FR2464365A1 - Vehicle engine exhaust gas silencer - has three perforated tubes passing through chambers inside two separate housings, forming baffle system - Google Patents

Vehicle engine exhaust gas silencer - has three perforated tubes passing through chambers inside two separate housings, forming baffle system Download PDF

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Abstract

The exhaust silencer consists of two sections (1,2) with a bend between them. Each section has an elliptical outer sheet (3,4) with end plates (5,6,7,8). The sections are connected by three tubes (20,30,40) each with sets of perforations in selected regions. The middle tube (20) forms the entry tube, one outer tube (40) discharges from the second sections, and the other tube (30) terminates inside each section. A partition (12) inside the second section forms two chambers (14,15) into which gases discharge through corresponding perforations (24,25,32,33) in two tubes (20,30). Another partition (9) in the first section forms two chambers (10,11). Perforations (23,31,41) in the three tubes discharging into the second chamber (11) and perforations (21) in the inlet part at the first chamber, together with perforations (42,43) at the discharge end (P) form a baffle.

Description

La présente invention, due à la collaboration de
Monsieur Thierry NAUDIN, concerne les silencieux d'échappement utilisés notamment sur les véhicules automobiles.The present invention, due to the collaboration of
Mr. Thierry NAUDIN, concerns the exhaust silencers used in particular on motor vehicles.

On sait que les moyens d'atténuation acoustique mis en oeuvre dans les silencieux d'échappement font principalement appel aux trois principes suivants
- absorption,
- réflexion,
- interférence.We know that the acoustic attenuation means used in exhaust silencers mainly use the following three principles
- absorption,
- reflection,
- interference.

Le silencieux à absorption est un filtre passe bas dans lequel les composantes HF sont atténuées par le frottement d'une partie du fluide dans une garniture d'un matériau absorbant disposé autour d'un tuyau perforé. The absorption silencer is a low pass filter in which the HF components are attenuated by the friction of part of the fluid in a lining of absorbent material arranged around a perforated pipe.

L'atténuation par réflexion est obtenue en combinant une ou plusieurs résistances acoustiques avec la tuyauterie de sorte que le son qui s'y propage se trouve partiellement réfléchi, ce qui entralne un amortissement du bruit à la sortie du système. The attenuation by reflection is obtained by combining one or more acoustic resistances with the piping so that the sound which propagates there is partially reflected, which entralne a damping of the noise at the exit of the system.

Le principe de l'atténuation par interférence consiste à réaliser une division de l'onde ou des ondes pour ne réincorporer la ou les fractions déviées à la veine principale qu'au moment opportun et en introduisant entre la veine principale et chaque fraction déviée une différence de marche qui correspond en fait à la différence entre la longueur des deux trajets suivis par les deux flux considérés. A chaque valeur de la différence de marche correspond une atténuation optimale pour une composante de fréquence déterminée, la valeur de la fréquence atténuée étant inversement proportionnelle à la valeur de la différence de marche. I1 est donc plus faeile d'atténuer par interférence les sons aigus (HF et/ou MF) que les sons graves (BF). The principle of attenuation by interference consists in carrying out a division of the wave or waves in order to reincorporate the fraction (s) deviated to the main vein only at the appropriate time and by introducing between the main vein and each deflected fraction a difference of walking which corresponds in fact to the difference between the length of the two paths followed by the two flows considered. Each value of the path difference corresponds to an optimal attenuation for a determined frequency component, the value of the attenuated frequency being inversely proportional to the value of the path difference. It is therefore easier to attenuate the high sounds (HF and / or MF) by interference than the low sounds (LF).

On utilise actuellement dans la construction automobile des silencieux qui superposent au moins deux des effets définis ci-dessus, à savoir la réflexion et l'interférence. Ces silencieux comprennent une enveloppe dans laquelle pénètrent au moins deux tubes perforés parallèles, un tube d'arrivée ou tube amont et un tube de départ ou tube aval, parcourus en série par les gaz d'échappement.  Mufflers are currently used in automobile construction which superimpose at least two of the effects defined above, namely reflection and interference. These silencers comprise an envelope into which at least two parallel perforated tubes penetrate, an inlet tube or upstream tube and a departure tube or downstream tube, traversed in series by the exhaust gases.

