Brevet FR2983919A1 — publié le 20130614

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, une telle ligne d'admission l'incorporant et une utilisation de cette ligne pour procurer une atténuation acoustique déterminée. 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 tronçons d'extrémité 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 par exemple deux embouts formant l'enveloppe sont soudés entre eux de part et d'autre d'une cloison radiale formée sur une portion centrale de la structure de conduite interne, de sorte à former un renflement pour l'enveloppe. On peut également citer les documents FR-A1-2 946 120 et EP-B1-1 209 348 qui divulguent chacun un tel dispositif dans lequel la structure de conduite interne comporte, d'une part, une portion centrale de cloisonnement formée d'une conduite axiale se prolongeant en l'une de ses extrémités par une cloison radiale à rebord externe axial rabattu sous le renflement de l'enveloppe et, d'autre part, une ou deux portions d'extrémité qui sont chacune soudées à l'un des embouts. Un inconvénient majeur des dispositifs d'atténuation selon ces documents réside dans leur coût élevé, notamment du fait de la structure 30 relativement complexe de leur portion centrale de cloisonnement. Un autre inconvénient de ces dispositifs connus réside dans le caractère perfectible de l'atténuation acoustique obtenue pour certaines fréquences. Un but de la présente invention est de proposer un dispositif d'atténuation acoustique pour une ligne d'admission de moteur thermique à combustion interne, tel qu'un moteur turbocompressé de véhicule automobile, 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 et de sortie pour le fluide qui comportent respectivement deux tronçons axialement externes se prolongeant axialement vers l'intérieur par deux élargissements périphériques solidaires l'un de l'autre en une interface annulaire de solidarisation des embouts, et - une structure de conduite interne à l'enveloppe comportant : * une portion centrale de cloisonnement qui est montée axialement entre ces élargissements en délimitant avec l'enveloppe et la structure de conduite deux chambres annulaires de résonance d'entrée et sortie de volumes différents et qui est solidaire de l'enveloppe en ladite interface, et * deux portions tubulaires d'extrémité qui sont respectivement solidaires des tronçons externes des embouts pour le raccordement du dispositif à ladite ligne, et qui se terminent chacune axialement entre l'élargissement correspondant et la portion de cloisonnement de sorte à former avec cette dernière deux espaces axiaux périphériques de communication avec les chambres. A cet effet, un dispositif de l'invention est tel que cette portion de cloisonnement est constituée d'un anneau radial qui présente un diamètre interne sensiblement égal au diamètre externe de ces portions d'extrémité et d'un rebord axial périphérique radialement externe qui prolonge l'anneau en étant rabattu à angle droit sous et au contact de ladite interface, cette portion de cloisonnement présentant en demi-section radiale une forme de « L ». On notera que cette structure simple d'anneau (i.e. de disque ouvert en son centre) à rebord formant un « L » en section transversale avec le reste de cet anneau permet de réduire sensiblement le coût global de fabrication du dispositif de l'invention, en comparaison des dispositifs connus à portion centrale de cloisonnement prolongeant un tronçon de conduite axiale. On notera également que ce dispositif selon l'invention permet avantageusement d'atténuer de manière satisfaisante l'ensemble des fréquences d'excitation sur toute la plage comprise entre 2 kHz et 3 kHz avec 10 une atténuation acoustique obtenue d'au moins 20 dB sur cette plage. Selon une autre caractéristique de l'invention, la structure de conduite interne est dépourvue de tout tronçon prolongeant axialement ledit anneau à l'exception dudit rebord axial. Avantageusement, ledit anneau radial peut présenter un bord 15 radialement interne qui est agencé quasiment au contact de l'une desdites portions d'extrémité en ménageant avec cette portion un interstice axial périphérique formant l'un desdits espaces de communication avec les chambres. Selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention, ce 20 dispositif est entièrement métallique et constitué de cinq éléments distincts par exemple tous obtenus par formage et respectivement formés par les embouts d'enveloppe, ladite portion de cloisonnement et lesdites portions d'extrémité, lesquelles sont soudées ou brasées aux embouts, ledit rebord axial de la portion de cloisonnement étant soudé ou brasé sous ladite 25 interface qui est elle-même formée d'une soudure ou brasure. On notera que ce soudage ou brasage des deux embouts d'enveloppe au contact de la portion de cloisonnement permet de préserver l'espace environnant en ne le polluant pas. Avantageusement, lesdites portions d'extrémité peuvent 30 communiquer avec les chambres en étant dépourvues de toute ouverture, telle qu'une fente ou une lumière. On notera que cette absence d'ouverture permet de réduire encore le coût de fabrication de la structure de conduite et donc du dispositif selon l'invention. