FR2997129A1 - Volume d'echappement hybride, ligne d'echappement et vehicule equipes d'un tel volume - Google Patents

Volume d'echappement hybride, ligne d'echappement et vehicule equipes d'un tel volume Download PDF

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Abstract

Le volume d'échappement (11) comprend une enceinte (19) ayant : - une demi-coque (20) en métal; - une demi-coque (21) en matière plastique; - une liaison étanche (23) des parois latérales (23, 33) des demi-coques l'une à l'autre. Le volume d'échappement (11) comprend en outre : - une cloison interne (37), divisant l'enceinte (11) en une chambre chaude (39) et une chambre froide (41); - une couche d'isolant thermique (43) s'étendant au moins de part et d'autre de la cloison interne (37).

Description

Volume d'échappement hybride, ligne d'échappement et véhicule équipés d'un tel volume L'invention concerne en général les lignes d'échappement de véhicule. Plus précisément, l'invention concerne selon un premier aspect un volume d'échappement du type comprenant une enceinte ayant au moins une entrée de gaz d'échappement et une sortie de gaz d'échappement. Un tel volume est typiquement réalisé en métal. Ceci est le cas notamment des silencieux qui équipent les lignes d'échappement. Un souci constant des constructeurs automobiles est de réduire le poids des équipements et leur coût. Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un volume d'échappement qui soit plus léger et moins coûteux. A cette fin, l'invention porte, selon un premier aspect, sur un volume d'échappement du type précité, caractérisé en ce que l'enceinte comprend : - une première demi-coque en métal, comprenant un premier fond et une première paroi latérale délimitant une première ouverture opposée au premier fond ; - une seconde demi-coque en matière plastique, comprenant un second fond et une seconde paroi latérale délimitant une seconde ouverture opposée au second fond ; - une liaison étanche des première et seconde parois latérales l'une à l'autre ; le volume d'échappement comprenant en outre : - une cloison interne, divisant l'enceinte en une chambre chaude s'étendant entre le premier fond et la cloison interne et une chambre froide s'étendant entre le second fond et la cloison interne, l'entrée et la sortie étant ménagée dans la première demi-coque et débouchant dans la chambre chaude ; - une couche d'isolant thermique, disposée à l'intérieure de l'enceinte, au moins contre la première paroi latérale, et s'étendant au moins de part et d'autre de la cloison interne. Du fait que la seconde demi-coque est en matière plastique, le volume d'échappement est allégé. Il est également moins coûteux. La seconde demi-coque est en effet réalisée dans un matériau moins coûteux et plus facile à mettre en forme que le métal. L'utilisation d'une demi-coque en matière plastique est rendue possible par le fait que l'entrée et la sortie débouchent dans la chambre chaude, et non dans la chambre froide, située du côté de la demi-coque en matière plastique. Ainsi, les gaz d'échappement circulent essentiellement dans la chambre chaude.
La cloison interne limite la circulation des gaz d'échappement vers la chambre froide. Par ailleurs, la couche d'isolant thermique isole la première paroi latérale, métallique, des gaz d'échappement et des cloisons internes. De ce fait, la transmission de chaleur par convection et rayonnement des gaz est fortement réduite. Il reste la conduction vers cette première paroi latérale via la première demi-coque, notamment le premier fond. Toutefois, la faible épaisseur et la longueur suffisante de la première paroi latérale permet de dissiper la chaleur vers l'extérieur, et ainsi la transmission par conduction vers la seconde paroi latérale se trouve de ce fait très limitée.
De plus, la couche d'isolant thermique s'étend au-delà de la cloison interne. Ainsi, la seconde demi-coque en matière plastique est protégée du rayonnement thermique émis par la cloison interne. L'ensemble de ces dispositions fait que les transferts thermiques de chaleur vers la seconde demi-coque en matière plastique sont limités, la seconde demi-coque restant à une température modérée. Il est donc possible d'utiliser une matière plastique adaptée pour cette seconde demi-coque. Ainsi, l'ensemble de la paroi extérieure de l'enceinte est maintenu à une température modérée. Ceci est avantageux, car il n'est pas nécessaire de prévoir un écran thermique entre la caisse et le volume d'échappement, ou entre les autres équipements du véhicule et le volume d'échappement. Au cas où il serait quand même nécessaire de prévoir un écran thermique, celui-ci pourra être moins efficace ou de taille réduite, donc plus économique et plus léger. Cet effet avantageux est lié aussi au fait que la demi-coque en plastique dégage un rayonnement thermique plus faible, pour une température donnée, qu'une demi-coque en métal.
