FR2878895A1 - Exhaust line for motor vehicle, has exhaust gas cooling unit disposed between outlet of catalytic converter and outlet towards atmosphere, and comprising longitudinal or helical blades disposed on exhaust gas circulation conduit - Google Patents
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Abstract
Description
DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTIONTECHNICAL FIELD TO WHICH THE INVENTION REFERS
La présente invention concerne une ligne d'échappement pour véhicule automobile équipé d'un moteur à combustion interne. The present invention relates to an exhaust system for a motor vehicle equipped with an internal combustion engine.
Elle concerne plus particulièrement une ligne d'échappement comprenant une conduite de circulation des gaz d'échappement qui s'étend à partir de la sortie d'un convertisseur catalytique jusqu'à une sortie vers l'atmosphère et au moins un volume traversé par ladite conduite de circulation, et adapté à atténuer les pulsations de pression des gaz d'échappement. It relates more particularly to an exhaust line comprising an exhaust gas flow pipe which extends from the outlet of a catalytic converter to an outlet to the atmosphere and at least one volume crossed by said circulation pipe, and adapted to attenuate the pressure pulsations of the exhaust gas.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUEBACKGROUND
De nos jours, afin de réduire les nuisances sonores dues aux pulsations de pression des gaz d'échappement dans la ligne d'échappement d'un véhicule automobile à moteur à combustion interne, il est connu de mettre en place une architecture de ligne d'échappement comportant des volumes, tels que des silencieux ou des pots de détentes, et des longueurs de tubes. Cette architecture permet de réduire l'amplitude des pulsations de pression et de modifier les fréquences de résonance de ces ondes de pression à l'échappement. Nowadays, in order to reduce the noise pollution due to the pressure pulsations of the exhaust gases in the exhaust line of a motor vehicle with an internal combustion engine, it is known to set up a line architecture of exhaust having volumes, such as mufflers or expansion pots, and lengths of tubes. This architecture makes it possible to reduce the amplitude of the pressure pulsations and to modify the resonance frequencies of these pressure waves at the exhaust.
Lorsque le moteur à combustion interne du véhicule est une source très importante de bruit, les volumes constituant la ligne d'échappement, tels que le pot de détente et le silencieux, doivent être de tailles importantes. When the internal combustion engine of the vehicle is a very important source of noise, the volumes constituting the exhaust line, such as the expansion pot and the silencer, must be of large sizes.
La taille de ces volumes pose un problème d'embarquement de la ligne d'échappement sur le véhicule, ainsi qu'un surcoût de fabrication d'une ligne d'échappement. En outre, la taille importante des volumes pose un problème de contre-pression importante dans la ligne d'échappement ce qui pénalise les performances du moteur. II s'agit alors de faire un compromis entre les performances souhaitées du moteur et les bruits de bouche d'échappement. The size of these volumes poses a problem of boarding the exhaust line on the vehicle, as well as an extra cost of manufacturing an exhaust line. In addition, the large size of the volumes poses a major back-pressure problem in the exhaust line which penalizes the performance of the engine. It is then a question of making a compromise between the desired performances of the engine and the noise of the exhaust mouth.
OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier aux inconvénients précités de l'état de la technique, la présente invention propose une ligne d'échappement dans laquelle le niveau de bruit est abaissé efficacement directement à la source, au plus près de la sortie du convertisseur catalytique, sans pénaliser les performances de ce convertisseur, ainsi que les performances du moteur. OBJECT OF THE INVENTION In order to overcome the aforementioned drawbacks of the state of the art, the present invention proposes an exhaust line in which the noise level is effectively lowered directly at the source, as close as possible to the output of the converter. catalytic, without penalizing the performance of this converter, as well as the performance of the engine.
A cet effet, on propose selon l'invention une ligne d'échappement telle que définie en introduction dans laquelle il est prévu des moyens de refroidissement des gaz d'échappement disposés entre la sortie du convertisseur catalytique et la sortie vers l'atmosphère. For this purpose, it is proposed according to the invention an exhaust line as defined in the introduction wherein there is provided exhaust gas cooling means disposed between the output of the catalytic converter and the outlet to the atmosphere.