Etant donné les impératifs d'encombrement auxquels doivent répondre ces silencieux, on a cherché à augmenter leur efficacité dans l'atténuation des graves en augmentant la valeur de la différence de marche maximale susceptible d'être obtenue, en particulier en multipliant les renvois et par exemple en réalisant des dispositifs à deux renvois et trois tubes ou quatre renvois et cinq tubes. Given the space requirements which these silencers must meet, we have sought to increase their efficiency in reducing the bass by increasing the value of the maximum path difference that can be obtained, in particular by multiplying the references and by example by making devices with two returns and three tubes or four returns and five tubes.

Cependant, cette évolution n'est pas tout à fait satisfaisante car elle entraene de très sérieux inconvénients. However, this development is not entirely satisfactory since it involves very serious drawbacks.

En particulier, une telle solution donne lieu à un accroissement très sensible de la perte de charge dans l'ensemble du silencieux, qui a pour effet de diminuer le rendement du moteur.In particular, such a solution gives rise to a very significant increase in the pressure drop across the muffler, which has the effect of reducing the efficiency of the engine.

Par ailleurs, si lton augmente les dimensions et en particulier la longueur du silencieux pour que la différence de marche maximale des ondes soit la plus importante possible, on aboutit à des ensembles qulil est souvent difficile de loger compte tenu des contraintes d'implantation sur les véhicules automobiles. In addition, if lton increases the dimensions and in particular the length of the silencer so that the maximum path difference of the waves is as large as possible, this leads to assemblies which are often difficult to accommodate given the constraints of installation on the motor vehicles.

Le but de cette invention est de réaliser un silencieux d'échappement pour moteur à combustion qui soit plus facile à implanter et qui présente des caractéristiques d'atténuation des sons aussi satisfaisantes que les silencieux connus. The object of this invention is to provide an exhaust silencer for a combustion engine which is easier to install and which has sound attenuation characteristics as satisfactory as the known silencers.

Elle a pour objet un silencieux comprenant une enveloppe fermée et au moins deux tubes, à savoir un tube amont, et un tube aval, perforés au moins dans certaines zones et parcourus en série par les gaz d'échappement, caractérisé en ce que ltenveloppe fermée est réalisée sous forme d'au moins deux enceintes séparées, reliées par des tronçons de chacun des tubes. It relates to a silencer comprising a closed envelope and at least two tubes, namely an upstream tube, and a downstream tube, perforated at least in certain areas and traversed in series by the exhaust gases, characterized in that the closed envelope is produced in the form of at least two separate enclosures, connected by sections of each of the tubes.

Les tronçons de liaison des tubes, disposés entre deux enceintes consécutives peuvent ëtre coudés ou d'une façon générale conformés pour permettre l'implantation des diverses enceintes. De préférence, il n'est prévu aucune fonction acoustique dans ces tronçons de liaison. The connecting sections of the tubes, arranged between two consecutive enclosures can be bent or generally shaped to allow the installation of the various enclosures. Preferably, no acoustic function is provided in these connecting sections.

Suivant un mode de réalisation, il est prévu au moins un tube de renvoi s'étendant entre deux chambres d'équilibrage de deux enceintes séparées. According to one embodiment, there is provided at least one deflection tube extending between two balancing chambers of two separate enclosures.

L'invention va etre décrite plus en détail ci-dessous à propos d'un mode de réalisation et en se référant au dessin annexé. La Fig. unique de ce dessin représente schématiquement un silencieux dont l'enveloppe fermée est réalisée sous la forme de deux enceintes 1; 2; constituées chacune par une paroi latérale 3 4; de section elliptique, par exemple, et deux parois d'extrémité 5, 6; 7, 8; serties ou soudées sur la paroi latérale. The invention will be described in more detail below in connection with an embodiment and with reference to the accompanying drawing. Fig. only one of this drawing represents diagrammatically a silencer whose closed envelope is produced in the form of two enclosures 1; 2; each consisting of a side wall 3 4; of elliptical section, for example, and two end walls 5, 6; 7, 8; crimped or welded on the side wall.

