Brevet FR3142703A1 — publié le 20240607

Volume acoustique d’échappement atténuant les bruits des gaz émis par un moteur comprenant une enveloppe externe (11), de forme globale allongée, des coupelles (43, 44, 45) disposées transversalement à la direction longitudinale de l’enveloppe, et des tubes de circulation des gaz au moins partiellement à l’intérieur de l’enveloppe, caractérisé en ce qu’il comprend un agencement à comprenant au moins un premier tube de circulation des gaz (310) et un deuxième tube de circulation des gaz (311), une coupelle (43) intégrant une cavité (430) , de forme intérieure courbe, de guidage des gaz et comportant une ouverture (4300), et une pièce de fermeture (6) permettant une jonction étanche aux gaz entre les dits premier et deuxième tubes et la cavité et fermant l’ouverture de la cavité, ladite pièce de fermeture étant réceptrice d’une extrémité ouverte du premier tube et d’une extrémité ouverte dudit deuxième tube. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 4 Volume acoustique d’échappement d’un véhicule comprenant un agencement en U L’invention concerne un volume acoustique d’échappement d’un moteur, en particulier présent sous le plancher d’un véhicule automobile. Un véhicule automobile à moteur à combustion interne comprend usuellement un volume acoustique d’échappement dans la ligne d’échappement sous son plancher. Ce volume acoustique d’échappement a pour fonction principale d’atténuer les bruits des gaz émis par le moteur. Il peut être situé dans le creux du tunnel que peut comprendre le plancher du véhicule. La position ainsi que la forme du volume acoustique d’échappement doivent répondre à de nombreuses exigences de sécurité tout en étant adaptés à l’architecture du véhicule. Comme l’illustre la , classiquement, le volume acoustique d’échappement comporte une enveloppe externe 10, de forme globale allongée, qui peut comprendre en chacune de ses extrémités longitudinales des parois de fermetures, dites coupelles externes 51, 52. Ces coupelles externes comportent le plus souvent des orifices respectivement d’entrée 510 et de sortie 520 respectivement raccordés à un tube d’entrée 20 et à au moins un tube de sortie 30. Les notions d’entrée et de sortie sont définies par rapport au sens d’entrée et de sortie des gaz dans le volume, autrement dit elles correspondent respectivement à l’amont et à l’aval de ce volume par rapport au sens de circulation des gaz d’échappement dans une ligne d’échappement. Les coupelles externes constituent ainsi une coupelle externe amont 51 et une coupelle externe aval 52. Ladite enveloppe est aménagée intérieurement pour laisser circuler les gaz du circuit d’échappement entre les orifices d’entrée et de sortie, dans des tubes et des chambres acoustiques. A cet effet, à l’intérieur de l’enveloppe, sont disposées des parois internes, de directions transversales à la direction allongée de l’enveloppe, qui comprennent des orifices pour le passage des gaz et/ou des tubes qu’elles supportent, et qui peuvent délimiter différentes chambres acoustiques. Ces parois internes 40, 41, 42 sont usuellement appelées « coupelles internes ». L’agencement intérieur d’un volume acoustique d’échappement permettant de traiter le bruit généré par le moteur thermique tout en minimisant l’impact sur la contre-pression échappement peut nécessiter un tube intérieur 30 de longueur suffisante pour réaliser l’atténuation des bruits. A cette fin, on utilise un tube courbé en forme de U, dont la courbe du U, dite aussi partie « en virage à 180 degrés », est réalisée par cintrage d’un tube à environ 180 degrés. L’implantation d’un tel tube 30 répond à différents critères de faisabilité au sein du volume, notamment à des distances minimales devant être respectées entre les tubes internes eux-mêmes 20, 30 par rapport à l’enveloppe du volume 10, et par rapport au coupelles internes 40, 41, 42 et externes 51, 52. Un tel tube en U a également des préconisations de faisabilité au niveau des épaisseurs, de la longueur du tube, du diamètre, et surtout du rayon de cintrage de la partie cintrée 300 qui conditionne l’entraxe entre les deux tubes et qui peut être complexe à implanter intérieurement, notamment dans un petit volume. Lorsque les limites de faisabilité de