Brevet FR3074841A1 — publié le 20190614

SILENCIEUX POUR LIGNE D'ÉCHAPPEMENT DE GAZ DE MOTEUR THERMIQUE [1] L'invention concerne de manière générale le domaine de l'industrie automobile. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un silencieux pour la ligne d'échappement de gaz 5 d'un moteur thermique dans un véhicule. [2] Dans une ligne d'échappement des gaz de combustion d'un moteur thermique, le silencieux a pour fonction d'atténuer les émissions sonores résultant du fonctionnement du moteur thermique. Comme montré de manière schématique à la Fig.1, le silencieux 1 est généralement implanté sous caisse dans la partie arrière du véhicule VE. Dans l'architecture 10 montrée à la Fig.1, d'un type adapté à un véhicule hybride, le silencieux 1 est orienté transversalement par rapport à un axe longitudinal X du véhicule. Le silencieux 1 est situé à proximité d'un pack de batterie de stockage électrique BA, par exemple de type lithium-ion. Le pack de batterie BA est ici implanté entre le silencieux 1 et un train arrière TA du véhicule. [3] La Fig.2 montre une architecture interne classique, à deux tubes de sortie de gaz, 15 d'un silencieux 1 de la technique antérieure du type à montage transversal. Le silencieux 1 comprend essentiellement un boîtier 10, formant son enveloppe extérieure, des tubes internes cylindriques de circulation de gaz, référencés 14 de manière générale, et des coupelles 13. Un tube d'entrée de gaz 11, destiné au raccordement au moteur thermique, se prolonge à l'intérieur du boîtier 10. Deux tubes de sortie de gaz 12A et 12B débouchent de 20 l'intérieur du boîtier 10 et assure l'évacuation des gaz d'échappement vers l'atmosphère. Les coupelles 13 sont logées dans le boîtier 10 et permettent d'assurer le guidage des tubes 14 à l'intérieur du boîtier 10. Les coupelles 13 délimitent des chambres qui atténuent les vibrations et émissions sonores et sont typiquement munies de trous de passage de gaz (non représentés) entre les chambres. 25 [004] Les silencieux conventionnels sont essentiellement conçus pour répondre à la problématique acoustique et ont habituellement une rigidité importante. En effet, les pièces formant le silencieux sont réalisées dans des matériaux ferreux et sont rendus solidaires du boîtier par soudure ou sertissage. Les tubes internes de section circulaire et les coupelles contribuent de manière conséquente à la rigidité du silencieux. De plus, dans les véhicules 30 hybrides, la présence du pack de batterie accentue les contraintes d'implantation sous le plancher arrière du véhicule. Il en découle une conception plus compacte du silencieux, avec 2 des coupelles pouvant avoir des formes carrées ou rectangulaires qui accroissent aussi la rigidité du silencieux. [5] Lorsque le véhicule subit un choc arrière, si la compressibilité du silencieux n'est pas suffisante, l'énergie du choc se propage et est susceptible d'occasionner des dégradations conséquentes sur les composants environnants. Le pack de batterie, logé dans la partie arrière d'un véhicule hybride, est un composant couteux qui est fortement exposé à une dégradation, compte-tenu de sa localisation dans le véhicule et de sa sensibilité particulière aux chocs. [6] Par le document de brevet JP2004148981A, il est connu un véhicule ayant un silencieux implanté dans la partie arrière du véhicule et disposé transversalement à l'axe longitudinal de celui-ci. Le véhicule comporte un dispositif qui appuie sur le silencieux en cas de choc arrière. Lors d'un choc, ce dispositif contraint le silencieux à effectuer un déplacement d'escamotage vers le bas, de manière à obtenir une cinématique voulue pour le train arrière du véhicule et améliorer l'absorption de l'énergie du choc. [007] Il existe un besoin pour un silencieux de ligne d'échappement du type à montage transversal qui permette de palier aux inconvénients de la technique antérieure et de mieux répondre aux exigences des normes de choc arrière, en offrant des performances accrues en compressibilité. [8] Selon un premier aspect, l'invention concerne un