FR3014481A3

FR3014481A3 - EXHAUST GAS OUTPUT DEVICE HAVING MEMBER LIMITATION MEANS

Info

Publication number: FR3014481A3
Application number: FR1362352A
Authority: FR
Inventors: Jerome Vaudable
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2015-06-12

Abstract

Dispositif (10) de sortie de gaz d'échappement provenant d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, comportant un conduit d'évacuation des gaz (22) présentant une portion amont (220) et une portion aval (222) comportant une portion formant silencieux (24) présentant des perforations (26), caractérisé en ce que le dispositif (10) de sortie de gaz d'échappement comporte, dans la portion amont (220) du conduit (22) et en entrée du système de silencieux (24), un moyen (28) de limitation de sons harmoniques susceptibles d'être produits à l'intérieur du système de silencieux (24), le moyen de limitation (28) étant constitué par une zone expansée (28) formée d'une pièce avec le conduit (22), de longueur délimitée et présentant un diamètre supérieur à celui du conduit (22).Apparatus (10) for exhaust gas output from an internal combustion engine of a motor vehicle, comprising a gas evacuation pipe (22) having an upstream portion (220) and a downstream portion (222) having a silencer portion (24) having perforations (26), characterized in that the exhaust gas outlet device (10) comprises, in the upstream portion (220) of the duct (22) and at the inlet of the silencer system (24), means (28) for limiting harmonic sounds which can be produced inside the muffler system (24), the limiting means (28) consisting of an expanded zone (28) formed of a piece with the duct (22) of delimited length and having a diameter greater than that of the duct (22).

Description

- 1 - Dispositif de sortie de qaz d'échappement comportant des moyens de limitation de sifflements L'invention concerne un dispositif de sortie de gaz d'échappement provenant d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, comportant un conduit d'évacuation des gaz présentant une portion amont et une portion aval comportant une portion formant silencieux présentant des perforations. Dans les dispositifs de sortie de gaz d'échappement, le système de silencieux permet de ralentir les gaz pour en diminuer le bruit.The invention relates to an exhaust gas outlet device from an internal combustion engine of a motor vehicle, comprising a discharge pipe of the exhaust gas gas having an upstream portion and a downstream portion having a silencer portion having perforations. In the exhaust gas outlet devices, the silencer system is used to slow down the gases to reduce the noise.

Cependant, tel que représenté à la figure 1, un dispositif de sortie de gaz d'échappement 10 comportant une portion 12 formant silencieux présentant des perforations 14, un sifflement peut se produire en raison de la vibration provoquée par l'écoulement tangentiel du gaz à la surface du conduit.However, as shown in FIG. 1, an exhaust gas outlet device 10 comprising a silencer portion 12 having perforations 14, a hissing sound can occur due to the vibration caused by the tangential flow of the gas at the surface of the duct.

Une solution décrite dans la publication FR-B1-2751375 consiste à prévoir en amont du silencieux un resserrement annulaire du conduit permettant de réduire le diamètre du conduit ou un décrochement formé par l'insertion du conduit aval perforé à l'intérieur du conduit amont de diamètre supérieur. Cependant la première solution a tendance à générer une perte de charge importante, appelée aussi contre-pression équivalente, en raison de la diminution du diamètre du conduit. Une perte de charge trop importante peut avoir des conséquences sur la performance et la consommation du moteur. La deuxième solution quant à elle présente l'inconvénient de nécessiter l'utilisation de plusieurs pièces distinctes. De plus, le système de limitation des sons harmoniques risque d'être peu efficace en raison de la faible différence de diamètre d'autant plus que la présence d'une arête vive en bout de tube amont risque de générer des sifflements supplémentaires.A solution described in the publication FR-B1-2751375 consists in providing upstream of the silencer an annular tightening of the duct making it possible to reduce the diameter of the duct or a recess formed by the insertion of the perforated downstream duct inside the upstream duct of the duct. greater diameter. However, the first solution tends to generate a significant loss of pressure, also called equivalent back pressure, due to the decrease in the diameter of the conduit. Excessive pressure loss can have an impact on engine performance and consumption. The second solution has the disadvantage of requiring the use of several separate parts. In addition, the system of limiting harmonic sounds may be inefficient because of the small difference in diameter especially as the presence of a sharp edge at the end of the upstream tube may generate additional whistles.