Ainsi, grâce aux moyens de refroidissement selon l'invention, on réduit largement les pulsations de pression des gaz d'échappement juste après la sortie du convertisseur catalytique. L'architecture de la ligne d'échappement selon l'invention qui permet de réduire les nuisances sonores, est simplifiée en comportant de plus petits volumes. Thus, thanks to the cooling means according to the invention, the pressure pulsations of the exhaust gases are substantially reduced just after the output of the catalytic converter. The architecture of the exhaust line according to the invention which reduces noise pollution, is simplified by having smaller volumes.
Selon un premier mode de réalisation de la ligne d'échappement conforme à l'invention, les moyens de refroidissement sont situés entre la sortie du convertisseur catalytique et l'entrée du premier volume. According to a first embodiment of the exhaust line according to the invention, the cooling means are located between the output of the catalytic converter and the inlet of the first volume.
Ainsi, un refroidissement amélioré de cette première zone permet de baisser le niveau de bruit de bouche d'échappement et d'améliorer les performances du moteur. Thus, improved cooling of this first zone makes it possible to lower the level of exhaust port noise and to improve engine performance.
Selon un deuxième mode de réalisation de la ligne d'échappement conforme à l'invention, les moyens de refroidissement sont situés entre l'entrée du premier volume et la sortie vers l'atmosphère. According to a second embodiment of the exhaust line according to the invention, the cooling means are located between the inlet of the first volume and the outlet to the atmosphere.
Ainsi, un refroidissement amélioré de cette deuxième zone permet de baisser efficacement le niveau de bruit de bouche d'échappement résiduel en sortie. Thus, an improved cooling of this second zone makes it possible to effectively reduce the level of residual exhaust mouth noise at the outlet.
D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de la ligne d'échappement selon l'invention sont les suivantes: - les moyens de refroidissement comprennent des ailettes disposées sur la conduite de circulation des gaz d'échappement. Ces ailettes permettent d'augmenter les échanges thermiques en augmentant la surface d'échange. Other non-limiting and advantageous features of the exhaust line according to the invention are the following: the cooling means comprise fins disposed on the exhaust gas circulation pipe. These fins make it possible to increase heat exchange by increasing the exchange surface.
lesdites ailettes peuvent être des ailettes axiales. said fins may be axial fins.
lesdites ailettes peuvent être des ailettes en spirales. said fins may be spiral fins.
les moyens de refroidissement comprennent des profils aérodynamiques de type déflecteurs d'air répartis le long de la ligne d'échappement. Ces profils favorisent au maximum l'écoulement de l'air ambiant le long de ladite ligne d'échappement. the cooling means comprise aerodynamic air deflector type profiles distributed along the exhaust line. These profiles maximize the flow of ambient air along said exhaust line.
- les moyens de refroidissement comprennent un échangeur thermique équipant le ou les volume(s). Le refroidissement s'effectue au sein même du ou des volumes. the cooling means comprise a heat exchanger equipping the volume (s). Cooling takes place within the volume (s).
L'invention concerne également un véhicule automobile à moteur à combustion interne qui comprend une ligne d'échappement telle que décrite ci-dessus. The invention also relates to a motor vehicle with an internal combustion engine which comprises an exhaust line as described above.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION DETAILED DESCRIPTION OF AN EXEMPLARY EMBODIMENT
La description qui va suivre en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. The following description with reference to the accompanying drawings given as non-limiting examples, will make it clear what the invention is and how it can be achieved.