ce cintrage de tube à 180 degrés sont atteintes, notamment dans des sections de volume trop contraintes pour pouvoir implanter ce type de solution, il est possible de réaliser cette partie en virage à 180 degrés par deux pièces embouties, dites demi-coquilles, soudées l’une à l’autre. Le conduit avec la partie « en virage à 180 degrés » obtenu se compose ainsi de quatre pièces, c’est-à-dire de deux tubes et des deux demi-coquilles, ces dernières soudées entre elles formant un raccord tubulaire entre ces deux tubes. Toutefois, si le rayon de cintrage n’est plus une contrainte en soi, les demi-coquilles doivent respectées des préconisations d’aptitude à l’emboutissage. De plus ce raccord de tubes par les deux demi-coquilles consomme plus de place en longueur dans l’enveloppe. Dans certains volumes, il peut cependant être impossible d’implanter l’un ou l’autre des modes de réalisation mentionnés ci-dessus. C’est le cas quand l’espace dans le volume est trop contraint, du fait notamment de la section du volume et/ou de la proximité avec d’autres éléments du volume comme certains tubes. L’invention vise à répondre aux problèmes évoqués ci-dessus. Il existe donc un besoin de fournir une alternative à l’aménagement d’un volume acoustique d’échappement atténuant les bruits des gaz émis par un moteur, notamment pour des volumes contraints. A cet effet, l’invention fournit un volume acoustique d’échappement atténuant les bruits des gaz émis par un moteur comprenant une enveloppe externe, de forme globale allongée, des coupelles disposées transversalement à la direction longitudinale de l’enveloppe, et des tubes de circulation des gaz au moins partiellement à l’intérieur de l’enveloppe, caractérisé en ce qu’il comprend un agencement comprenant au moins un premier tube de circulation des gaz et un deuxième tube de circulation des gaz, une coupelle intégrant une cavité de forme intérieure courbe de guidage des gaz et qui comporte une ouverture, et une pièce de fermeture qui permet une jonction étanche aux gaz entre les dits premier et deuxième tubes et la cavité et qui ferme l’ouverture de la cavité, ladite pièce de fermeture étant réceptrice d’une extrémité ouverte du premier tube et d’une extrémité ouverte dudit deuxième tube. La pièce de fermeture ferme donc l’ouverture de la cavité de manière étanche aux gaz, le gaz pouvant circuler dans les tubes et la cavité. L’invention permet d’obtenir un conduit des gaz en U, avec une partie courbe réalisée par la cavité de guidage des gaz, cette dernière permettant d’établir une communication fluidique entre lesdits premier et deuxième tubes qui lui sont connectés. Plus particulièrement, lesdits premier tube et deuxième tube font partie du conduit de sortie des gaz. Plus particulièrement selon l’invention, ledit agencement se caractérise en ce que ladite coupelle comporte - une première face qui est une face proximale des premier et deuxième tubes, et une deuxième face opposée à ladite première face, - la cavité de guidage des gaz intégrée à la coupelle comporte son ouverture en ladite première face de la coupelle, et a une surface fermée du côté de la deuxième face de la coupelle, et - ladite pièce de fermeture comprend au moins deux orifices débouchants situés en correspondance avec l’ouverture de ladite cavité de guidage des gaz, et lesdits orifices étant récepteurs respectivement de l’extrémité ouverte du premier tube de circulation des gaz et de l’extrémité ouverte du deuxième tube de circulation des gaz, et ladite pièce de fermeture est fixée, de manière étanche aux gaz, contre ladite première face de la coupelle, de sorte qu’une communication fluidique peut être établie entre lesdites extrémités ouvertes des tubes via la cavité de guidage des gaz. Les tubes, ainsi branchés sur les orifices de la pièce de fermeture, peuvent communiquer fluidiquement entre eux. Lesdits orifices de la pièce de fermeture et les extrémités ouvertes respectives desdits tubes sont débouchants dans la cavité de guidage de sorte que les gaz arrivant par l’extrémité de l’un des tubes débouchante dans la cavité entrent dans la cavité et sont guidés vers l’extrémité de l’autre tube débouchante dans la cavité. Plus particulièrement, ladite cavité a une paroi dont la forme intérieure courbe