Afin de pallier ces inconvénients, l'invention a pour objet un dispositif de sortie de gaz d'échappement comportant un moyen de limitation - 2 - des sifflements générés dans le silencieux, qui soit à la fois efficace, simple et peu onéreux tout en évitant les pertes de charge. A cet effet, l'invention propose un dispositif de sortie de gaz d'échappement du type cité ci-dessus, caractérisé en ce que le dispositif (de sortie de gaz d'échappement comporte, dans la portion amont du conduit et en entrée du système de silencieux, un moyen de limitation de sons harmoniques susceptibles d'être produits à l'intérieur du système de silencieux, le moyen de limitation étant constitué par une zone expansée formée d'une pièce avec le conduit, de longueur délimitée et présentant un diamètre supérieur à celui du conduit. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - Le diamètre de la zone expansée est variable selon la longueur de la zone. - La forme de la zone expansée s'inscrit dans un tore. - Le profil de la paroi du conduit dans la zone expansée selon un plan médian présente deux pentes, la pente la plus forte se trouvant à proximité de la zone de silencieux.In order to overcome these drawbacks, the subject of the invention is an exhaust gas outlet device comprising a means of limiting the whistles generated in the silencer, which is at once effective, simple and inexpensive while avoiding the pressure drops. For this purpose, the invention proposes an exhaust gas outlet device of the type mentioned above, characterized in that the exhaust gas outlet device comprises, in the upstream portion of the duct and at the inlet of the silencer system, a means of limiting harmonic sounds that can be produced inside the silencer system, the limiting means being constituted by an expanded zone formed in one piece with the duct, of delimited length and presenting a diameter greater than that of the duct According to other characteristics of the invention: - The diameter of the expanded zone is variable according to the length of the zone - The shape of the expanded zone fits in a torus - The profile the wall of the duct in the expanded zone in a median plane has two slopes, the steepest slope being close to the silencer area.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'exemples de réalisation d'un dispositif de sortie de gaz d'échappement en référence aux dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de sortie de gaz d'échappement selon l'état de la technique comportant un volume acoustique. - La figure 2 est une vue schématique d'un dispositif d'échappement comportant un premier mode de réalisation d'un moyen de limitation des sifflements selon l'invention. - La figure 3 est une vue schématique d'un dispositif d'échappement comportant un deuxième mode de réalisation d'un moyen de limitation des sifflements selon l'invention. - 3 - Dans la description qui suit, nous prendrons à titre non limitatif une orientation longitudinale, verticale et transversale indiquée par le trièdre L,V,T des figures 1 à 3 Les termes amont et aval sont pris en référence au sens de circulation des gaz d'échappement. Des éléments identiques ou analogues sont désignés par les mêmes chiffres de référence. A l'exception des éléments spécifiques du poste de conduite, le véhicule présente une symétrie générale par rapport à un plan longitudinal médian. Tel que représenté aux figures 2 à 3, un dispositif 20 de sortie de gaz d'échappement en provenance d'un moteur à combustion interne (non représenté) comporte un conduit 22 d'évacuation des gaz de diamètre D1 présentant une portion amont 220 et une portion aval 222. Les gaz circulent dans le conduit 22 de l'amont vers l'aval selon le sens indiqué par les flèches F. La portion aval 222 forme un système de silencieux 24 permettant, grâce à des perforations 26 ménagées dans la paroi de la portion 20 aval 222 du conduit 22 de détendre les gaz. En entrée du système de silencieux 24, le dispositif 20 comporte, dans la portion amont 220, une zone expansée 28 dont la section est supérieure à celle du conduit 22. Tel que représenté à la figure 2, la zone expansée 28 présente une 25 section circulaire, le diamètre de la section étant supérieur à celui D1 du conduit 22 et étant variable suivant la longueur de la zone expansée 28, le diamètre maximal D2 se trouvant au centre de la zone expansée 28. La forme de la zone expansée 28 s'inscrit donc à l'intérieur d'un tore 30 dont l'axe passe par l'axe du conduit 22. Ce mode de réalisation présente l'avantage d'être simple à réaliser. - 4 - Tel que représenté à la figure 3, la zone expansée 28 présente une section circulaire de diamètre supérieur à celui du conduit 22 et variable selon la longueur de la zone expansée 28. Le profil de la paroi de la zone expansée 28 selon un plan médian passant par l'axe du conduit 22, présente deux pentes P1 et P2, la pente P2 se trouvant à proximité de la zone de silencieux 24 étant supérieure à la pente P1. La zone de jonction J des pentes P1 et P2 se trouve à une distance de 5 à 15 millimètres de la zone de silencieux 24.Other features and advantages of the invention will appear on reading the description of embodiments of an exhaust gas outlet device with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a diagrammatic view of an exhaust gas outlet device according to the state of the art comprising an acoustic volume. - Figure 2 is a schematic view of an exhaust device comprising a first embodiment of a whistle limiting means according to the invention. - Figure 3 is a schematic view of an exhaust device comprising a second embodiment of a whistle limiting means according to the invention. - 3 - In the following description, we will take a non-limiting longitudinal orientation, vertical and transverse indicated by the trihedron L, V, T of Figures 1 to 3 The terms upstream and downstream are taken with reference to the direction of movement of exhaust gas. Identical or similar elements are designated by the same reference numerals. With the exception of the specific elements of the driving position, the vehicle has a general symmetry with respect to a median longitudinal plane. As represented in FIGS. 2 to 3, an exhaust gas outlet device 20 originating from an internal combustion engine (not represented) comprises a duct 22 for evacuating the gases of diameter D1 having an upstream portion 220 and a downstream portion 222. The gases circulate in the conduit 22 from upstream to downstream in the direction indicated by the arrows F. The downstream portion 222 forms a muffler system 24 allowing, through perforations 26 formed in the wall of the downstream portion 222 of the conduit 22 to relax the gases. At the inlet of the silencer system 24, the device 20 comprises, in the upstream portion 220, an expanded zone 28 whose section is greater than that of the duct 22. As shown in FIG. 2, the expanded zone 28 has a section circular, the diameter of the section being greater than that D1 of the duct 22 and being variable along the length of the expanded zone 28, the maximum diameter D2 being at the center of the expanded zone 28. The shape of the expanded zone 28 is therefore inscribed inside a torus 30 whose axis passes through the axis of the conduit 22. This embodiment has the advantage of being simple to achieve. As shown in FIG. 3, the expanded zone 28 has a circular cross-section of diameter greater than that of the conduit 22 and varies according to the length of the expanded zone 28. The profile of the wall of the expanded zone 28 according to a median plane passing through the axis of the conduit 22, has two slopes P1 and P2, the slope P2 being close to the muffler zone 24 being greater than the slope P1. The junction zone J of the slopes P1 and P2 is at a distance of 5 to 15 millimeters from the muffler zone 24.