Sur les dessins annexés: -la figure 1 est un schéma de principe d'un moteur suralimenté et d'une ligne d'échappement selon l'invention; - la figure 2 est un schéma de principe d'un moteur atmosphérique et d'une ligne d'échappement selon l'invention; - la figure 3A est une vue en perspective d'une conduite de circulation des gaz d'échappement d'un premier mode de réalisation de la ligne d'échappement selon l'invention; la figure 3B est une vue de face de la conduite de circulation des gaz d'échappement de la figure 3A; - la figure 3C est une vue de coté de la conduite de circulation des gaz d'échappement d'un deuxième mode de réalisation de la ligne d'échappement selon l'invention; - la figure 4 est un schéma synoptique illustrant un troisième mode de réalisation de la ligne d'échappement selon l'invention; - la figure 5 est une vue schématique en perspective d'un quatrième mode de réalisation de la ligne d'échappement selon l'invention; -la figure 6 est un graphique présentant la pression à l'échappement en fonction de l'angle du vilebrequin d'un véhicule automobile à moteur à combustion interne équipé ou non d'une ligne d'échappement selon l'invention; -la figure 7 est un ensemble de quatre graphiques présentant le bruit à l'échappement et des harmoniques de ce bruit en fonction du régime du moteur à combustion interne d'un véhicule automobile équipé ou non d'une ligne d'échappement selon l'invention; -la figure 8 est un ensemble de trois graphiques présentant les performances du moteur à combustion d'un véhicule automobile équipé ou non d'une ligne d'échappement selon l'invention, en fonction du régime de ce moteur; Préliminairement, on notera que d'une figure à l'autre, les éléments identiques ou similaires des différents modes de réalisation de l'invention seront, dans la mesure du possible, référencés par les mêmes signes de références et ne seront pas décrits à chaque fois. In the accompanying drawings: FIG. 1 is a schematic diagram of a supercharged engine and an exhaust line according to the invention; FIG. 2 is a schematic diagram of an atmospheric engine and an exhaust line according to the invention; FIG. 3A is a perspective view of an exhaust gas flow line of a first embodiment of the exhaust line according to the invention; Figure 3B is a front view of the exhaust gas flow line of Figure 3A; - Figure 3C is a side view of the exhaust gas flow line of a second embodiment of the exhaust line according to the invention; FIG. 4 is a block diagram illustrating a third embodiment of the exhaust line according to the invention; - Figure 5 is a schematic perspective view of a fourth embodiment of the exhaust line according to the invention; FIG. 6 is a graph showing the exhaust pressure as a function of the crankshaft angle of a motor vehicle with an internal combustion engine equipped or not with an exhaust line according to the invention; FIG. 7 is a set of four graphs showing the noise at the exhaust and the harmonics of this noise as a function of the speed of the internal combustion engine of a motor vehicle equipped or not with an exhaust line according to FIG. invention; FIG 8 is a set of three graphs showing the performance of the combustion engine of a motor vehicle with or without an exhaust line according to the invention, depending on the speed of the engine; Preliminarily, it will be noted that from one figure to another, the identical or similar elements of the different embodiments of the invention will, as far as possible, be referenced by the same reference signs and will not be described at each time. times.
Sur les figures 1 et 2, on a représenté, de manière schématique, la structure générale d'un moteur à combustion interne 10;10' et la ligne d'échappement 50, d'un véhicule automobile 1. FIGS. 1 and 2 show schematically the general structure of an internal combustion engine 10, 10 'and the exhaust line 50 of a motor vehicle 1.
Ce moteur comporte une chambre de combustion 11 pourvue ici de quatre cylindres 11A. Les cylindres 11A de la chambre de combustion 11 sont alimentés en air frais par un répartiteur d'admission 12 lui-même alimenté en air frais par une conduite d'admission 18. This engine comprises a combustion chamber 11 provided here with four cylinders 11A. The cylinders 11A of the combustion chamber 11 are supplied with fresh air by an intake distributor 12 itself supplied with fresh air by an intake duct 18.
Dans le cas d'un moteur suralimenté 10 (voir figure 1) la conduite d'admission 18 passe par un dispositif de suralimentation de type turbocompresseur 30. In the case of a supercharged engine 10 (see FIG. 1), the intake pipe 18 passes through a turbocharger-type supercharging device 30.
Un collecteur d'échappement 13 récupère les gaz d'échappement issus de la combustion. An exhaust manifold 13 recovers the exhaust gases from the combustion.
En sortie du collecteur d'échappement 13 se trouve une conduite d'évacuation 20 qui envoie les gaz d'échappement vers un convertisseur catalytique 14. At the outlet of the exhaust manifold 13 is a discharge pipe 20 which sends the exhaust gas to a catalytic converter 14.
Dans le cas d'un moteur suralimenté 10 (voir figure 1) la conduite d'évacuation 20 passe également par le dispositif de suralimentation de type turbocompresseur 30. In the case of a supercharged engine 10 (see FIG. 1), the exhaust pipe 20 also passes through the turbocharger-type supercharging device 30.
