Brevet FR2431604A1 — publié le 19800215

La présen1.e invention se rapporte à un collent ur ration pour moteurs à combustion interne à pistons, avec suralien- tation par effet de résonance dans lequel, pour chaque groupe oe cylindres voisins, ayant des temps d'aspiration se succédant régulièrement, est prevu un tube de résonance dont l'extrémité ouverte débouche dans une chambre à pression équilibrée, ainsi qu'un volume de résonance auquel sont raccordés l'autre extrémité ouverte du tube de résonance et les canaux-d'admission du groupe de cylindres voisins. Il est connu d'utiliser les oscillations de la colonne de gaz présente dans les tubulures d'aspiration des moteurs à conbus- tion interne à pistons pour faire varier la quantité de gaz aspirée en fonction de la vitesse du moteur de sorte que, à la résonance, les oscillations engendrées par les temps d'aspiration dans la colonne de gaz augmentent le volume des gaz d'alimentation, comparativement à des colonnes non-oscillantes, tandis que, lorsque l'écart entre la fréquence d'excitation et la fréquence de résonance est suffisamment grand, le volume d'alimentation diminue. Par ailleurs, il est également connu (voir DE-PS 1 935 155) d'assurer la suralimentation par résonance des moteurs à combustion à six cylindres en ligne en prévoyant respectivement un tube de résonance et un volume de résonance pour chaque groupe de trois cylin- dres voisins.Dans cet agencement, l'une des extrémités ouvertes de chaque tube de résonance débouche dans une chambre à pression équi- librée, par exemple à l'air libre ou dans un réservoir faisant suite au filtre d'air ou encore dans un réservoir d'égalisation prévu du coté du refoulement d'un compresseur de suralimentation, cependant que l'autre extrémité ouverte de chaque tube de résonance débouche dans le volume de résonance correspondant auquel sont raccordés trois tubes d'aspiration qui aboutissent aux canaux d'admission du groupe correspondant de trois cylindres voisins0 Les dimensions du tube de résonance et du volume de résonance déterminent la fréquence propre dtoscillation de la colonne de gaz.C'est ainsi, par exemple, que pour fixer la fréquence de résonance propre dans le domaine des régimes inférieurs du moteur, ces qui est préférable quand il s'agit de moteurs à combustion interne alimentés par une turbine entraînée par les gaz d'échappewent, en raison de la forme plus avant çeuse de la courbe caractcristiaÜe des couples de rotation, on adopte pour le volume de résonance une capacité sùpérîeure 'a la moitié du volume de la cylindrée totale des cylindres raccords et on adopte pour le tube de résonance une lonÁueur supérieure au sextuple de son rayon hydraulique (voir le brevet suisse CH:: 558 875)O Bien que l'adoption d'une fréquence propre correspondant aux régimes supérieurs soit, en principe, possible, auquel cas le rapport entre la longueur du tube et son rayon hydraulique pourrait etre plus petit que la valeur indiquée, la longueur du tube est toujours, pour des raisons pratioues, par exemple à cause des pertes de pression, importante et s'élève au triple de l'alésage des cylindres. Cette longueur et les dimensions des volumes de résonance payent des problèmes de montage du fait de leur encombrement, en particulier dans les moteurs à combustion interne pour avions,.où des économies de-place s'imposent. La présente invention s'est fixé pour but d'apporter un collecteur d'aspiration ou d'admission du type spécifié ci-dessus qui est particulièrement peu encombrant0 L'invention atteint ses buts par ceci que les volumes de résonance sont formés dans un corps tubulaire d'aspiration commun au moyen d'une cloison et que la chambre à pression équilibrée dans laquelle débouche l'une des extrémités ouvertes des tubes de résonance est disposée à l'une des extrémités du corps tubulaire d'as spiration, Le collecteur d'aspiration de l'invention a des dimensions si réduites qu'il peut être logé dans 11 espace disponible dans les moteurs 'a combustion interne, pour véhicules notamment, espace prévu pour recevoir un système d'admission traditionnel, c'est-a- dire un système d'admission sans suralimentation. De plus, l'inven tion permet d'éconor.liser les les tubes d'admission spéciaux entre les différents cylindres et le volume de résonance. le dispositif d'admission selon l'invention est particulièrement avantageux lorsqu'il est appliqué aux moteurs à combustion interne à pistons ayant six cylindres en ligne. Dans cette application préférée, il est prévu, selon une autre particularité avantageuse de l'invention, que le corps tubulaire soit formé en assemblant de façon étanche, sur une surface de jonction, deux pièces de fonderie axant des raccords pour les tubulures d'acmis- sion d'un groupe de cylindres, la dispositinn étant telle que l'une des pièces de fonderie ren-4erme le plume de résonance pour l'un des groupes de cylindres, ainsi qu'unie partie du volume de résonance du second groupe, cependant que l'autre pièce de fonderie contient la chambre à pression équilibrée ainsi que la seconde