Le diamètre maximal D2 dans la zone expansée se trouve au niveau de la jonction J. Ce mode de réalisation présente l'avantage de permettre de réduire la longueur de la zone expansée 28 et ainsi de rendre le dispositif plus compact.The maximum diameter D2 in the expanded zone is at the junction J. This embodiment has the advantage of allowing to reduce the length of the expanded zone 28 and thus to make the device more compact.

Dans les deux modes de réalisation présentés, la zone expansée 28 forme une zone de turbulence. Ainsi dans la zone amont 220 du conduit 22, les gaz circulent selon une direction parallèle à l'axe du conduit 22 conformément à la flèche F1 puis dans la zone expansée 28.In both embodiments shown, the expanded zone 28 forms a turbulence zone. Thus, in the upstream zone 220 of the duct 22, the gases circulate in a direction parallel to the axis of the duct 22 in accordance with the arrow F1 and then in the expanded zone 28.

Dans la zone expansée 28, une partie des gaz va continuer à se déplacer selon le sens de la flèche F1 dans une zone localisée correspondant à l'axe du conduit 22, tandis qu'en dehors de cette zone centrale le flux est perturbé et se déplace selon le sens des flèches F2 de façon à ramener le flux vers le centre du conduit 22 ce qui permet dans la portion perforée du conduit, d'éviter que le flux de gaz ne s'écoule le long de la paroi et ne produise de sons harmoniques. Le dispositif de sortie de gaz d'échappement selon l'invention permet ainsi de réduire ou d'éviter les sons harmoniques dans la zone perforée de façon simple tout en ne nuisant pas à la performance moteur grâce au diamètre de la zone expansée qui est supérieure au diamètre du tube ce qui évite les pertes de charge.In the expanded zone 28, part of the gases will continue to move in the direction of the arrow F1 in a localized zone corresponding to the axis of the conduit 22, while outside this central zone the flow is disturbed and moves in the direction of the arrows F2 so as to bring the flow towards the center of the duct 22, which makes it possible in the perforated portion of the duct, to prevent the flow of gas from flowing along the wall and to produce harmonic sounds. The exhaust gas outlet device according to the invention thus makes it possible to reduce or avoid the harmonic sounds in the perforated zone in a simple manner while not impairing the engine performance thanks to the diameter of the expanded zone which is greater to the diameter of the tube which avoids losses.

Claims

CLAIMS1) Exhaust gas outlet device (10) from a motor vehicle internal combustion engine, comprising a gas evacuation duct (22) having an upstream portion (220) and a downstream portion (222) having a silencer portion (24) having perforations (26), characterized in that the exhaust gas outlet device (10) comprises in the upstream portion (220) of the duct (22) and at the inlet of the system of a silencer (24), means (28) for limiting harmonic sounds that can be produced inside the silencer system (24), the limiting means (28) consisting of an expanded zone (28) formed a piece with the conduit (22) of delimited length and having a diameter greater than that of the conduit (22).

2) exhaust gas outlet device (10) according to claim 1, characterized in that the diameter of the expanded zone (28) is variable along the length of the zone (28).

3) Exhaust gas outlet device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the shape of the expanded zone (28) is part of a torus axis corresponding to that of the conduit (22). ).

4) Apparatus for exhaust gas outlet (10) according to claim 1, characterized in that the profile of the wall of the duct (22) in the expanded zone (28) in a median plane has two slopes (P1, P2 ), the steepest slope (P2) being close to the muffler zone (24).