Brevet FR2561310A1 — publié le 19850920

L'invention concerne un dispositif d'amenée de gaz frais pour des moteurs & combustion interne & six cylindres en ligne à suralimentation, qui est disposé entre les canaux d'admission des cylindres et le dispositif de suralimentation, et.qui est constitué par deux réservoirs à résonance, qui sont reliés respectivement individuellement aux canaux d'admission de trois cylindres voisins et dont les volumes individuels sont supérieurs à la moitié, mais inférieurs au dixième du volume total des trois cylindres raccordés au réservoir à résonance respectif, et dans lequel à chaque réservoir à résonance est associé un tube a résonance débouchant dans le rèservoir par son ouverture de sortie et qui est relié, par son ouverture d'admission, au côté refoulement du dispositif de suralime.tatio; et dont la longueur active est égale au moins a huit fois le diamètre d'un cercle possédant une section tranuversale circulaire équivalant a la section transversale du tube, et dans lequel les réservoirs a résonance respecta.fs s'éten- dent, par les tubes à résonance qui leur sont associés, suivant la même direction que l'axe longitudinal du mott.ur. Les dispositifs d'amenée de gaz fra.s présen- tant une combinaison entre une suralimentation par tuibo- compresseur a gaz d'échappement et une suralimentation à résonance sont connus (brevet allemand n 2.245.732). Ils sont constitués par un réservoir de compensation chargé par le groupe de suralimentation et à partir duquel le gaz frais est envoyé par l'intermédiaire de deux tubes à résonance aux réservoirs à résonance reliés aux canaux d'admission de trois cylindres voisins respectiZs De tels systèmes présentent les inconvénients suivants: - par suite de la disposition séparée de réser- voirs de compensation et de tubes à résonance par rapport aux réservoirs à résonance vissés sur la culasse, on se trouve en présence,outre des supports nécessaires, résistants aux vibrations et qui sont onéreux, également de quatre dispositifs d'étanchéité qui doivent étanchéifier le système à résonance en direction de l'extérieur. Ces dispositifs d'étanchéité sont onéreux étant donné que dans le cas de l'introduction usuelle des gaz huileux d'aération du moteur dans le système d'adduction de gaz frais, ils doivent être étanches aussi bien au gaz qu'à l'huile. - le réservoir extérieur de compensation et les tubes à résonance extérieurs requièrent un encombrement important et nuisent par conséquent au caractère compact de la périphérie du moteur, qui est impérativement souhai- té dans le but d'obtenir une aptitude universelle de montage. - lestubes à résonance extérieurs accroissent l'émission de bruit, ce qui est également indésirable pour pouvoir satisfaire aux prescriptions légales concernant la limitation des émissions de bruits. - les tubes à résonance installés à l'extérieur doivent en général être repliés dans plusieurs plans afin de pouvoir être logés dans l'espace rétréci existant entre le réservoir à résonance et le réservoir de compensation. Ce repliage est onéreux et pose des problèmes, d'autant qu'aucune formation de plis n'est admissible eu égard aux vitesses élevées d'écoulement à l'intérieur des tubes à résonance. C'est pourquoi, afin d'éviter les inconvé- nients cités précédemment, on a développé des systèmes dans lesquels le réservoir de compensation, les tubes à résonance et les réservoirs à résonance sont combinés Pour former un module, les tubes à résonance étant en général logés dans le réservoir intégré de compensation, qui s'étend sur les deux réservoirs à résonance, suivant la direction longitudinale du moteur. Un tel système est connu d'après le brevet allemand n 2.621.638. Des systèmes de ce type sont compliqués no- tamment en raison du réservoir de compensation nécessaire. Dans le but d'obtenir un faible volume de construction, on réalise les tubes a résonance intégrés avec des parties courbes resserrées se prolongeant par la zone d'embouchure s'élargissant de façon conique et qruipeuvent être réalisées la plupart du temps uniquement sous la forme d'une pièce coulée de sorte que - si l'on exclut des tubes coulés sur toute leur longueur par suite de surfaces trop rugueuses, de pertes d'écoulement élevées et d'une complexité accrue concernant la pièce coulée d'un seul tenant - les tubes à résonance doivent être"construits", moyennant une dépense élevée, à partir d'un tube étiré et de coudes coulés. En outre le montage et le maintien, résistant aux vibrations, des tubes à résonance ainsi constitués, à l'intérieur du module sont complexes et onéreux. L'invention a pour but de développer un dispo- sitif d'amenée de gaz frais présentant de faibles pertes à l'écoulement et qui n'utilise absolument aucun réservoir extérieur ou intégré de compensation et pour lequel le montage du tube à résonance dans le module ainsi que l'ali- mentation du gaz frais sont facilités. Ce problème est résolu dans un dispositif du type indiqué conforme au brevet allemand n 2.621.638, grace au fait qu'au moins un réservoir à résonance