Le volume d'échappement est typiquement un silencieux de ligne d'échappement. En variante, le volume d'échappement est un autre équipement de la ligne d'échappement, par exemple un filtre à particules, un catalyseur d'oxydation ou de réduction, ou tout autre équipement, en particulier un générateur de bruit tel qu'un haut-parleur afin de réaliser de l'anti-bruit ou de la coloration acoustique, lequel requiert également des conditions de température très limitées. En tout état de cause, ce volume d'échappement est typiquement situé dans la partie froide de la ligne d'échappement, c'est-à-dire en aval d'un élément de la ligne formant découpleur. La première demi-coque est réalisée en tout métal adapté à la température des gaz d'échappement. Par exemple, elle est réalisée en acier.
En variante, elle est réalisée en titane ou en un alliage de titane.
La seconde demi-coque est réalisée en toute matière plastique adaptée à la température des gaz d'échappement. Par exemple, elle est réalisée en un plastique thermodurcisseur ou thermoplastique tel que polyamide, ou un matériau composite chargé en fibres ou non, en un silicone, en PEEK, etc. Elle intègre par exemple des inserts ou des renforts, pour l'accrochage au véhicule. Les première et seconde demi-coques sont concaves, de concavités tournées l'une vers l'autre. Les première et seconde ouvertures sont placées en coïncidence l'une avec l'autre. Elles sont délimitées par des bords libres des première et seconde parois latérales liés l'un à l'autre par la liaison étanche. Ces bords libres ont typiquement la même forme. En variante, l'enceinte peut comporter une virole intercalée entre les première et seconde demi-coques. Il est possible de fabriquer facilement des secondes demi-coques en matière plastique ayant toutes sortes de formes, même complexes. On peut ainsi facilement adapter la forme du volume à l'espace prévu pour le recevoir, notamment quand celui-ci est irrégulier. La seconde demi-coque peut ainsi avoir un volume plus grand, ou être optimisée pour améliorer l'aérodynamique du véhicule, voire intégrer un dispositif aérodynamique tel qu'un déflecteur. La cloison interne est typiquement une cloison métallique. Elle est logée soit à l'intérieur de la première demi-coque, soit à l'intérieur de la seconde demi-coque. De préférence, il n'existe pas de liaison directe entre la cloison interne et l'enceinte, de manière à ne pas former de pont thermique favorisant les transferts de chaleur vers la première ou la seconde demi-coque. Typiquement, la cloison interne est sensiblement parallèle aux premier et second fonds. La chambre chaude est délimitée par le premier fond, par la cloison interne, par au moins une partie de la première paroi latérale, et dans certains cas par un tronçon de la seconde paroi latérale. Dans ce cas, ledit tronçon est protégé des gaz d'échappement par la couche d'isolant thermique.
La chambre froide est délimitée par le second fond, par la cloison interne, par au moins une partie de la seconde paroi latérale, et éventuellement par un tronçon d'extrémité de la première paroi latérale. Dans ce cas, ce tronçon d'extrémité est de préférence recouvert par la couche d'isolant thermique. L'entrée et la sortie de gaz d'échappement sont typiquement ménagées dans le premier fond. En variante, l'entrée et/ou la sortie de gaz d'échappement sont ménagées dans la première paroi latérale.
L'entrée est raccordée fluidiquement à la partie amont de la ligne d'échappement. Les termes amont et aval sont entendus ici relativement au sens de circulation normal des gaz d'échappement. La sortie de gaz d'échappement est raccordée fluidiquement à l'aval de la ligne d'échappement, typiquement à une canule permettant de relarguer les gaz d'échappement dans l'atmosphère. L'entrée et/ou la sortie sont par exemple des orifices ménagés dans la première demi-coque et débouchant directement dans la chambre chaude. En variante, l'entrée et/ou la sortie sont des conduits traversant la première demi-coque et débouchant par un ou plusieurs orifices dans la chambre chaude.
La couche d'isolant thermique est réalisée par exemple en fibres de verre, de basalte, de céramique, etc. Cette couche est plaquée contre la première paroi latérale. La partie de la couche située, par rapport à la cloison interne, vers la chambre chaude permet d'isoler la première paroi latérale des gaz d'échappement. La partie de la couche d'isolant thermique s'étendant du côté de la chambre froide par rapport à la cloison interne permet d'isoler la seconde paroi latérale du rayonnement thermique émis par la cloison interne. Les gaz d'échappement, à l'entrée de la chambre chaude, présentent, par exemple une température maximale comprise entre 400°C et 500°C. La seconde demi-coque présente par exemple une température maximale inférieure à 200°C.