silencieux de ligne d'échappement de gaz d'un véhicule à moteur thermique, le silencieux étant du type à montage transversal dans le véhicule, comprenant un boîtier dans lequel se prolongent longitudinalement, selon un axe horizontal, des tubes internes de circulation de gaz. Conformément à l'invention, au moins un des tubes internes de circulation de gaz a, dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe horizontal, une section transversale ovoïde ayant un petit diamètre orienté horizontalement et un grand diamètre orienté verticalement. [9] Les essais et calculs de simulation effectués par l'entité inventive ont mis en évidence le fait que la section transversale ovoïde, orientée conformément à l'invention, apporte un meilleur écrasement des tubes internes de circulation de gaz lors d'un choc arrière, comparativement aux tubes de section circulaire. [0010] Selon une caractéristique particulière du silencieux, la section transversale ovoïde est de forme ovale. 3 [0011] Selon une forme de réalisation particulière, le silencieux de ligne d'échappement de gaz comprend un tube de sortie de gaz et deux tubes internes de circulation de gaz ayant la section transversale ovoïde. [0012] Selon une autre forme de réalisation particulière, le silencieux de ligne 5 d'échappement de gaz comprend deux tubes de sortie de gaz et trois tubes internes de circulation de gaz ayant la section transversale ovoïde. [0013] On notera que l'invention est applicable à des silencieux ayant un seul tube de sortie de gaz, deux tubes de sortie de gaz ou davantage. L'invention s'applique également à des silencieux ayant un ou plusieurs tubes d'entrée de gaz. 10 [0014] L'invention concerne aussi un véhicule, notamment de type hydride, comprenant un silencieux de ligne d'échappement de gaz tel que décrit brièvement ci-dessus, qui est monté transversalement sous caisse dans sa partie arrière. [0015] D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-dessous d'une forme de réalisation 15 particulière de l'invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la Fig.1 est une vue simplifiée, sous caisse, de la partie arrière d'un véhicule automobile hybride équipé d'un pack de batterie et d'un silencieux de ligne d'échappement de gaz de type à montage transversal ; - la Fig.2 est une vue en perspective montrant une architecture interne d'un 20 silencieux de la technique antérieure ; - la Fig.3 est une vue simplifiée d'une section transversale d'une forme de réalisation particulière du silencieux selon l'invention ; et - les Figs.4a à 4b sont des vues simplifiées montrant différents états de compression du silencieux de la Fig.3, lors d'un choc arrière. 25 [0016] En référence aux Figs.3 et 4a à 4c, il est maintenant décrit une forme de réalisation particulière 2 d'un silencieux de type à montage transversal selon l'invention, ayant trois tubes internes de circulation de gaz. [0017] La Fig.3 montre, de manière schématique, une section transversale, dans un plan XZ, du silencieux 2 selon l'invention. Dans cette forme de réalisation particulière, les trois 4 tubes internes de circulation de gaz 21a, 21b et 21c du silencieux 2 correspondent respectivement à un tube d'entrée de gaz et à deux tubes de sortie de gaz qui se prolongent longitudinalement dans un boîtier 20 selon l'axe horizontal Y perpendiculaire au plan XZ. Le tube 21c est placé en partie haute du boîtier 20 et les tubes 21a et 21b sont placés plus bas 5 dans le boîtier 20. [0018] Dans cette forme de réalisation particulière, les trois tubes internes de circulation de gaz 21a, 21b et 21c ont tous une section de forme ovale. On notera qu'un silencieux selon l'invention comprendra au moins un tube interne de circulation de gaz avec une section de forme ovoïde, la forme ovale correspondant au cas particulier de la forme ovoïde régulière. 