Les gaz d'échappement sont ensuite traités par le convertisseur catalytique 14. The exhaust gases are then treated by the catalytic converter 14.
En effet ces gaz d'échappement contiennent des substances polluantes, telles que les oxydes d'azote (Nox), les hydrocarbures imbrûlés (HC), le monoxyde de carbone (CO), qu'il est nécessaire de traiter avant de les évacuer dans l'atmosphère. Indeed these exhaust gases contain pollutants, such as nitrogen oxides (NOx), unburned hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), it is necessary to treat before evacuating them in the atmosphere.
Le convertisseur catalytique 14 permet d'oxyder les molécules 30 réductrices que sont le monoxyde de carbone (CO) et les hydrocarbures imbrûlés (HC). The catalytic converter 14 makes it possible to oxidize the reducing molecules that are carbon monoxide (CO) and unburned hydrocarbons (HC).
Puis, il est prévu une ligne d'échappement 50 qui s'étend entre la sortie du convertisseur catalytique 14 et la sortie vers l'atmosphère 17. Then, there is provided an exhaust line 50 which extends between the output of the catalytic converter 14 and the outlet to the atmosphere 17.
Cette ligne d'échappement 50 comprend une conduite de circulation des gaz d'échappement 40 et au moins un volume traversé par ladite conduite de circulation des gaz d'échappement. This exhaust line 50 comprises an exhaust gas circulation pipe 40 and at least one volume through which said exhaust gas circulation pipe.
Ici, comme le montrent les figures 1 et 2, il est prévu dans la ligne 5 d'échappement 50 deux volumes 15 et 16 successifs. Here, as shown in Figures 1 and 2, there are provided in the exhaust line 50 two volumes 15 and 16 successive.
Le premier volume est un pot de détente 15 et le second volume est un silencieux 16. The first volume is an expansion pot 15 and the second volume is a muffler 16.
Le pot de détente 15 traite les amplitudes de la pression des gaz d'échappement, tandis que le silencieux traite principalement les fréquences de ces pulsations de pression, c'est-à-dire les bruits de bouche d'échappement. The expansion vessel 15 processes the amplitudes of the pressure of the exhaust gases, while the muffler mainly processes the frequencies of these pressure pulsations, that is to say the sounds of exhaust mouth.
Cette ligne d'échappement 50 comprend ainsi deux zones, la première zone 51 est comprise entre la sortie du convertisseur catalytique 14 et l'entrée du pot de détente 15 et la deuxième zone 52 est comprise entre l'entrée du pot de détente 15 et la sortie 17. Cette deuxième zone incorpore aussi le silencieux 16. This exhaust line 50 thus comprises two zones, the first zone 51 is between the output of the catalytic converter 14 and the inlet of the expansion vessel 15 and the second zone 52 is between the inlet of the expansion vessel 15 and the exit 17. This second zone also incorporates the muffler 16.
Avantageusement, selon l'invention, la ligne d'échappement 50 est équipée de moyens de refroidissement 60. Advantageously, according to the invention, the exhaust line 50 is equipped with cooling means 60.
Selon un premier mode de réalisation représenté sur les figures 3A et 3B, ces moyens de refroidissement 60 peuvent être des ailettes longitudinales 61 ou, comme le montre la figure 3C, des ailettes hélicoïdales 62 disposées sur la conduite de circulation des gaz d'échappement 40 de la ligne d'échappement. According to a first embodiment shown in FIGS. 3A and 3B, these cooling means 60 may be longitudinal fins 61 or, as shown in FIG. 3C, helical fins 62 arranged on the exhaust gas circulation line 40. of the exhaust line.
Ces ailettes permettent d'augmenter les échanges thermiques, entre les gaz d'échappement et l'air extérieur autour de la dite conduite de circulation, en augmentant la surface d'échange. These fins make it possible to increase the heat exchange, between the exhaust gas and the outside air around the said circulation pipe, by increasing the exchange surface.