Le volume d'échappement peut encore présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considéré individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Selon un aspect de l'invention, la chambre froide est borgne et ne communique qu'avec la chambre chaude. En d'autre terme, il n'existe pas de sortie de gaz d'échappement à travers la seconde demi-coque en matière plastique, mettant en communication la chambre froide avec l'atmosphère. De ce fait, il n'existe pas de flux de gaz d'échappement traversant en permanence la chambre froide. Ceci contribue à limiter la température de la seconde demi-coque en matière plastique. Selon un autre aspect de l'invention, la cloison interne comporte un passage interne unique, mettant en communication la chambre froide et la chambre chaude. Ceci est le cas notamment quand le volume d'échappement est un silencieux à résonateur. Dans ce cas, il n'y a pas à proprement parler de circulation de gaz d'échappement entre la chambre froide et la chambre chaude à travers le passage interne. La chambre froide présente une pression interne variable, permettant d'atténuer les surpressions dans la chambre chaude qui sont issues de l'amont (dues aux ondes provenant du moteur), notamment sur le mode propre du résonateur constitué par la chambre froide associée au passage interne unique, appelé col de résonateur. Le passage interne unique est typiquement un conduit interne, débouchant d'un côté dans la chambre froide et de l'autre côté dans la chambre chaude. Les gaz d'échappement se déplacent le long de ce conduit interne, selon un mouvement de va et vient fonction des pressions respectives dans la chambre chaude et dans la chambre froide. Ainsi les gaz chauds ne peuvent pénétrer dans la chambre froide et n'y cèdent pas leurs calories. Selon un autre aspect de l'invention, la couche d'isolant thermique couvre toute la première paroi latérale. Ceci permet de limiter à l'extrême les transferts thermiques des gaz d'échappement vers la première paroi latérale, et donc les transferts thermiques par conduction à travers la première paroi latérale jusque dans la seconde paroi latérale. Selon un autre aspect de l'invention, la couche d'isolant thermique couvre au moins une partie de la seconde paroi latérale. Ceci est le cas typiquement quand la cloison interne est située dans la seconde demi-coque en matière plastique. Dans ce cas, la chambre chaude est délimitée par la partie de la seconde paroi latérale située entre la cloison interne et la seconde ouverture. Cette partie doit impérativement être protégée des gaz d'échappement. Quand la cloison interne est située dans la première demi-coque, il n'est pas nécessaire que la couche d'isolant thermique couvre une partie de la seconde paroi latérale.
Selon un aspect de l'invention, la couche d'isolant thermique forme un manchon tubulaire délimitant intérieurement un espace cylindrique, la cloison interne étant engagée dans l'espace cylindrique et obturant une section dudit espace cylindrique. En d'autres termes, un bord périphérique de la cloison interne est plaqué contre une face intérieure de la couche d'isolant thermique, de manière sensiblement étanche.
La cloison interne est sensiblement perpendiculaire à l'axe central du manchon tubulaire. La couche d'isolant thermique isole thermiquement l'enceinte de la cloison interne. La couche d'isolant thermique peut avoir toute sorte de section, notamment annulaire. Selon un autre aspect de l'invention, le volume d'échappement comprend une enveloppe intérieure ajourée, plaquée contre une face intérieure de la couche d'isolant thermique, ladite face intérieure étant tournée à l'opposée de la première paroi latérale. L'enveloppe intérieure ajourée maintient la couche d'isolant thermique plaquée contre la première paroi latérale et éventuellement contre la seconde paroi latérale. L'enveloppe intérieure est en un matériau métallique perforé. Elle est typiquement en acier. Les perforations permettent de limiter le poids de l'enveloppe intérieure. Ils permettent également de réduire la conduction thermique à travers l'enveloppe intérieure, depuis la chambre chaude vers la chambre froide. Par ailleurs, notamment quand le volume d'échappement est un silencieux, les gaz d'échappement peuvent pénétrer de manière limitée à l'intérieur de la couche d'isolant thermique, quand celle-ci est poreuse au gaz d'échappement. Dans ce cas, le volume occupé par la couche d'isolant thermique participe à l'atténuation acoustique. L'enveloppe intérieure comporte typiquement un tronçon tubulaire plaqué contre la face intérieure de la couche d'isolant thermique, prolongé par une collerette radiale, plaquée contre une tranche de la couche d'isolant thermique. La collerette s'étant radialement vers l'extérieure à partir du tronçon tubulaire. Elle est plaquée contre la tranche de la couche d'isolant thermique tourné vers la chambre chaude. Eventuellement, l'enveloppe intérieure comporte une seconde collerette, plaquée contre la tranche d'isolant thermique tournée vers la chambre froide. La ou les collerettes empêchent les fibres de s'échapper de la couche d'isolant thermique. Elles s'arrêtent à distance des première et/ou seconde parois latérales, de manière à limiter les transferts thermiques. Avantageusement, la cloison interne est rigidement fixée à l'enveloppe intérieure, par exemple par des points de soudure, par sertissage, etc. Selon un autre aspect de l'invention, la première demi-coque en métal est une coupelle emboutie. Un tel procédé de fabrication est particulièrement économique et adapté. En variante, elle est fluotournée, hydroformée, estampée,usinée etc.... Elle est typiquement venue de matière. En variante, elle est formée de plusieurs pièces distinctes, rapportées l'une sur l'autre, par exemple par soudage. La demi-coque en matière plastique est typiquement injectée, ou surmoulée ou fabriquée par tout autre procédé adapté.