partie du volume Qe résonance de l'aut-re groupe de cylindres. ainsi la liaison des volumes de résonance avec la chambre à pression équilibrée est réalisée d'une manière particulièrement simple par les tubes de résonance en emboîtant les extrémités de ceux-ci dans des ouvertures appropriées des pièces de fonderie, Une disposition particulièrement peu encombrante consiste à placer les tubes de résonance l'un à côté de l'autre et en paral lele aux orifices des tubulures d'admission qui sont situés dans un même plan.Les tubes de résonance sont avantageusement réalisés en une matière étirée à bon marché, Le fait qu'une partie de l'un des volumes de résonance a été décalée dans la pièce de fonderie contenant l'autre volume de résonance "non-divisé", celui-ci se trouve plus éloigné de la chambre à pression- équilibrée que le premier volume de résonance "divisé". Cette disposition a aussi pour efèt d'allonger le volume de résonance-non-divisé et le tube de résonance aboutissant à la chambre à pression équilibrée. Pour égaliser les fréquences.de résonance propres, une certaine correction qui, toutefois, n'est pas entièrement suLfi- sante, est possible pour obtenir la même fréquence de résonance des deux colonnes de gaz en décalant axialement les embouchures de tubes de résonance dans la chambre à pression équilibrée, cette correction étant souhaitable pour éviter une influence mutuelle de courants-de gaz dans la région des embouchures des tubes. Pour satisfaire å la condition d'une même fréquence propre des colonnes de gaz des deux groupes de cylindres, -en utilisant autant que possible la même matière pour les deux tubes de résonance - une dif férence de diamètres aurait pour conséquence des pertes de charge différentes - on utilise le fait que la fréquence propre n'est pas seulement fonction.des dimensions du volume de résonance et de la longueur des tubes de résonance, mais qu'elle dépend également du rapport ces dimensions du volume re C résonnance et des dimensions de volume du tube de résonance.Pour un diamètre connu, l'effet d'un tube relativenent court peut être compensé par un volume de réso- nance plus grand. Ce fait est exploité dans une forme de rénlisa- tion avantageuse du dispositif d'admission selon l'invention le fait que le tube de résonance relativement. court est logé, au moins presque entièrement, à l'intérieur du volume de résonance correspondant, ce oui libère de la place pour la paroi extérieure et, ainsi, permet d'obtenir une capacité plus grande du volume de résonance. Afin de réduire à des proportions acceptables l'influence mutuelle des oscillations des gaz au voisinage des e:mbouchures ces tubes de résonance dans la chambre à pression équilibrée, ces e- bouchures doivent être espacées d'une certaine distance. On a trouvé que l'espacement de centre à centre de ces embouchures ne devait pas être sensiblement inférieur à 1,25 fois la somme des diamètres intérieurs des tubes. Cette condition est remplie lorsque ltesp ce- ment de centre à centre des tubes de résonance est au moins égal à la somme de ces diamètres et lorsque le décalage axial des embout chures des tubes dans la chambre à pression équilibrée s'élève à 1,5 fois la somme des rayons des tubes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la. description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence à la figure unique du dessin annexé, qui est une vue schématique encoure d'un exemple de réalisation d'un collecteur d'aspiration conforme à cel) e-ci. Sur le dessin, une première pièce de fonderie 1 présente une chambre 3 dans laquelle la pression est équilibrée et à laquelle se raccorde un volume de résonance 23 comportant des brides de raccordement 4A, 4B et 4C pour les tubulures d'admission A, B, C d'un moteur à combustion interne à six cJrlindres. A l'enveloppe de la chambre à pression équilibrée 3 sont prévues des brides 5 et 6 pour le raccordement d'un filtre d'aspiration ou de la conduite d'une turbine à gaz d'échappement (non représenté). Dans la chambre à pression équilibrée 3 débouchent deux orifices 7 et 8 oui repré sentent les extrémités ouvertes de deux tubes de résonance 16 et 17.La pièce de fonderie 1 présente à son extrémité oppose à la chambre équilibrée 3 une surface plane usinée 9o A celle-ci est reliée en about, à l'aide de vis ou par d'autres moyens (non repré- sentés), la surface plane usinée 13 d'une seconde pièce de fonderie 10, des éléments dtétanchéité pouvant également être prévus entre les deux surfaces 9, 13 pour assurer l'étanchéité de l'assemblage. Les deux pièces de fonderie 1 et 10 for--ent le collecteur d'aspiration du moteur à combustion interne. La pièce de fonderie 10 eontient~nn volume de résonance 11 qui est séparé par une cloison 12 d'une partie 22 d'un autre volume de résonance qui, conjointement avec la partie 23 forme le volume de résonance 22-23 correspondant au tube de résonance 17. La paroi extérieure de la pièce de fonderie 10 présente des brides 4D, 4E et 4F pour le raccordement des tubulures d'admission D, E, F du moteur à combustion