suit sensiblement un arc de cercle, en particulier un demi-cercle. La paroi forme la surface fermée de la cavité. Plus particulièrement, la paroi de la cavité a une convexité venant en débord du plan moyen de la deuxième face de la coupelle. Ladite première face est une face interne de la coupelle. Selon un mode de réalisation particulier, ladite cavité a une paroi dont la forme intérieure courbe suit sensiblement un arc de cercle, par exemple un demi-cercle, et la pièce de fermeture est disposée dans l’ouverture de la cavité de sorte qu’en chacune des extrémités de cette courbe soit situé un orifice de ladite pièce de fermeture. De préférence, ladite pièce de fermeture est disposée contre l’ouverture de ladite cavité, ladite pièce de fermeture comprenant un pourtour recouvrant ladite première face de la coupelle autour du contour de l’ouverture de la cavité. En particulier, ladite pièce de fermeture est soudée, de manière étanche aux gaz, suivant ce pourtour sur ladite première face de la coupelle. En particulier ladite pièce de fermeture peut comprendre une portion courbe située entre ses deux orifices récepteurs des premier et deuxième tubes, et ladite portion est entrée dans l’ouverture de la cavité, la courbure de ladite portion étant tournée vers l’ouverture de la cavité. En particulier lesdits orifices de la pièce de fermeture comprennent chacun un rebord auquel sont soudées, de manière étanche aux gaz, lesdites extrémités respectives des premier et deuxième tubes. En particulier, ladite pièce de fermeture a globalement la forme d’une plaque. Elle est de préférence soudée, de manière étanche aux gaz, à la ladite première face de la coupelle. Selon un mode de réalisation préféré, ladite cavité est une partie creuse emboutie (formée par emboutissage) dans la paroi de la coupelle. Selon un mode de réalisation, ladite coupelle intégrant une cavité de guidage des gaz est une coupelle interne, c’est-à-dire entièrement située à l’intérieur de l’enveloppe. Selon un mode de réalisation particulier, ladite coupelle intégrant une cavité de guidage des gaz est une coupelle externe, notamment une coupelle qui ferme une extrémité longitudinale de l’enveloppe. Ladite deuxième face de la coupelle est la face externe de la coupelle externe. La paroi de la cavité apparaît en débord externe du plan moyen de la deuxième face (face externe) de la coupelle. L’invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un moteur thermique, et un volume acoustique d’échappement, atténuant les bruits des gaz émis par ledit moteur, tel que décrit précédemment. En particulier, ledit volume acoustique d’échappement est disposé sous le plancher du véhicule, et en particulier dans le creux d’un tunnel de plancher. D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, non limitatifs, en référence aux dessins annexés sur lesquels : est une vue en volume et en transparence d’un volume acoustique d’échappement d’un véhicule à moteur connu de l’art antérieur. est une vue en volume et en transparence d’un volume acoustique d’échappement d’un véhicule à moteur selon un mode de réalisation de l’invention. est une vue en perspective de trois-quarts, partielle (ouverte) du volume acoustique d’échappement représenté en . est une vue agrandie et en éclaté d’une partie du silencieux représenté en figures 2 ou 3. est une vue partielle, en coupe longitudinale dans un plan sensiblement horizontal XY passant par les tubes du tube de sortie et la cavité, du volume acoustique d’échappement représenté en figures 2 à 4. est une vue en volume et en transparence d’un volume acoustique d’échappement d’un véhicule à moteur selon une variante de réalisation de l’invention. est une vue en coupe longitudinale, dans un plan passant par les tubes du tube de sortie et la cavité, du volume acoustique d’échappement représenté en . Les orientations exprimées dans la description des figures sont données en référence à un repère orthonormé XYZ, l’axe X représentant la direction longitudinale amont-aval du volume acoustique d’échappement, orientée suivant le sens de circulation des gaz de leur entrée (amont) vers leur sortie (aval). L’axe Z représente la direction verticale du volume acoustique d’échappement, orientée vers le haut, correspondante à la position