L'enceinte 1 est divisée par une cloison transversale 9 en deux chambres 10, 11, la chambre 10 constituant une chambre d'équilibrage. De même, l'enceinte 2 est divisée par deux cloisons transversales 12, 13, en trois chambres 14, 15, 16, dont la dernière constitue une chambre d'équilibrage. The enclosure 1 is divided by a transverse partition 9 into two chambers 10, 11, the chamber 10 constituting a balancing chamber. Similarly, the enclosure 2 is divided by two transverse partitions 12, 13, into three chambers 14, 15, 16, the last of which constitutes a balancing chamber.

Trois tubes, réalisés chacun en une ou plusieurs parties, complètent ce silencieux
- un tube amont 20, relié à la tubulure d'échappement du moteur, le cas échéant avec interposition d'au moins un autre silencieux (non représenté) traverse la première enceinte 1 et les deux chambres 14, 15, de la deuxième enceinte 2 et débouche dans la chambre d'équilibrage 16 de cette deuxième enceinte. I1 comporte plusieurs séries d'orifices : une première série 21 au droit de la chambre 10, ou légèrement en amont de cette chambre, où il est entouré par un manchon 22; une deuxième série 23 au niveau de la chambre 11; et une troisième et une quatrième séries 24, 25, au droit des chambres 14, 15, respectivement.Three tubes, each made in one or more parts, complete this silencer
- an upstream tube 20, connected to the exhaust pipe of the engine, if necessary with the interposition of at least one other silencer (not shown) passes through the first enclosure 1 and the two chambers 14, 15, of the second enclosure 2 and opens into the balancing chamber 16 of this second enclosure. I1 comprises several series of orifices: a first series 21 at the level of the chamber 10, or slightly upstream of this chamber, where it is surrounded by a sleeve 22; a second series 23 at the level of the chamber 11; and a third and a fourth series 24, 25, to the right of chambers 14, 15, respectively.

- un tube intermédiaire 30 s'étend entre les deux chambres d'équilibrage 10 et 16 et comporte trois séries d'orifices 31, 32, 33, respectivement, au niveau des orifices 23, 24, 25, du tube amont. - An intermediate tube 30 extends between the two balancing chambers 10 and 16 and comprises three series of orifices 31, 32, 33, respectively, at the level of the orifices 23, 24, 25, of the upstream tube.

- un tube aval 40, s'étend à partir de la chambre d'équilibrage 10, traverse la chambre 11 et l'enceinte 2 et s'étend au-delà de cette enceinte. I1 comporte, dans l'exem- ple choisi, trois séries d'orifices 41, 42, 43, situées respectivement, au niveau de la chambre 11 (orifices 41), et de la chambre 15, au voisinage des cloisons 12, 13 (orifices 42 et 43). - A downstream tube 40, extends from the balancing chamber 10, passes through the chamber 11 and the enclosure 2 and extends beyond this enclosure. I1 comprises, in the example chosen, three series of orifices 41, 42, 43, located respectively, at the level of the chamber 11 (orifices 41), and of the chamber 15, in the vicinity of the partitions 12, 13 ( ports 42 and 43).

Les divers orifices ont par exemple des diamètres de l'ordre de 3,5 mm et sont séparés par un entraxe de l'ordre de 10,5 à 12 mm environ. The various orifices have, for example, diameters of the order of 3.5 mm and are separated by a center distance of the order of approximately 10.5 to 12 mm.

Dans l'exemple représenté, les tronçons des tubes a a a 20, 30, 40, désignés par les références 20a, 30 , 4o 40a, qui sont situés entre les deux enceintes 1, 2, sont coudés pour permettre une implantation plus aisée de ces deux enceintes. In the example shown, the sections of the tubes aaa 20, 30, 40, designated by the references 20a, 30, 4o 40a, which are located between the two enclosures 1, 2, are bent to allow easier installation of these two pregnant.

Des résonateurs peuvent par ailleurs être prévus en des emplacements judicieusement choisis des différents tubes, pour atténuer certaines fréquences, mais n'ont pas été figurés sur le dessin. Resonators can also be provided at carefully chosen locations of the different tubes, to attenuate certain frequencies, but have not been shown in the drawing.