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits élargissements définissent ensemble un renflement périphérique pour l'enveloppe au centre duquel est formée une collerette définissant ladite interface, cette collerette médiane pouvant présenter une largeur axiale inférieure au quart de la largeur axiale totale de ce renflement. De préférence, la collerette présente deux bords s'étendant 10 de manière inclinée et convergente par rapport au reste du renflement et selon une hauteur radiale inférieure à la moitié de celle du renflement. Egalement à titre préférentiel, lesdits élargissements s'étendent tous deux à angle droit par rapport auxdits tronçons axialement externes respectifs des embouts. 15 Une ligne d'admission selon l'invention d'un moteur thermique à combustion interne, tel qu'un moteur turbocompressé pour véhicule 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 20 ressortiront du complément de description qui va suivre en référence à des dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et parmi lesquels : la figure 1 est une vue assemblée en coupe axiale montrant l'intérieur d'un dispositif d'atténuation acoustique selon l'invention, et la figure 2 est une vue éclatée en coupe axiale du dispositif de 25 la figure 1. Le dispositif 1 selon l'invention illustré dans l'exemple des figures 1 et 2 est entièrement métallique, et il comprend : - une enveloppe tubulaire 2 radialement externe comportant deux embouts d'entrée 3 et de sortie 4 pour le fluide qui forment un 30 renflement périphérique 5 pour le dispositif 1 par des élargissements périphériques respectifs 3a et 4a des embouts 3 et 4 soudés en une interface 6 via un cordon circonférentiel de soudure ou brasure, les embouts 3 et 4 présentant des tronçons axialement externes 3b et 4b et le renflement 5 définissant en son centre une collerette 7 par soudage ou brasage des embouts 3 et 4 en l'interface 6 centrée sur cette collerette 7, et - une structure de conduite 10 radialement interne à 5 l'enveloppe 2 comportant : * une portion centrale de cloisonnement 11 de demi-section radiale en « L » constituée d'un anneau radial 12 et d'un rebord axial périphérique 13 radialement externe le prolongeant en étant rabattu à angle droit et soudé ou brasé sous l'interface 6, la portion 11 io étant montée axialement entre les deux bords circonférentiels inclinés 7a et 7b de la collerette 7, et * deux portions tubulaires d'extrémité 14 et 15 distinctes de la portion 11 qui sont respectivement solidaires des tronçons externes 3b et 4b des embouts 3 et 4 en les dépassant 15 axialement vers l'extérieur pour le raccordement du dispositif 1 à la ligne, et qui se terminent en leurs extrémités axialement internes 14a et 15a radialement au droit des bords respectifs 7a et 7b de la collerette 7 en formant avec l'anneau 12 deux espaces axiaux périphériques 8a et 9a de communication avec deux chambres annulaires de résonance 20 d'entrée 8 et de sortie 9. Comme illustré à la figure 1, l'anneau 12 de la portion 11 délimite avec l'enveloppe 2 et avec ces portions d'extrémité 14 et 15 les chambres 8 et 9 qui présentent des volumes différents. Plus précisément, l'anneau 12 présente un bord radialement interne 12a de diamètre 25 sensiblement égal au diamètre externe des portions d'extrémité 14 et 15, et ce bord interne 12a est quasiment en contact avec l'extrémité 15a de la portion de sortie 15 à un interstice axial périphérique près qui forme l'espace de communication 9a avec la chambre de sortie 9. A l'inverse, le bord d'anneau 12a est éloigné de l'extrémité 14a de l'autre portion d'entrée 14 30 d'une distance axiale sensiblement égale à la largeur axiale de la collerette 7. Dans cet exemple de réalisation de l'invention, la collerette 7 présente une largeur axiale et une hauteur axiale réduites en comparaison de celles de l'ensemble du renflement 5 l'incorporant, par exemple une largeur égale au cinquième de celle du renflement 5 et une hauteur égale au tiers de celle de ce dernier. On notera toutefois que ces dimensions relatives sont 5 données à titre non limitatif, et qu'un dispositif selon l'invention pourrait avoir ses portions d'extrémité internes 14 et 15 agencées différemment par rapport à l'anneau 12 de la portion de cloisonnement 11. En particulier, on pourrait inverser les distances axiales entre le bord interne 12a de l'anneau 12 et les extrémités adjacentes 14a et 15a des portions d'extrémité 14 et 15, en sorte 10 que l'interstice axial périphérique soit formé entre ce bord 12a et la portion d'entrée 14 au lieu de la portion de sortie 15, sans sortir du cadre de l'invention, l'essentiel étant qu'un tel interstice axial soit formé de manière communicante avec l'une des chambres d'entrée 8 ou de sortie 9. Les essais acoustiques réalisés par la Demanderesse ont 15 démontré que cet agencement de chambres de résonance 8 et 9 séparées de manière spécifique par la portion 11 à anneau 12 dépourvu de tronçon axial radialement interne, procure d'excellents résultats d'atténuation notamment à des fréquences comprises entre 2000 Hz et 3000 Hz, avec une atténuation acoustique obtenue d'au moins 20 dB sur cette plage étendue. 