du volume acoustique d’échappement installé sous le plancher d’un véhicule automobile. Sauf précisions contraires, dans la présente description, les termes supérieur et inférieur font ainsi référence aux directions de l’axe Z. L’axe Y représentant la direction transversale du volume acoustique d’échappement. Des références identiques pourront être utilisées d’une figure à l’autre pour désigner des éléments identiques ou similaires. La représente un volume acoustique d’échappement connu de l’art antérieur qui a été commenté en introduction de la description. Les figures 2 à 5, qui vont être commentées ensemble, illustrent un volume acoustique d’échappement atténuant les bruits des gaz émis par le moteur d’un véhicule automobile comprenant une enveloppe externe 11, de forme globale allongée, des coupelles 43, 44, 45, et des tubes de circulation des gaz internes d’entrée 32 et de sortie 31. L’enveloppe 11 comprend un agencement interne entre le tube de sortie de circulation des gaz 31 comprenant un premier tube interne 310 et un deuxième tube interne 311, et l’une 43 des coupelles internes formée d’une paroi comportant deux faces opposées 431, 432, l’une dite face 431 étant dite proximale des premier et deuxième tubes 310, 311, et une pièce de fermeture 6 comprenant une paroi 60 percée de deux orifices débouchants 61, 62, récepteurs respectivement d’une extrémité ouverte du premier tube interne 310 et d’une extrémité ouverte du deuxième tube interne 311. Ladite coupelle interne 43 comprend un trou débouchant 433 dans lequel passe le tuyau d’entrée 32 des gaz. Ladite coupelle interne 43 comprend une cavité 430 de guidage des gaz ouverte du côté de la face proximale 431, ayant une forme intérieure courbe. La pièce de fermeture 6 est disposée contre l’ouverture 4300 de ladite cavité 430, la portion courbe 63 située entre les deux orifices entre dans l’ouverture 4300, la courbure de ladite portion 63 étant tournée vers l’ouverture de la cavité, lesdits orifices 61, 62 de la pièce de fermeture étant ainsi situés en correspondance avec ladite cavité 430, de sorte qu’une communication fluidique peut être établie entre lesdites extrémités ouvertes des tubes via cette cavité de guidage des gaz. Ladite cavité 430 a une paroi dont la forme courbe a une ligne directrice qui suit sensiblement un arc de cercle, et la pièce de fermeture 6 est disposée dans l’ouverture 4300 de la cavité de sorte qu’en chacune des extrémités de cet arc de cercle soit situé un orifice 61, 62 de ladite pièce de fermeture. Les gaz d’échappement entrant dans l’enveloppe 11 par le tube d’entrée 32, sont repris par le premier tube 310 du tube de sortie 31, puis guidés par la cavité 430 vers le deuxième tube 311 du tube de sortie 31 (flèches G sur ). La cavité 430 a été formée par emboutissage de la paroi de la coupelle 43, depuis sa face proximale 431, de sorte que la partie fermée de la cavité, autrement dit la paroi de la cavité, ait une forme intérieure courbe, arrondie sensiblement suivant une forme directrice en arc de cercle passant au-delà de la face opposée 432 à la face proximale 431. La pièce de fermeture 6, une fois disposée contre l’ouverture 4300 de la cavité 430, est soudée, suivant son pourtour en débord du contour de l’ouverture de la cavité, à la paroi proximale 431 suivant le pourtour de la cavité, de manière à ce que la cavité 430 soit fermée de manière étanche aux gaz, une fois les tubes 310, 311 installés dans la pièce de fermeture. Les orifices 61, 62 de la pièce de fermeture 6 comportent chacun un rebord périphérique cylindrique 610, 620 dans lesquels s’emboitent les extrémités ouvertes respectives desdits premier et deuxième tubes 310, 311 du tube de sortie 31, lesdites tubes étant soudés respectivement à l’intérieur de ces rebords, de sorte que les connexions entre lesdites extrémités ouvertes des tubes 310, 311 et les orifices 61, 32 de la pièce de fermeture 6 sont étanches. Les gaz arrivant par le premier tube 310 du tube de sortie dans la cavité ne peuvent ainsi sortir de la cavité que vers le deuxième tube 311 du tube de sortie. La partie dite en «virage à 180°» entre les tubes 310, 311 du tube de sortie 31 dans le volume de l’enveloppe 11 ainsi réalisée par la cavité 430, est donc intégrée directement dans la