En désignant par les lettres a, b, ..., n, p, différents points du trajet des gaz, on peut noter-que suivant l'invention de grandes différences de marche peuvent être réalisées telles que, par exemple
b c d e f g h i - bi
b c h i - bi
b c d e f g h i j k 1 - bl
etc.By designating by the letters a, b, ..., n, p, different points of the path of the gases, it can be noted that according to the invention large differences in path can be achieved such as, for example
bcdefghi - bi
bchi - bi
bcdefghijk 1 - bl
etc.

Les deux étages repérés m et n ont pour but de rechercher un effet d'interférence supplémentaire et de couper la longueur 1P qui serait préjudiciable à une bonne atténuation. The two stages marked m and n are intended to seek an additional interference effect and to cut the length 1P which would be detrimental to good attenuation.

Le fait de prévoir au moins deux enceintes disposées en série en association fonctionnelle permet d'obtenir des différences de marche correspondant à la distance développée de leurs extrémités les plus éloignées, comme si les volumes n'étaient pas séparés. Ceci est tout à fait surprenant et constitue un avantage essentiel, tant sur le plan de l'effi- cacité de fonctionnement que de la souplesse d'utilisation. The fact of providing at least two speakers arranged in series in functional association makes it possible to obtain path differences corresponding to the developed distance from their most distant ends, as if the volumes were not separated. This is quite surprising and constitutes an essential advantage, both in terms of operating efficiency and flexibility of use.

C'est ainsi qu'on a pu vérifier qu'un tel dispositif permettait d'obtenir une atténuation du bruit de bouche comparable â celle procurée par les meilleurs silencieux monobloc de grande longueur, sans. pratiquement qu'il soit nécessaire de faire évoluer l'environnement de la partie arrière du véhicule. It was thus possible to verify that such a device made it possible to obtain an attenuation of the mouth noise comparable to that provided by the best one-piece silencers of great length, without. practically that it is necessary to change the environment of the rear part of the vehicle.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1. Silencieux d'échappement, notamment pour moteur à combustion interne,comprenant une enveloppe fermée et au moins deux tubes, à savoir un tube amont, et un tube aval, perforés au moins dans certaines zones et parcourus en série par les gaz d'échappement, caractérisé en ce que l'enveloppe fermée est réalisée sous forme d'au moins deux enceintes séparées (1, 2), reliées par des tronçons (20a, 30a, 40a) de 1. Exhaust silencer, in particular for an internal combustion engine, comprising a closed casing and at least two tubes, namely an upstream tube, and a downstream tube, perforated at least in certain areas and traversed in series by the exhaust gases. exhaust, characterized in that the closed casing is produced in the form of at least two separate enclosures (1, 2), connected by sections (20a, 30a, 40a) of 30a, 40 de chacun des tubes (20, 30, 40). 30a, 40 of each of the tubes (20, 30, 40). 2. Silencieux suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les tronçons de liaison des tubes (20a, 30a, 40jazz disposés entre deux enceintes consécutives (1, 2) sont coudés ou, d'une façon plus générale, conformés pour facili- ter l'implantation des diverses enceintes. 2. Silencer according to claim 1, characterized in that the connecting sections of the tubes (20a, 30a, 40jazz arranged between two consecutive enclosures (1, 2) are bent or, more generally, shaped to facilitate the establishment of the various enclosures. 3. Silencieux suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il n'est prévu aucune fonction acoustique sur les tronçons de tubes de liaison (2qat 30a, 40a) entre les diverses enceintes (1, 2). 3. Muffler according to any one of claims 1 and 2, characterized in that no acoustic function is provided on the sections of connecting tubes (2qat 30a, 40a) between the various enclosures (1, 2). 4. Silencieux suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un tube intermédiaire (30) placé en série entre les tubes amont et aval (20, 40) et débouchant à ses extrémités dans des chambres d'équilibrage respectives (10, 16) de deux enceintes séparées (1, 2).  4. Muffler according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises at least one intermediate tube (30) placed in series between the upstream and downstream tubes (20, 40) and opening at its ends in respective balancing chambers (10, 16) of two separate enclosures (1, 2).
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