Selon un autre aspect de l'invention, les première et seconde parois latérales présentent respectivement des première et seconde surfaces s'étendant en vis à vis l'une de l'autre, liées l'une à l'autre par la liaison étanche, la couche d'isolant thermique s'étendant au droit des première et seconde surfaces. Ainsi, la zone d'interface entre les première et seconde demi-coques est protégée thermiquement des gaz d'échappement. Ceci permet de limiter la fatigue thermique de la liaison. Ceci permet également de limiter les problèmes liés à la dilatation différentielle entre la paroi latérale en matière plastique et la paroi latérale en métal. La liaison s'étend sur un grand périmètre, contrairement aux solutions habituelles lorsqu'un conduit en acier doit pénétrer et traverser un volume en plastique. Cette grande longueur et la souplesse de la paroi associée, au-delà de son éloignement thermique, permet d'absorber plus facilement les défauts de forme de réalisation des deux pièces en vis-à vis, d'offrir plus d'élasticité pour le serrage nécessaire à l'étanchéité donc de réduire les contraintes dues à ce serrage, et enfin de réduire le niveau des contraintes mécaniques qui transitent par cette liaison ( chocs dus au roulage, efforts de sustentation de la ligne d'échappement), et donc de moins solliciter la matière plastique en terme de contraintes mécaniques. Selon une première variante de réalisation, la liaison étanche est un sertissage des première et seconde parois latérales l'une à l'autre, avec de préférence, interposition d'un joint d'étanchéité entre les première et seconde parois latérales. Ce joint d'étanchéité peut dans certains cas contribuer à la fonction de découplage thermique pour réduire la température de la zone de la paroi en plastique située en contact de serrage sur l'acier. Selon une seconde variante de réalisation, la liaison étanche comprend un collier de serrage de l'une des première et seconde parois latérales contre l'autre des première et seconde parois latérales, avec de préférence interposition d'un joint d'étanchéité entre les première et seconde parois latérales. Typiquement, le bord libre de la première paroi latérale métallique est engagé dans la seconde paroi latérale en matière plastique. Il porte un bourrelet en saillie radialement vers l'extérieur. Le collier est plaqué contre une surface externe de la seconde paroi latérale et presse celle-ci contre la première paroi latérale. Il est typiquement situé entre le bourrelet et le bord libre de la seconde paroi latérale. En variante, la première paroi latérale est placée autour de la seconde paroi latérale. En variante, les parois sont assemblées par collage haute température. Selon un second aspect, l'invention porte sur une ligne d'échappement de véhicule, allongée suivant une direction longitudinale du véhicule, comprenant un silencieux ayant les caractéristiques ci-dessus, et une canule d'échappement liée fluidiquement à la sortie de gaz d'échappement du silencieux, la canule ayant une partie terminale située en amont du train arrière, et dont l'orientation de sortie peut être transversale vers le côté du véhicule, ou directement vers le sol. Ceci permet de faire sortir les gaz d'échappement non pas à l'arrière du véhicule, mais légèrement devant les roues arrières, latéralement ou sous le véhicule. Le silencieux de l'invention est particulièrement bien adapté pour un tel agencement, puisque l'entrée et la sortie de gaz d'échappement sont portées par la même demi-coque. Le véhicule est typiquement un véhicule automobile, par exemple une voiture ou un camion. La canule d'échappement est l'organe par lequel les gaz d'échappement sont relargués dans l'atmosphère. Elle est généralement directement raccordée à la sortie de gaz d'échappement du silencieux, sans interposition d'autres équipements.