10 [0019] Comme montré à la Fig.3, les tubes 21a à 21c sont orientés de manière à avoir le petit diamètre D1 de leur section ovale aligné selon l'axe horizontal X qui est l'axe longitudinal du véhicule, le grand diamètre D2 de la section ovale étant aligné selon l'axe vertical Z perpendiculaire à l'axe X. Conformément à l'invention, cette orientation de la section ovale des tubes 21a à 21c permet d'obtenir une bonne compressibilité de ceux-ci en 15 cas de choc arrière, par rapport à des tubes de section circulaire. [0020] L'état montré à la Fig.4a correspond au début d'un choc arrière CH. Le silencieux 2 vient en butée contre le pack de batterie BA (cf. Fig.1) et boîtier 20 est comprimé sous l'effet du choc CH. A ce stade, il y a peu de contre-effort de la part du silencieux 2. Seules les coupelles du silencieux 2 opposent une certaine résistance et le tube 21b est amené vers le 20 tube 21a avec la déformation des coupelles et du boîtier 20. Les flèches F1 représentent l'allongement en X du silencieux 2, consécutivement à sa compression en X. [0021] Dans l'état montré à la Fig.4b, la compression des coupelles et du boîtier 20 s'est poursuivie et a rapproché les tubes 21a à 21c qui sont ici en quasi-alignement vertical, sans que ceux-ci ne soient cependant déformés de manière sensible. 25 [0022] Dans l'état montré à la Fig.4c et correspondant la fin du choc arrière CH, le silencieux 2 est comprimé au maximum. Les tubes 21a à 21c ont été aplatis en X par le choc CH et un allongement est intervenu en Z, comme montré par les flèches F2. [0023] Dans l'invention, la forme ovoïde de la section des tubes internes et leur orientation, comme décrite ci-dessus en référence à la Fig.3, favorise l'écrasement en X des tubes. 30 L'énergie du choc est ainsi absorbée de manière plus importance, ce qui limite fortement l'effort induit sur le pack de batterie. 5 [0024] On notera que le silencieux selon l'invention pourra donner lieu à différentes formes de réalisation, en fonction des résultats recherchés en compressibilité et des différentes contraintes qui s'appliquent à la conception du silencieux. Ainsi, un tube ou plusieurs tubes internes de circulation de gaz pourront avoir une section ovoïde. Les tubes pourront 5 également avoir des sections ovoïdes différentes. [0025] L'invention ne se limite donc pas à la forme de réalisation particulière qui a été décrite ici à titre d'exemple. L'homme du métier, selon les applications de l'invention, REVENDICATIONS1. Silencieux de ligne d'échappement de gaz d'un véhicule à moteur thermique, ledit silencieux (2) étant du type à montage transversal dans ledit véhicule (VE), comprenant un boîtier (20) dans lequel se prolongent longitudinalement, selon un axe horizontal (Y), des tubes internes de circulation de gaz (21a, 21b, 21c), caractérisé en ce qu'au moins un desdits tubes internes de circulation de gaz (21a, 21b, 21c) a, dans un plan vertical (XZ) perpendiculaire audit axe horizontal (Y), une section transversale ovoïde ayant un petit diamètre (D1) orienté horizontalement (X) et un grand diamètre (D2) orienté verticalement. 2. Silencieux de ligne d'échappement de gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite section transversale ovoïde est de forme ovale. 3. Silencieux de ligne d'échappement de gaz selon la revendication 1 ou 2, ayant un tube de sortie de gaz (12A, 12B), caractérisé en ce qu'il comprend deux tubes internes de circulation de gaz (21a, 21b, 21c) ayant ladite section transversale ovoïde. 4. Silencieux de ligne d'échappement de gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, ayant deux tubes de sortie de gaz (12A, 12B), caractérisé en ce qu'il comprend trois tubes internes de circulation de gaz (21a, 21b, 21c) ayant ladite section transversale ovoïde. 5. Véhicule caractérisé en ce qu'il comprend un silencieux de ligne d'échappement de gaz (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 qui est monté transversalement sous caisse dans sa partie arrière. 6. Véhicule de type hybride selon la revendication 5, comprenant un pack de batterie de stockage électrique (BA) qui est implanté sous caisse dans sa partie arrière, caractérisé en ce que ledit silencieux de ligne d'échappement de gaz (2) est monté à proximité dudit pack de batterie de stockage électrique (BA).