interne. L'orifice 15 d1une ouverture dtun embout allongé 19 qui est porté par la paroi extérieure et la cloison 12, débouche dans la partie du volume de résonance Il, et cet embout s'ajuste sur l'autre extrémité du tube de résonance 17. Les deux extrémités des tubes de résonance 16 et 17 sont introduites dans des ouvertures appropriées qui sont rendues étanches au moyen de joints annulaires 18 Ces deux tubes sont, de pre- référence, en une matière étirée et présentent les mêmes diamètres intérieurs et extérieurs. Il ressort de la description précédente et du dessin annexé que, par suite de la disposition emboîtée des volumes de résonance 11 et 22-23 dans le collecteur d'aspiration 1, 10 et en raison de la disposition particulière des tubes de résonance, on obtent un ensemble extrememeni compact qui n'occupe pas plus de place qu'un dispositif d'aspiration traditionnel sans éléments de résonance. La description qui précède se rapporte à un collecteur d'aspiration à effet de résonance pour un moteur à combustion interne 'a six cylindres en ligne, Toutefois, tous les techniciens avertis comprendront aisément que cette disposition peut sans difficulté être adaptée aux moteurs à combustion interne à pistons ayant un nombre différent de cylindres et/ou des cylindres disposés différemment, par exemple aux moteurs à huit ou à douze cylindres. Dans ce cas, le nombre des cylindres raccords à chaque volume de résonance varie selon a disposition de ceux-ci (selon qu'ils sont en série ou en V). REVENDICATIONS 1. Collecteur d'aspiration pour moteurs a combustion interne à pistons avec suralimendation par résonance dans lequel, pour chaque grouse de cylindres voisins, ayant des temps d'aspiration se succédant régulièrement, est prévu un tube de résonance ont une extrémité ouverte débouche dans une chambre à pression cquilibrée, ce collecteur comportant également un volume de résonance auquel sont raccordés l'autre extrémité ouverte du tube oe résonance ainsi que les canaux d'admission du groupe de cylindres voisins, caractérisé par ceci que les volumes de résonance (11, 22-23) sont formés dans uncorps tubulaire d'aspiration commun (1, 10) au moyen dtune cloison (12) et en ce que la chambre à pression équilibrée (3) dans laquelle débouche l'une des extrémités ouvertes (7, 8) des tubes de résonance (15, 17) est située à l'une des extrémités du corps tubulaire d'aspiration (1, 10). 2. Collecteur d'aspiration selon la revendication 1, pour des moteurs 'a combustion interne à pistons comprenant six cylindres en ligne, dans lequel chaque groupe de cylindres auquel est affecté un volume de résonance comprend trois cylindres, caractérisé en ce que le corps tubulaire d'aspiration est formé en assemblant en about de façon étanche, à une surface de butée (9, 13), deux pièces de fonderie (1, 10) ayant des brides de raccordement pour les tubulures d'admission (A, B, C~ou D, E, F) d'un groupe de cylindres, la disposition étant telle que l'une des pièces de fonderie (10) renferme le volume de référence (11) pour l'un des groupes de crlin- dres ainsi qu'une partie (22 > du volume de résonance (22, 23) du second groupe, cependant que l'autre pièce de fonderie (11) contiens la chambre à pression équilibrée (3) ainsi que la seconde partie du volume de résonance de l'autre groupe de cylindres. 3. Collecteur d'aspiration selon la revendication 2, caractérisé par ceci que les volumes de résonance (11, 22-23) sont reliés à la chambre à pression équilibrée (3) par les tubes de résonance (16, 17) par ce moYen que les extrémités desdits tubes sont introduites dans des ouvertures correspondantes des pièces de fonderie (1, 10). 4o Collecl.eur d'aspiratton selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par ceci que les tubes de résonance (16, 17) sont disposés l'un à côté de l'autre et parallèlement å la rangée des orifices des canaux d'admission (A, B, C et D, E, F) des cylindres0 5.Collecteur d'aspiration selon Ga reven?ication 3 ou 4, caractérisé par ceci que l'extrémité (8) au tube de résonance (16) qui communique avec la chambre à pression équilibrée (3) du volume è résonance non-divisé (11) est décalée axialement en direction de celui-ci par rapport à l'extrémité ouverte (7) de l'autre tube de résonance (17). 6. Collecteur d'aspiration selon la revendication 5, caractérisé par ceci que l'espacement entre les axes des tubes de résonance (16, 17) est au moins égal à la somme des diamètres interieurs des tubes et en ce que le décalage axial des extrémités (7, 8) des tubes dans la chambre à pression équilibrée (3) s'enlève à au moins 1,5 fois la somme des rayons des tubes. 7. Collecteur d'aspiration selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé par ceci que le tube de résonance (17) du volume de résonance en deux parties (22, 23) est presque entièrement logé à l'intérieur du volume de résonance correspon dantO 8. Collecteur d'aspiration selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par ceci que les tubes de résonance (16, 17) sont constitués d'une matière étirée et ont le même diamètre,