La direction longitudinale du véhicule est entendue ici comme correspondant à la direction de déplacement normale du véhicule. La direction transversale est perpendiculaire à la direction longitudinale et parallèle au plan de roulement. Selon un aspect de l'invention, l'enceinte présente un axe central sensiblement perpendiculaire aux premier et second fonds, d'orientation sensiblement transversale. En d'autres termes, le silencieux est agencé transversalement, les premier et second fonds étant tournés vers la droite et vers la gauche du véhicule. Selon un autre aspect de l'invention, la ligne d'échappement comprend un silencieux amont, intercalé en série dans la ligne d'échappement en amont du silencieux.
Une telle ligne d'échappement est particulièrement bien adaptée pour les véhicules équipés de moteur à essence. En variante, la ligne d'échappement comporte seulement le silencieux hybride, et ne comporte pas le silencieux amont. Selon un troisième aspect, l'invention porte sur un véhicule comprenant une ligne d'échappement ayant les caractéristiques ci-dessus, caractérisé en ce que le véhicule comprend deux roues avant et deux roues arrière, le silencieux étant situé, suivant une direction longitudinale, au niveau des roues arrière ou à l'avant des roues arrière. Ceci permet notamment de réduire la longueur des conduits d'échappement à l'arrière du véhicule. Ces conduits relient le silencieux à la canule. Il en résulte un gain de poids et un gain de coût.
Par ailleurs, la zone du véhicule située à l'arrière des roues arrière est libérée des contraintes liées à l'implantation du silencieux et des conduits d'échappement. Il est donc possible d'utiliser l'espace ainsi libéré pour agencer d'autres équipements, par exemple des batteries pour des véhicules hybrides, ou pour remodeler le châssis du véhicule en vue d'augmenter l'aérodynamisme.
Il est possible également de positionner la canule d'échappement de la même manière pour les véhicules diesel et les véhicules à essence, ce qui permet d'homogénéiser les véhicules d'une même plate-forme. Le fait de raccourcir les conduits d'échappement en aval du silencieux permet de maitriser plus facilement les résonnances. Par ailleurs, il n'est plus nécessaire d'implanter un écran thermique sous la zone arrière du véhicule, ce qui conduit à un gain de poids et à un gain de coût. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 est une représentation simplifiée, schématique, d'un véhicule équipé d'une ligne d'échappement conforme à l'invention ; - la figure 2 est une représentation schématique simplifiée du silencieux hybride métal/plastique de la figure 1 ; - la figure 3 est une représentation schématique de la liaison entre la demi-coque plastique et la demi-coque métal du silencieux de la figure 2, pour la variante de liaison par bridage ; - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3, pour une variante de liaison par collier ; et - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure1 montrant un autre agencement du silencieux hybride.
Le véhicule automobile 1, représenté schématiquement sur la figure 1, comporte entre autre, deux roues avant 3, deux roues arrières 5, et une ligne d'échappement 7 qui n'est que partiellement représentée. La ligne d'échappement 7 comporte un silencieux amont 9, un silencieux hybride 11 et une canule d'échappement 13, disposés en série, dans cet ordre, d'amont en aval. L'entrée de gaz d'échappement 15 du silencieux hybride est raccordée fluidiquement par un conduit au silencieux amont 9. La canule 13 est raccordée fluidiquement par un conduit à la sortie 17 de gaz d'échappement du silencieux hybride 11. La canule d'échappement 13 se termine par une partie 18 d'orientation transversale. Considéré suivant la direction longitudinale, la partie 18 se trouve immédiatement en avant des roues arrière 5.
Le silencieux hybride 11 est représenté de manière plus détaillée sur la figure 2. Le silencieux hybride 11 comporte une enceinte 19, ayant une première demi- coque 20 en métal, une seconde demi-coque 21 en matière plastique, et une liaison étanche 23 fixant les deux demi-coques l'une à l'autre. La première demi-coque 20 est en acier. Elle comprend un premier fond 25 et une première paroi latérale 27 solidaire du fond 25. La première paroi latérale 27 délimite une première ouverture 29 à l'opposé du fond 25. La première demi-coque 20 est typiquement une coupelle métallique, obtenue par emboutissage. Dans l'exemple représenté, le fond 25 est circulaire et la paroi latérale 27 cylindrique. La seconde demi-coque 21 est en un matériau plastique.
