 6) non pas saillant mais rentrant de cet embout 103, ce bord 103b étant rabattu axialement vers l'intérieur sur la portion d'extrémité 115 de la structure de conduite interne 110 du dispositif 101 en étant soudé sur cette portion 115 via un cordon de soudure 116. Plus précisément, 10 l'embout 103 se prolonge à angle droit à partir du renflement 102a de l'enveloppe 102 par un premier bord radial 103a puis par ce bord axial 103b (radialement et axialement interne pour l'embout 103) repartant en sens inverse en formant une gorge annulaire sur sa face interne à la manière de la portion centrale 111 de la structure de conduite 110, qui est identique à la 15 portion 11 précitée. Quant au second élargissement 106 de l'embout 104, il est évasé à l'instar de celui 6 de l'embout 4. Cette portion centrale 111 est soudée de la même manière en l'interface de soudure commune 107 entre les deux embouts 103 et 104 via sa collerette 114 formée par la cloison radiale 114a et son rebord 114b. 20 Comme illustré à la figure 6, cette portion 111 avec son tronçon cylindrique 111 a délimite de même deux chambres de résonance annulaires 112 et 113 via des espaces axiaux circonférentiels ménagés entre la portion d'extrémité 115, avec un gain de place à l'emplacement de la chambre 113 qui, grâce à l'agencement décalé de la collerette 114, permet l'évasement de 25 l'élargissement 106 sans pénaliser la performance acoustique de cette chambre 113. Dans ce second mode de l'invention, on notera que c'est l'enveloppe 102 elle-même qui fait communiquer la portion d'extrémité 115 avec la chambre 112 correspondante, cette enveloppe 102 remplissant ainsi 30 la fonction des ouvertures, fentes ou lumières des structures de conduite internes de l'art antérieur. REVENDICATIONS1. Dispositif d'atténuation acoustique (1, 101) en particulier pour une ligne d'admission d'un moteur thermique à combustion interne, tel qu'un moteur turbocompressé pour véhicule automobile, ce dispositif étant destiné à être parcouru par un fluide gazeux sous pression et comportant : - une enveloppe tubulaire (2, 102) radialement extérieure comportant deux embouts d'entrée et de sortie (3, 103 et 4, 104) pour le fluide qui se terminent respectivement par un premier et un second élargissements périphériques (5, 105 et 6, 106) soudés l'un sur l'autre en une interface de soudure (7, 107) en formant un renflement périphérique (2a, 102a) pour le dispositif, et - une structure de conduite (10, 110) radialement interne à l'enveloppe comportant une portion centrale (11, 111) qui est montée axialement entre ces deux élargissements et qui délimite avec l'enveloppe au moins deux chambres annulaires de résonance (12, 112 et 13, 113) par l'intermédiaire d'au moins une collerette (14, 114) qui s'étend à partir de cette portion centrale et qui est soudée sur l'enveloppe en ladite interface de soudure, caractérisé en ce que la collerette comporte une cloison annulaire radiale (14a, 114a) de séparation de ces chambres se terminant par un rebord périphérique (14b, 114b), lequel est rabattu sous et au contact de ladite interface de soudure et s'étend en regard d'un tronçon cylindrique (11a, 111a) de la portion centrale, cette cloison radiale étant axialement décalée vers le premier élargissement (5, 105) de l'embout (3, 103) opposé au second élargissement (6, 106) vers lequel s'étend ce rebord, lequel second élargissement est évasé en étant de préférence sensiblement tronconique. 2. Dispositif d'atténuation (1, 101) selon la revendication 1, 30 caractérisé en ce que ledit rebord (14b, 114b) s'étend dans la direction axiale en regard d'une partie de la longueur dudit tronçon cylindrique (11a, 111a) en 2946120 io formant avec ce dernier une gorge annulaire dont le fond est formé par ladite cloison (14a, 114a). 3. Dispositif d'atténuation (1, 101) selon la revendication 2, 5 caractérisé en ce que cette portion centrale (11, 111) présente une première extrémité axiale formée par ladite cloison (14a, 114a) et une seconde extrémité axiale se terminant à proximité dudit second élargissement (6, 106), de sorte à former avec ce dernier un espace axial de communication périphérique avec la chambre (13, 113) correspondante. 10 4. Dispositif d'atténuation (1, 101) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure de conduite interne (10, 110) comporte en outre au moins une portion d'extrémité (15, 115) qui est solidaire de l'un des embouts, ou premier embout (3, 103), pour 15 le raccordement du dispositif à une ligne de circulation du fluide, et qui se termine axialement entre ledit premier élargissement (5, 105) et ladite cloison (14a, 114a), de sorte à former avec cette dernière un espace axial de communication périphérique avec la chambre (12, 112) correspondante. 20 5. Dispositif d'atténuation (1, 101) selon la revendication 4, caractérisé en ce que cette portion d'extrémité (15, 115) est solidaire par soudage dudit premier embout (3, 103) en un cordon extérieur de soudure (16, 116) situé axialement vers l'extérieur dudit premier élargissement (5, 105). 25 6. Dispositif d'atténuation (1, 101) selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte au moins quatre pièces distinctes réalisées en un matériau métallique et soudées entre elles, qui sont formées par les deux embouts (3, 103 et 4, 104) soudés à ladite portion centrale (11, 111) par ladite interface de soudure (7, 107) et par au moins cette portion d'extrémité (15, 115) sur laquelle est soudé ledit premier embout (3, 103). 2946120 Il 7. Dispositif d'atténuation (1, 101) selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites chambres de résonance (12, 112 et 13, 113) présentent des volumes annulaires différents, ladite portion centrale (11, 111) et ladite portion d'extrémité (15, 115) communiquant avec ces chambres en 5 étant dépourvues de toute ouverture, fente ou lumière. 8. Dispositif d'atténuation (1, 101) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier élargissement (5, 105) forme un angle de sensiblement 90°. 9. Dispositif d'atténuation (1) selon la revendication 4 ou 5 et la revendication 8, caractérisé en ce que ledit premier élargissement (5) s'étend à partir d'un bord axial saillant (8) dudit premier embout (3) qui est rabattu axialement vers l'extérieur sur ladite portion d'extrémité (15). 10. Dispositif d'atténuation (101) selon la revendication 4 ou 5 et la revendication 8, caractérisé en ce que ledit premier élargissement (105) s'étend à partir d'un bord axial rentrant (103b) dudit premier embout (103) qui est rabattu axialement vers l'intérieur sur ladite portion d'extrémité (115). 20 11. Ligne d'admission d'un moteur thermique à combustion interne, tel qu'un moteur turbocompressé pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un dispositif d'atténuation acoustique (1, 101) selon une des revendications précédentes. 10 15 25