On peut prévoir selon l'invention que seule la conduite de circulation des gaz d'échappement 40 de la première zone 51 ou de la deuxième zone 52 soit équipée desdites ailettes 61;62. On peut aussi envisager que la conduite de circulation des gaz d'échappement 40 des deux zones 51;52 soit pourvue desdites ailettes 61;62. It can be provided according to the invention that only the exhaust gas flow line 40 of the first zone 51 or the second zone 52 is equipped with said fins 61; 62. It may also be envisaged that the exhaust gas flow line 40 of the two zones 51, 52 is provided with said fins 61;
La figure 4 montre un autre mode de réalisation des moyens de 30 refroidissement 60 selon lequel ils comprennent des profils aérodynamiques 63 répartis le long de la ligne d'échappement 50 située sous le plancher 3 du véhicule 1, entre les roues 2 avant et arrière. FIG. 4 shows another embodiment of the cooling means 60 according to which they comprise aerodynamic profiles 63 distributed along the exhaust line 50 situated under the floor 3 of the vehicle 1, between the front and rear wheels 2.
Les profils aérodynamiques 63 sont par exemple des déflecteurs d'air qui favorisent au maximum l'écoulement de l'air ambiant le long de ladite ligne d'échappement 50. The aerodynamic profiles 63 are for example air deflectors that maximize the flow of ambient air along said exhaust line 50.
Sur la figure 5 on a représenté un autre mode de réalisation des moyens de refroidissement 60 selon lequel il est prévu un échangeur thermique 64 pour un volume 15;16 de la ligne d'échappement 50. Cet échangeur thermique 64 peut être de type échangeur de chaleur. Dans ce cas, le refroidissement s'effectue au sein même dudit volume 15;16, l'air ambiant extérieur 70 étant forcé de passer dans ce dernier. FIG. 5 shows another embodiment of the cooling means 60 in which a heat exchanger 64 is provided for a volume 15, 16 of the exhaust line 50. This heat exchanger 64 may be of the heat exchanger type. heat. In this case, the cooling takes place within said volume 15; 16, the outside ambient air 70 being forced to pass into the latter.
La figure 6 représente les courbes de la pression instantanée à l'échappement en sortie d'un moteur suralimenté, en fonction de l'angle du vilebrequin du moteur dont la ligne d'échappement est équipée ou non des moyens de refroidissement dans la première zone de ladite ligne d'échappement. FIG. 6 represents the curves of the instantaneous exhaust pressure at the outlet of a supercharged engine, as a function of the engine crankshaft angle whose exhaust line is equipped or not with cooling means in the first zone. of said exhaust line.
Comme on peut le voir sur cette figure, en l'absence de moyens de refroidissement de la première zone, la température de la ligne d'échappement est de l'ordre de 600 C. En sortie de moteur, la courbe en trait plein montre que les amplitudes ou variations de pression instantanée peuvent atteindre des valeurs importantes de l'ordre de 600 mbar avec des valeurs de pression instantanée proches de 1500 mbar. As can be seen in this figure, in the absence of cooling means of the first zone, the temperature of the exhaust line is of the order of 600 C. At the engine output, the solid curve shows that the amplitudes or instantaneous pressure variations can reach important values of the order of 600 mbar with instantaneous pressure values close to 1500 mbar.
Les pulsations de pression des gaz d'échappement à la sortie du moteur ont une forte amplitude. Cette amplitude diminue tout au long de la ligne d'échappement et plus particulièrement au passage du convertisseur catalytique et de chaque volume de la ligne d'échappement. Le premier volume traversé par les gaz d'échappement en sortie du collecteur d'échappement du moteur est le convertisseur catalytique situé en amont de la ligne d'échappement. The pressure pulsations of the exhaust gases at the output of the engine have a high amplitude. This amplitude decreases throughout the exhaust line and more particularly to the passage of the catalytic converter and each volume of the exhaust line. The first volume through which the exhaust gases exit the exhaust manifold of the engine is the catalytic converter located upstream of the exhaust line.
Lorsqu'on met en place, selon l'invention, des moyens de refroidissement 60 dans la première zone 51 de la ligne d'échappement 50 permettant d'obtenir un refroidissement de 100 C, on observe sur la courbe en pointillés de la figure 6 que les pulsations de pression des gaz d'échappement à la sortie du moteur 10;10' diminuent de 150 mbar. When, in accordance with the invention, cooling means 60 are installed in the first zone 51 of the exhaust line 50 making it possible to obtain a cooling of 100 ° C., the dashed curve of FIG. the pressure pulsations of the exhaust gases at the output of the engine 10, 10 'decrease by 150 mbar.