La seconde demi-coque 21 comporte un second fond 31 et une seconde paroi latérale 33 solidaire du second fond 31. La seconde paroi latérale 33 délimite à l'opposé du second fond une seconde ouverture 35. Les première et secondes ouvertures 29, 35 présentent sensiblement la même forme et sont placées en coïncidence l'une avec l'autre. Dans l'exemple représenté, le second fond 31 est circulaire et la seconde paroi latérale 33 est cylindrique. L'enceinte 19 présente ainsi un axe central X commun aux première et seconde demi-coques 20, 21.
Le silencieux hybride 11 comporte encore une cloison interne 37, divisant l'enceinte en une chambre chaude 39 s'étendant entre le premier fond 25 et la cloison interne 37 et une chambre froide 41 s'étendant entre le second fond 31 et la cloison interne 37, et une couche d'isolant thermique 43.
La couche d'isolant thermique 43 comporte des fibres d'isolation thermique, par exemple en fibres de verre, de basalte,de céramique, etc. Elle présente une épaisseur comprise entre 1 et 50 mm, de préférence entre 5 et 30 mm, et encore de préférence entre 10 et 20 mm. La couche d'isolant thermique 43 présente la forme d'un manchon cylindrique. Un premier tronçon 45 du manchon est engagé dans la première demi-coque. Un second tronçon 47 du manchon tubulaire, prolongeant axialement le tronçon 45, est engagé dans la seconde demi-coque 21. La couche d'isolant thermique 43 présente une face radialement externe 49 plaquée contre les première et seconde parois latérales 27, 33. Le premier tronçon 45 recouvre toute la seconde paroi latérale 27. En revanche, le second tronçon 49 ne recouvre qu'une partie d'extrémité de la seconde paroi latérale 33, opposée au fond 31. Une extrémité axiale 51 de la couche d'isolant thermique est reçue dans une nervure en creux 53, annulaire, ménagée à la périphérie du fond 25. Le silencieux hybride 11 comporte encore une enveloppe intérieure ajourée 55, plaquée contre une face radialement interne 57 de la couche d'isolant thermique 43.
L'enveloppe intérieure 55 est réalisée dans un matériau métallique perforé. Il est réalisé par exemple en acier inoxydable. Le taux de vide du matériau perforé est compris entre 5 et 50%. Plus précisément, l'enveloppe intérieure 55 comporte une virole cylindrique 59, plaquée contre la face intérieure 57, prolongée par une collerette 61 plaquée contre une tranche 63 de la couche d'isolant thermique 43. La tranche 63 délimite le second tronçon 47 de la couche d'isolant thermique vers le second fond 31. La collerette 61 s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe X, et prolonge la virole 59 radialement vers l'extérieur. Une extrémité axiale de la virole 59 opposée à la collerette 61 est engagée dans la rainure annulaire 53.
La cloison interne 37 est une coupelle métallique, pleine, portant un passage interne unique 65. Le passage interne 65 est un conduit traversant la coupelle 37. Il débouche par une première extrémité 67 dans la chambre chaude 39 et par une seconde extrémité 69, opposée à la première, dans la chambre froide 41. La cloison interne 37 est fixée par un bord périphérique externe 71 à la virole 59 de l'enveloppe intérieure ajourée. La cloison interne 37 est sensiblement perpendiculaire à l'axe central X. Elle est située à l'intérieur de la seconde demi-coque 21. Dans l'exemple représenté, elle a une forme de disque. L'entrée 15 et la sortie 17 de gaz d'échappement sont ménagées dans la première demi-coque 20, et plus précisément dans le fond 25.
L'entrée 15 comporte un tube 73 traversant le fond 25. Une première extrémité 75 de ce tube, situé à l'extérieur de l'enceinte 19, est raccordée à un conduit 77 reliant le silencieux hybride 11 au silencieux amont 9. Une seconde extrémité du tube 73 est située à l'intérieur de la chambre chaude 39 et débouche dans celle-ci. La sortie de gaz d'échappement 17 comporte un tube 81 traversant le fond 25. Une extrémité 83 de ce tube est située à l'extérieur de l'enceinte 19 et est raccordé à la canule 13. Une extrémité 85 du tube 81 est située à l'intérieur de la chambre chaude 39 et débouche dans celui-ci. Dans l'exemple représenté, l'enveloppe intérieure 55 comporte une entretoise 87 à laquelle sont fixées les extrémités 79 et 85. Elle s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe central X et est solidaire de la virole 59 par sa périphérie. Elle est ajourée.