20 REVENDICATIONS1) Dispositif d'atténuation acoustique (1) pour une ligne d'admission d'un moteur thermique à combustion interne, tel qu'un moteur 5 turbocompressé pour véhicule automobile, ce dispositif étant destiné à être parcouru par un fluide gazeux sous pression et comportant : - une enveloppe tubulaire (2) radialement extérieure comportant deux embouts d'entrée et de sortie (3 et 4) pour le fluide qui comportent respectivement deux tronçons axialement externes (3b et 4b) se 10 prolongeant axialement vers l'intérieur par deux élargissements périphériques (3a et 4a) solidaires l'un de l'autre en une interface annulaire de solidarisation (6) des embouts, et - une structure de conduite (10) radialement interne à l'enveloppe et comportant : 15 * une portion centrale de cloisonnement (11) qui est montée axialement entre ces deux élargissements en délimitant avec l'enveloppe et la structure de conduite deux chambres annulaires de résonance d'entrée (8) et de sortie (9) de volumes différents et qui est solidaire de l'enveloppe en ladite interface, et 20 * deux portions tubulaires d'extrémité (14 et 15) qui sont respectivement solidaires des tronçons externes des embouts pour le raccordement du dispositif à ladite ligne, et qui se terminent chacune axialement entre l'élargissement correspondant et la portion de cloisonnement de sorte à former avec cette dernière deux espaces 25 axiaux périphériques (8a et 9a) de communication avec les chambres, caractérisé en ce que ladite portion de cloisonnement (11) est constituée d'un anneau radial (12) qui présente un diamètre interne sensiblement égal au diamètre externe desdites portions d'extrémité et d'un rebord axial périphérique (13) radialement externe qui prolonge l'anneau en 30 étant rabattu à angle droit sous et au contact de ladite interface (6), cette portion de cloisonnement présentant en demi-section radiale une forme de « L ». 2 9 83 919 8 2) Dispositif d'atténuation (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de conduite interne (10) est dépourvue de tout tronçon prolongeant axialement ledit anneau (12) à l'exception dudit 5 rebord axial (13). 3) Dispositif d'atténuation (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit anneau radial (12) présente un bord radialement interne (12a) qui est agencé quasiment au contact de l'une desdites portions 10 internes d'extrémité (15) en ménageant avec cette portion un interstice axial périphérique formant l'un desdits espaces de communication (9a) avec les chambres (8 et 9). 4) Dispositif d'atténuation (1) selon une des revendications 15 précédentes, caractérisé en ce qu'il est entièrement métallique et constitué de cinq éléments distincts respectivement formés par les embouts (3 et 4) de l'enveloppe (2), ladite portion de cloisonnement (11) et lesdites portions d'extrémité (14 et 15), lesquelles sont soudées ou brasées aux embouts, ledit rebord axial (13) de la portion de cloisonnement étant soudé ou brasé sous 20 ladite interface (6) qui est elle-même formée d'une soudure ou brasure. 5) Dispositif d'atténuation (1) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites portions d'extrémité (14 et 15) communiquent avec les chambres (8 et 9) en étant dépourvues de toute 25 ouverture, telle qu'une fente ou une lumière. 6) Dispositif d'atténuation (1) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits élargissements (3a et 4a) définissent ensemble un renflement périphérique (5) pour l'enveloppe (2) au 30 centre duquel est formée une collerette (7) définissant ladite interface (6), cette collerette médiane présentant une largeur axiale inférieure au quart de la largeur axiale totale de ce renflement. 7) Dispositif d'atténuation (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite collerette (7) présente deux bords (7a et 7b) s'étendant de manière inclinée et convergente par rapport au reste dudit renflement (5) et selon une hauteur radiale inférieure à la moitié de celle du renflement. 8) Dispositif d'atténuation (1) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits élargissements (3a et 4a) 10 s'étendent tous deux à angle droit par rapport auxdits tronçons axialement externes (3b et 4b) respectifs des embouts (3 et 4). 9) Ligne d'admission d'un moteur thermique à combustion interne, tel qu'un moteur turbocompressé pour véhicule automobile, 15 caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un dispositif d'atténuation acoustique (1) selon une des revendications précédentes. 10) Utilisation d'une ligne d'admission d'un moteur thermique à combustion interne selon la revendication 9, pour procurer une atténuation 20 acoustique à des fréquences comprises entre 2000 Hz et 3000 Hz avec une atténuation acoustique obtenue d'au moins 20 dB sur cette plage.