Sur le premier graphique de la figure 7, on a représenté des courbes de variation du bruit de bouche d'échappement d'un moteur suralimenté dont la première zone de la ligne d'échappement est équipée ou non de moyens de refroidissement, en fonction du régime de ce moteur. In the first graph of FIG. 7, curves of variation of the exhaust mouth noise of a supercharged engine whose first zone of the exhaust line is equipped with or without cooling means are shown, as a function of regime of this engine.
Ainsi, on observe sur ce graphique que grâce à l'invention, une amélioration de refroidissement de 100 C de la première zone 51 de la ligne d'échappement 50 permet (comme le montre la courbe en pointillés du premier graphique de la figure 7) de baisser le niveau de bruit de bouche d'échappement à la sortie 17. Cette baisse du niveau de bruit de bouche d'échappement est la conséquence d'une diminution de l'amplitude des variations de pressions à l'échappement. La baisse de bruit en sortie de ligne d'échappement obtenue est d'environ 3 à 5 dB, une diminution de 3 dB correspondant à une amplitude de pulsation de pression réduite de moitié. Thus, it can be seen from this graph that, thanks to the invention, a cooling improvement of 100 C in the first zone 51 of the exhaust line 50 makes it possible (as shown by the dashed line of the first graph of FIG. 7) to lower the exhaust noise level at the outlet 17. This decrease in the exhaust noise level is the consequence of a decrease in the amplitude of the exhaust pressure variations. The noise loss at the exit of exhaust line obtained is about 3 to 5 dB, a decrease of 3 dB corresponding to a pressure pulse amplitude reduced by half.
Cette baisse du niveau de bruit de bouche d'échappement est confirmée sur les trois derniers graphiques de la figure 7 représentant trois harmoniques de ce bruit en fonction du régime du moteur. La superposition de tous les harmoniques constitue le bruit. Il est donc cohérent d'observer une diminution de la valeur de ces harmoniques comme l'illustre les courbes en pointillés. This decrease in the exhaust noise level is confirmed on the last three graphs of Figure 7 representing three harmonics of this noise according to engine speed. The superposition of all the harmonics constitutes the noise. It is therefore consistent to observe a decrease in the value of these harmonics as illustrated by the dashed lines.
Sur la figure 8, on a représenté le couple du moteur, le remplissage en gaz frais des cylindres et la proportion des gaz brûlés résiduels, en fonction du régime d'un moteur suralimenté dont la première zone de la ligne d'échappement est équipée ou non de moyens de refroidissement. FIG. 8 shows the engine torque, the fresh gas filling of the cylinders and the proportion of the residual burnt gases, as a function of the speed of a supercharged engine whose first zone of the exhaust line is equipped with no cooling means.
On observe sur cette figure 8 que grâce aux moyens de refroidissement selon l'invention, une amélioration de refroidissement de 100 C de la première zone 51 permet (comme le montre les courbes en pointillés) d'augmenter le couple et d'avoir un taux de remplissage des cylindres en gaz frais plus important tandis que la proportion des gaz brûlés résiduels par rapport à ceux évacués diminue. FIG. 8 shows that, thanks to the cooling means according to the invention, a cooling improvement of 100 C in the first zone 51 makes it possible (as shown by the dotted curves) to increase the torque and to have a rate filling cylinders with more fresh gas while the proportion of residual burnt gases compared to those evacuated decreases.
Ainsi, selon l'invention, les moyens de refroidissements 60 de la première zone de la ligne d'échappement 50 permettent une meilleure vidange de la chambre de combustion 11 et donc des gains de l'ordre de 3 N.m à un régime moteur de 3000 tr/min. Thus, according to the invention, the cooling means 60 of the first zone of the exhaust line 50 allow a better emptying of the combustion chamber 11 and thus gains of the order of 3 Nm at an engine speed of 3000 rev / min.
Les performances du moteur suralimenté 10, fonction du couple, du taux de remplissage et de la proportion des gaz brûlés résiduels, sont donc améliorées. The performance of the supercharged engine 10, which is a function of the torque, the filling ratio and the proportion of residual flue gases, are thus improved.