Comme visible sur la figure 3, la liaison 23 des première et seconde parois latérales 27, 33 l'une à l'autre est un sertissage. Ainsi, la seconde paroi latérale 33 se prolonge par une collerette externe 89, s'inscrivant dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe central X. La première paroi latérale 27 présente elle aussi une collerette radialement externe 91 s'étendant exactement en vis-à-vis de la collerette 89.
Un joint d'étanchéité 93 est interposé entre les collerettes 89 et 91. La collerette 91 se prolonge à l'opposé de la seconde paroi latérale 27 par un bord 95 rabattu sur une face de la collerette 89 opposée au joint 93. Le bord 95 presse la collerette 89 vers la collerette 91, en écrasant le joint 93. Une variante de la liaison étanche 23 est illustrée sur la figure 4.
Dans cette variante, un tronçon d'extrémité annulaire 97 de la première paroi latérale 27 est engagé à l'intérieur d'un tronçon d'extrémité annulaire 99 de la seconde paroi latérale 33. Un bourrelet 101 est formé dans le tronçon 97 et fait saillie radialement vers l'extérieure du tronçon 101. Une gorge annulaire 103 est formée dans le tronçon 99 et forme une rainure en creux ouverte radialement vers l'intérieur du tronçon 99. Elle reçoit le bourrelet 101. Un collier 105 est placé autour d'une zone de bord 107 du tronçon 99. La zone de bord 107 s'étend depuis la gorge 103 jusqu'à un bord libre de la seconde paroi latérale 33. Le collier 105 est serré par tous moyens appropriés, de manière à solliciter la zone de bord 107 contre le tronçon 97, avec interposition d'un joint d'étanchéité 109.
Dans les deux cas, comme illustré sur la figure 2, la liaison 23 est située au droit de la couche d'isolant thermique 43, et est donc protégée thermiquement par celle-ci vis-à-vis des gaz d'échappement. Dans l'agencement illustré sur la figure 1, l'axe central X du silencieux hybride 11 est transversal. La figure 5 illustre un second agencement possible pour la ligne d'échappement 7, et plus particulièrement pour le silencieux hybride 11. Seuls les points par lequel ce second agencement se distingue du premier seront décrits ci-dessous. Sur la figure 5, le silencieux hybride 11 est agencé de telle sorte que son axe centrale C soit longitudinal, et non transversal. La seconde demi-coque 21 est placée vers l'arrière du véhicule, et la première demi-coque 20 vers l'avant du véhicule. La canule 13 est arquée, de telle sorte que sa partie terminale 18 s'étend transversalement, et est située à l'avant des roues arrière 5. En revanche, le silencieux hybride 11, et notamment la seconde demi-coque 21, se trouve longitudinalement au niveau des roues arrières 5.
Le fonctionnement du silencieux hybride 11 va maintenant être décrit. Les gaz d'échappement arrivant du silencieux amont 9 pénètrent dans le silencieux hybride 11 par l'entrée 15. Ils débouchent dans la chambre chaude 39. Ils s'expansent dans la chambre chaude 39. Du fait de la porosité de la couche d'isolant thermique 43, une petite quantité des gaz d'échappement peut pénétrer dans la couche 43. Une faible fraction des gaz d'échappement peut passer depuis la couche d'isolant 43 vers la chambre froide 41, à travers la tranche 63 notamment. Toutefois, cette fraction est beaucoup trop faible pour entretenir une circulation permanente de gaz d'échappement entre les chambres froide et chaude 41 et 39. En cas de surpression dans la chambre chaude 39, par rapport à la chambre froide 41, la colonne de gaz située dans le conduit 65 est comprimée, avec un déplacement du gaz vers la chambre froide 41. Cette colonne de gaz oscille ainsi le long du conduit 65, sans entretenir une circulation de gaz permanente entre les chambres chaude et froide 39 et 41. La liaison étanche 23 est protégée thermiquement des gaz d'échappement par la couche d'isolant thermique 43. De même, la première paroi latérale 27 et la seconde paroi latérale 33 sont protégées des transferts thermiques par conduction ou par rayonnement provenant des gaz d'échappement par la couche 43. La seconde paroi latérale 33 est également protégée du rayonnement thermique émis par la cloison interne 37 par la partie de la couche d'isolant 43 se prolongeant au-delà de la cloison interne 37, à l'intérieure de la chambre froide 41.