coupelle interne 43. Ceci permet de compacter l’agencement interne du volume d’échappement. Autrement dit les deux tubes 310, 311 du tube de sortie 31 et la cavité 430 de la coupelle 43 forme un conduit des gaz en forme de U. Les figures 6 et 7, qui vont être commentées ensemble, illustrent une variante de la réalisation de l’invention, la cavité étant réalisée dans une coupelle externe. Selon ce mode de réalisation, un volume acoustique d’échappement atténuant les bruits des gaz émis par le moteur d’un véhicule automobile comprend une enveloppe externe 12, de forme globale allongée, une coupelle interne 80 et deux coupelles externes 81, 82, et des tubes de circulation des gaz internes d’entrée 72 et de sortie 71. Les deux coupelles externes 81, 82, ferment les extrémités longitudinales de l’enveloppe 12. La coupelle externe 81 et la coupelle interne 80 délimitent une première chambre acoustique A, et la coupelle externe 81 et la coupelle interne 80 délimitent une deuxième chambre acoustique B. Le volume acoustique d’échappement comprend un agencement comprenant un premier tube interne 710 et un deuxième tube interne 711 du tube de sortie des gaz 71, l’une 81 des coupelles externes formée d’une paroi comportant deux faces opposées 811, 812, l’une dite face 811 étant dite proximale des premier et deuxième tubes 710, 711, et une pièce de fermeture 9 comprenant une paroi 90 percée de deux orifices débouchants 91, 92, récepteurs respectivement d’une extrémité ouverte du premier tube interne 710 et d’une extrémité ouverte du deuxième tube interne 711. La coupelle interne 81 comprend une cavité 810 de guidage des gaz ouverte du côté de la face proximale 811 (face interne) de la coupelle. La pièce de fermeture 9 est disposée contre l’ouverture de cette cavité, la portion courbe située entre les deux orifices entrant dans l’ouverture, les orifices 91, 92 de la pièce de fermeture étant situés en correspondance avec ladite cavité 810, de sorte qu’une communication fluidique peut être établie entre lesdites extrémités ouvertes des tubes 710, 711 via la cavité 810 de guidage des gaz. Comme le montre plus particulièrement , réalisée en coupe longitudinale dans un plan passant au niveau des premier 710 et deuxième 711 tubes du tube de sortie 71 et par la cavité 810, les gaz d’échappement entrent dans l’enveloppe 12 par le tube d’entrée 72 (flèche E sur ) jusque dans la deuxième chambre acoustique B, où ils sont repris par le premier tube 710 du tube de sortie 71, puis entrent dans la cavité 810 où ils sont guidés par cette cavité 810 vers le deuxième tube 711 du tube de sortie 71 (flèches G’ sur ). La cavité 810 a été formée par emboutissage de la paroi de la coupelle externe 81, depuis sa face proximale 811, la partie fermée (paroi) de la cavité a une forme intérieure courbe, arrondie sensiblement suivant un arc de cercle passant au-delà du plan moyen de la face externe 812 opposée à la face proximale 811 (face interne) de la coupelle. Comme précédemment, la pièce de fermeture 9 est disposée dans l’ouverture de la cavité, et est soudée à la paroi proximale 811 de la coupelle externe 81, suivant le pourtour de la cavité, de manière à ce que la cavité 810 soit fermée de manière étanche aux gaz, une fois les tubes 710, 711 installés dans la pièce de fermeture 9. Les orifices 91, 92, de la pièce de fermeture 9 comportent chacun un rebord périphérique cylindrique 910, 920 dans lesquels s’emboitent les extrémités ouvertes respectives desdits premier 710 et deuxième tubes 711 du tube de sortie 71, lesdites tubes 710, 711 étant soudés respectivement à l’intérieur de ces rebords, de sorte que les connexions entre lesdites extrémités ouvertes des tubes et les orifices de la pièce de fermeture sont étanches aux gaz. Les gaz entrant dans le premier tube 710 sont guidés par la cavité 810 vers le deuxième tube 711. Cette variante permet de maximiser la longueur du tube de sortie 71 en incluant la cavité courbe 810 formant la partie courbe du conduit pour constituer un conduit des gaz sensiblement en U. L’invention permet de compacter au maximum un conduit sensiblement en U des gaz d’échappement en intégrant la partie dite « en virage à 180 degrés » dans une coupelle interne ou externe du volume acoustique d’échappement. L’invention