Ces gains sont en général plus importants sur moteur suralimenté 10 que sur moteur atmosphérique 10'. En effet, la turbine du turbocompresseur 30 permet un rapport de détente important. Ce rapport de détente important augmente les performances dudit moteur.. These gains are generally greater on supercharged engine 10 than on atmospheric engine 10 '. Indeed, the turbine of the turbocharger 30 allows a significant relaxation ratio. This important relaxation ratio increases the performance of said engine.
Afin de diminuer encore l'amplitude des variations de pression des gaz d'échappement après le passage par le convertisseur catalytique et la première zone de la ligne d'échappement 50, on utilise un pot détente 15 en entrée de la deuxième zone 52 de la ligne d'échappement 50. In order to further reduce the amplitude of the variations in the pressure of the exhaust gases after passing through the catalytic converter and the first zone of the exhaust line 50, an expansion valve 15 is used at the inlet of the second zone 52 of the exhaust line 50.
Au delà du pot de détente 15, les variations de pressions ne sont plus suffisantes pour avoir un rôle significatif sur les performances du moteur 10;10'. Elles ne génèrent plus que du bruit qui est traité dans la deuxième zone 52 de la ligne d'échappement 50. Beyond the expansion chamber 15, the pressure variations are no longer sufficient to have a significant role on the performance of the engine 10; 10 '. They only generate noise that is processed in the second zone 52 of the exhaust line 50.
Selon l'invention, les moyens de refroidissements 60 de la deuxième zone 52 de la ligne d'échappement 50 permettent alors de réduire encore les amplitudes des pulsations de pression issues de la première zone 51. According to the invention, the cooling means 60 of the second zone 52 of the exhaust line 50 then make it possible to further reduce the amplitudes of the pressure pulsations coming from the first zone 51.
Ainsi le niveau sonore, en sortie de ladite ligne d'échappement vers l'atmosphère, résultant des ondes de pression traitées selon l'invention, est diminué efficacement de manière à respecter la réglementation mise en place. Thus, the sound level, at the outlet of said exhaust line to the atmosphere, resulting from the pressure waves treated according to the invention, is effectively reduced so as to comply with the regulations put in place.
La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. The present invention is not limited to the embodiments described and shown, but the skilled person will be able to make any variant within his mind.
Claims (9)
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FR0412784A FR2878895A1 (en) | 2004-12-02 | 2004-12-02 | Exhaust line for motor vehicle, has exhaust gas cooling unit disposed between outlet of catalytic converter and outlet towards atmosphere, and comprising longitudinal or helical blades disposed on exhaust gas circulation conduit |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3477227A (en) * | 1968-03-05 | 1969-11-11 | Bruno Bettega | Anti-air pollution device for internal combustion engines |
JPS59176414A (en) * | 1983-03-28 | 1984-10-05 | Kazuhiko Ida | Construction of exhaust passage of automobile |
WO1989004915A2 (en) * | 1987-11-17 | 1989-06-01 | Yamato Kogyo Company, Limited | Automotive exhaust system with resin muffler associated with exhaust gas cooling system |
EP1136667A2 (en) * | 2000-03-22 | 2001-09-26 | Zeuna-Stärker Gmbh & Co Kg | Air- cooled exhaust gas cooler for vehicle with combustion engine |
-
2004
- 2004-12-02 FR FR0412784A patent/FR2878895A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3477227A (en) * | 1968-03-05 | 1969-11-11 | Bruno Bettega | Anti-air pollution device for internal combustion engines |
JPS59176414A (en) * | 1983-03-28 | 1984-10-05 | Kazuhiko Ida | Construction of exhaust passage of automobile |
WO1989004915A2 (en) * | 1987-11-17 | 1989-06-01 | Yamato Kogyo Company, Limited | Automotive exhaust system with resin muffler associated with exhaust gas cooling system |
EP1136667A2 (en) * | 2000-03-22 | 2001-09-26 | Zeuna-Stärker Gmbh & Co Kg | Air- cooled exhaust gas cooler for vehicle with combustion engine |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 034 (M - 357) 14 February 1985 (1985-02-14) * |
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