Les gaz d'échappement quittent la chambre chaude 39 par la sortie 17 et s'écoulent à travers la canule jusqu'à la partie terminale 18, qui les relargue dans l'atmosphère.5

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS1.- Volume d'échappement (11) comprenant une enceinte (19) ayant au moins une entrée (15) de gaz d'échappement et une sortie (17) de gaz d'échappement, caractérisé en ce que l'enceinte (19) comprend: - une première demi-coque (20) en métal, comprenant un premier fond (25) et une première paroi latérale (27) délimitant une première ouverture (29) opposée au premier fond (25) ; - une seconde demi-coque (21) en matière plastique, comprenant un second fond (31) et une seconde paroi latérale (33) délimitant une seconde ouverture (35) opposée au second fond (31) ; - une liaison étanche (23) des première et seconde parois latérales (23, 33) l'une à l'autre ; le volume d'échappement (11) comprenant en outre : - une cloison interne (37), divisant l'enceinte (11) en une chambre chaude (39) s'étendant entre le premier fond (25) et la cloison interne (37) et une chambre froide (41) s'étendant entre le second fond (31) et la cloison interne (25), l'entrée (15) et la sortie (17) étant ménagée dans la première demi-coque (25) et débouchant dans la chambre chaude (39); - une couche d'isolant thermique (43), disposée à l'intérieur de l'enceinte (11), au moins contre la première paroi latérale (27), et s'étendant au moins de part et d'autre de la cloison interne (37).
  2. 2.- Volume selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre froide (41) est borgne et ne communique qu'avec la chambre chaude (39).
  3. 3.- Volume selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la cloison interne (37) comporte un passage interne (65) unique, mettant en communication la chambre froide (39) et la chambre chaude (41).
  4. 4.- Volume selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'isolant thermique (43) couvre toute la première paroi latérale (27).
  5. 5.- Volume selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'isolant thermique (43) couvre au moins une partie de la seconde paroi latérale (33).
  6. 6.- Volume selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'isolant thermique (43) forme un manchon tubulaire délimitant intérieurement un espace cylindrique, la cloison interne (37) étant engagée dans l'espace cylindrique et obturant une section dudit espace cylindrique.
  7. 7.- Volume selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe intérieure ajourée (55), plaquée contre une face intérieure (57) de la couche d'isolant thermique (43), ladite face intérieure (57) étant tournée à l'opposée de la première paroi latérale (27).
  8. 8. - Volume selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première demi-coque en métal (20) est une coupelle emboutie.
  9. 9. - Volume selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les première et seconde parois latérales (28, 33) présentent respectivement des première et seconde surfaces (91, 89; 97, 107) s'étendant en vis-à-vis l'une de l'autre, liées l'une à l'autre par la liaison étanche (23), la couche d'isolant thermique (43) s'étendant au droit des première et seconde surfaces (91, 89; 97, 107).
  10. 10.- Volume selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison étanche (23) est un sertissage des première et seconde parois latérales (27, 33) l'une à l'autre ou un collage haute température.
  11. 11.- Volume selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la liaison étanche (23) comprend un collier (135) de serrage de l'une des première et seconde parois latérales (27, 33) contre l'autre des première et seconde parois latérales (27, 33).
  12. 12.- Ligne d'échappement (7) de véhicule, allongée suivant une direction longitudinale du véhicule, comprenant un volume d'échappement (11) selon l'une quelconque des revendications précédentes formant silencieux, et une canule d'échappement (13) liée fluidiquement à la sortie de gaz d'échappement (17) du silencieux (11), la canule (13) ayant une partie terminale (18) d'orientation transversale ou vers le sol.
  13. 13.- Ligne d'échappement selon la revendication 12, caractérisée en ce que l'enceinte (19) présente un axe central (C) sensiblement perpendiculaire aux premier et second fonds (25, 31), d'orientation sensiblement transversale.
  14. 14.- Ligne d'échappement selon la revendication 12 ou 13, caractérisée en ce qu'elle comprend un silencieux amont (9), intercalé en série dans la ligne d'échappement (7) en amont du silencieux (11).
  15. 15.- Véhicule (1) comprenant une ligne d'échappement (7) selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend deux roues avant (3) et deux roues arrière (5), le silencieux (11) étant situé, suivant une direction longitudinale, au niveau des roues arrière (5) ou à l'avant des roues arrière (5).35
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