permet de rendre réalisable un agencement comportant un conduit sensiblement en U dans des volumes acoustiques d’échappement relativement petits, et notamment dans des encombrements réduits lorsque le volume acoustique d’échappement est installé dans le creux d’un tunnel de plancher d’un véhicule automobile. En outre ; l’invention permet de limiter le nombre de pièces spécifiques à développer, par exemple par rapport à un agencement comprenant des demi-coquilles. Volume acoustique d’échappement atténuant les bruits des gaz émis par un moteur comprenant une enveloppe externe (11, 12), de forme globale allongée, des coupelles (43, 44, 45, 80, 81, 82) disposées transversalement à la direction longitudinale de l’enveloppe, et des tubes de circulation des gaz au moins partiellement à l’intérieur de l’enveloppe, caractérisé en ce qu’il comprend un agencement comprenant au moins un premier tube de circulation des gaz (310, 710) et un deuxième tube de circulation des gaz (311, 711), une coupelle (43, 81) intégrant une cavité (430, 810) de forme intérieure courbe de guidage des gaz comportant une ouverture (4300), et une pièce de fermeture (6, 9) permettant une jonction étanche aux gaz entre les dits premier et deuxième tubes et la cavité et fermant l’ouverture de la cavité, ladite pièce de fermeture étant réceptrice d’une extrémité ouverte du premier tube et d’une extrémité ouverte dudit deuxième tube. Volume acoustique d’échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que -ladite coupelle comporte une première face (431, 811) qui est une face proximale des premier (310, 710) et deuxième (311, 711) tubes, et une deuxième face (432, 812) opposée à ladite première face, et - la cavité (430, 810) de guidage des gaz intégrée à la coupelle comporte son ouverture en ladite première face de la coupelle, et une surface fermée du côté de la deuxième face de la coupelle, et - ladite pièce de fermeture comprend au moins deux orifices (61, 62, 91, 92) débouchants situés en correspondance avec l’ouverture de ladite cavité de guidage des gaz, et lesdits orifices (61, 62, 91, 92) étant récepteurs respectivement de l’extrémité ouverte du premier tube de circulation des gaz et de l’extrémité ouverte du deuxième tube de circulation des gaz, et ladite pièce de fermeture (6, 9) est fixée, de manière étanche aux gaz, contre ladite première face de la coupelle. Volume acoustique d’échappement selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que ladite cavité a une paroi dont la forme intérieure courbe suit sensiblement un arc de cercle, et la pièce de fermeture (6, 9) est disposée dans l’ouverture de la cavité de sorte qu’en chacune des extrémités de ladite forme courbe soit situé un orifice de ladite pièce de fermeture. Volume acoustique d’échappement selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite pièce de fermeture (6, 9) est disposée dans l’ouverture de ladite cavité, et ladite pièce de fermeture comprend un pourtour recouvrant ladite première face de la coupelle autour du contour de l’ouverture de la cavité. Volume acoustique d’échappement selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite cavité est une partie creuse emboutie dans la paroi de la coupelle. Volume acoustique d’échappement selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite coupelle intégrant une cavité de guidage des gaz est une coupelle entièrement située à l’intérieur de l’enveloppe. Volume acoustique d’échappement selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite coupelle intégrant une cavité de guidage des gaz est une coupelle qui ferme une extrémité longitudinale de l’enveloppe, ladite deuxième face de la coupelle étant la face externe de ladite coupelle. Volume acoustique d’échappement selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite pièce de fermeture (6, 9) a globalement la forme d’une plaque. Véhicule automobile comprenant un moteur thermique, caractérisé en ce qu’il comprend un volume acoustique d’échappement atténuant les bruits des gaz émis par ledit moteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 8. Véhicule automobile selon la revendication 9, ledit volume acoustique d’échappement étant disposé sous le plancher du véhicule, et dans le creux d’un tunnel de plancher.