possède une longueur telle qu'il s'étend sur toutes les ouvertures, disposées en série, des canaux d'admission de tous les cylindres et que le gaz frais délivré par le dispositif de suralimentation parvient par l'intermédiaire d'un dispo- sitif d'alimentation réalisé sous la forme d'un couvercle, dans les tuibes à résonance. Conformément à l'invention au moins un et en général les deux réservoirs à résonance s'étendent par conséquent au moins sur la longueur sur laquelle sont dispo- sées les six ouvertures des canaux d'admission des cylindres disposés en ligne. L'alimentation du gaz frais, qui est comprimé par le turbocompresseur, est réalisée par l'inter- médiaire d'un couvercle conçu de manière a favoriser l'écou- lement. Ce couvercle peut être réalisé soit sous la forme d'un couvercle commun d'alimentation pour les deux tubes à résonance ou les deux réservoirs a résonance ou bien sous la forme d'un couvercle séparé d'alimentation pour les différents tubes à résonance ou les différents réser- voirs à résonance. Dans le premier cas les ouvertures d'ad- mission des tubes à résonance (réalisés de préférence recti- lignes), qui s'étendent à l'intérieur des réservoirs à résonance, sont disposées côte-à-côte d'un même côté; dans le second cas, les ouvertures d'admission sont dispo- sées en vis-à-vis. D'une manière avantageuse, les deux réservoirs à résonance sont réunis pour former un boîtier ou un carter à résonance. Ceci fournit une construction aussi compacte que possible. Naturellement il est également possible de réaliser deux réservoirs à résonance, qui s'étendent sur l'ensemble des six ouvertures des canaux d'admission, sous la forme de pièces coulées entièrement séparées les unes des autres. Selon une autre réalisation de l'invention, le ou les couvercles d'alimentation sont disposés parallè- lement aux ouvertures d'admission du tube a résonance, d'une manière étanche au gaz, sur le côté entrée soit du carter à résonance réalisé d'un seul tenant et réunissant les deux réservoirs à résonance, soit sur les carters res- pectifs des réservoirs à résonance. D'une manière particulièrement avantageuse, la subdivision du carter à résonance en les deux réservoirs à résonance est réalisée à l'aide d'une paroi de séparation commune. Pour obtenir deux réservoirs à résonance de même volume et de même longueur, la paroi de séparation peut s'étendre sur la longueur de l'ensemble des six ouvertures des canaux d'admission, et ce parallèlement à l'axe longitu- dinal du moteur. La paroi de séparation entoure les ouvertu- res des canaux d'admission de telle sorte que chaque réser- voir a résonance est relié aux trois canaux associés d'admis- À sion aboutissant aux cylindres voisins respectifs. Mais - lorsque des questions de construction l'exigent - la paroi de séparation peut être réalisée de manière à s'étendre uniquement partiellement parallèlement à l'axe longitudinal du moteur et ensuite transversalement par rapport à la direction longitudinale de ce dernier. On obtient de ce fait deux réservoirs a résonance possédant des tailles différentes, l'un des tubes à résonance étant situé entièrement dans le réservoir à résonance associé tandis que l'autre tube à résonance traverse les deux réser- voirs à résonance. Le tube à résonance, qui traverse les deux tubes à réservoir à résonance, est monté et étanchéifié dans la paroi de séparation à l'aide d'un siège coulissant. Ici on pourrait également prévoir des tubes à résonance légèrement cintrés, dans le cas o cela devrait être absolument nécessaire pour des questions de construction. Afin d'obtenir de faibles pertes d'écoulement, les ouvertures d'admission et de sortie des tubes a résonan- ce sont élargies et arrondies en forme d'entonnoirs. En outre les réservoirs a résonance, qui s'étendent sur l'ensem- ble des six ouvertures des canaux d'admission, possèdent une section transversale élargie dans la zone de renvoi de l'écoulement, près des ouvertures de sortie des tubes à résonance, par rapport à la zone située au-delà du renvoi de l'écoulement et o les réservoirs à résonance serrent étroitement les tubes a résonance intégrés, en vue de l'obtention d'un type de construction compact. En vue de réaliser une compensation de dila- tations thermiques et d'éviter des contraintes thermiques, la fixation des tubes à résonance est réalisée de façon simple par le fait que dans la zone de leurs ouvertures d'admission, ces tubes sont montés au moyen d'un siège coulissant dans le carter à résonance ou les réservoirs a résonance et sont reliés, dans la zone de leurs ouvertures de sortie, par un ajustement serré aux réservoirs & réso- nance correspondants. L'ajustement serré peut être réalisé sous la forme d'une simple liaison vissée. L'invention n'est pas limitée uniquement aux seuls moteurs a six cylindres mais peut tout aussi bien être appliquée à chacune des deux rangées de cylindres de moteurs V12. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur les- quels: - la figure 1 est une coupe longitudinale prise suivant la ligne II de la figure 2, d'une forme de réalisation du dispositif d'amenée de gaz frais dans le cas d'un moteur à six cylindres en ligne; - la figure 2 représente une coupe prise suivant la ligne II-II de la figure 1 et comportant une représen- tation partielle du troisième cylindre; - la figure 3 est une coupe prise suivant la ligne III-III de la figure 1 du dispositif d'amenée de gaz frais dans la zone de la fixation, située du côté sortie, des tubes à résonance dans les réservoirs à résonance; - la figure 4 représente une seconde forme de réalisation du dispositif d'amenée de gaz frais; - la figure 5 représente une troisième forme de réalisation du dispositif d'amenée de gaz frais; et - la figure 6 représente une représentation plus précise du type de fixation des tubes à résonance dans les réservoirs à résonance (voir également la figure 3). Conformément aux figures 1 à 3, un système d'amenée de gaz frais est disposé entre les ouvertures 1 à 6 des canaux d'admission (ou entre les canaux d'admis- sion 18) d'un moteur à combustion interne à six cylindres en ligne et le côté refoulement d'un turbocompresseur 11. Le dispositif d'amenée est constitué par les réservoirs a résonance 7 et 8, dans lesquels les tubes à résonance 9 et 10 sont disposés. Les réservoirs à résonance 7, 8 sont réalisés sous la forme d'une pièce coulée d'u seul tenant 15 et s'étendent sur l'ensemble des ouvertures 1 à 6, disposées en série, des canaux d'admission de tous les cylindres. La subdivision des réservoirs 7 et 8 réunis dans le carter à résonance 15 est réalisée a l'aide d'une paroi (de séparation) commune 19. Cette dernière s'étend parallèlement a l'axe longitudinal du moteur également sur la longueur de l'ensemble des six ouvertures 1 à 6 des canaux d'admission et entoure ces ouvertures 1 à 6 de telle sorte que le réservoir a résonance 7 est relié aux ouvertures 4 à 6 des canaux d'admission et que le réservoir a résonance 8 est relié aux ouvertures 1 à 3 des canaux d'admission des cylindres voisins associés. Le volume interne des réservoirs à résonance est supérieur a la moitié du volume de la cylindrée totale des cylindres respectivement raccordés, mais est inférieur au décuple de ce volume. En outre la longueur des tubes à résonance est supérieure à huit fois le diamètre intérieur respectif. L'amenée du gaz frais, comprimé par le turbo- compresseur 11, dans les tubes à résonance 9, 10 (voir les flèches d'écoulement 28) est réalisée par l'intermé- diaire d'un couvercle d'alimentation 12 qui est appliqué d'une manière étanche au gaz, directement parallèlement aux ouvertures d'admission 16 des tubes à résonance 9, , sur le côté entrée du carter & résonance 15. Le couver- cle d'alimentation possède à cet effet une configuration convenant pour obtenir un écoulement présentant peu de pertes.Les réservoirs à résonance 7, 8 possèdent une sec- tion transversale élargie dans la zone de renvoi de l'écou- lement, au niveau des ouvertures de sortie 17 de tubes à résonance 9 et 10, par rapport & la zone située au-delà du renvoi de l'écoulement (voir l'allure de l'écoulement repérée par 29a et 29b). En outre les ouvertures d'entrée et de sortie 16, 17 des tubes à résonance 9, 10, sont élar- gis en forme d'entonnoirs. La fixation des tubes à résonance 9, 10 dans les réservoirs à résonance 7, 8 est réalisée de façon simple par le fait que ces réservoirs sont supportés, dans la zone de leurs ouvertures d'admission 16 disposées d'un côté, au moyen d'un siège coulissant 25 dans le carter à résonance 15 et sont vissés sur les extrémités opposées, respectivement aux réservoirs à résonance 7, 8 (ajustement serré 27). Dans le cas de la forme de réalisation, repré- senté sur la figure 4, du dispositif d'amenée de gaz frais, la paroi de séparation 20 s'étend tout d'abord parallè- lement, puis transversalement par rapport à la direction longitudinale du moteur. Seul un réservoir à résonance 22 s'étend sur la longueur formée par les ouvertures 1 à 6 des canaux d'admission de tous les cylindres, tandis que l'autre réservoir à résonance 21 s'étend uniquement sur les ouvertures 4 à 6 des canaux d'admission des trois cylindres voisins. Dans le cas de cette variante, le tube à résonance 23 est logé en partie dans le réservoir à réso- nance 22 et en partie dans le réservoir à résonance 21 et est monté et étanchéifié dans un siège coulissant 26 dans la paroi de séparation 20. Le réservoir à résonance 22, qui s'étend sur l'ensemble des six ouvertures 1 à 6 des canaux d'admission, possède à nouveau une section trans- versale élargie dans la zone de l'ouverture de sortie 17 du tube à résonance 24. En outre il ressort également de cette figure que l'on peut également prévoir, en principe, des tubes à résonance légèrement cintrés (voir le tube à résonance 24), dans le cas o ceci devrait être nécessaire pour des raisons de construction. Une troisième forme de réalisation est repré- sentée sur la figure 5. Dans le cas de cette variante, les ouvertures d'admission en vis-a-vis 16 des tubes à résonance 9, 10 sur la face frontale avant et sur la face frontale arrière du carter a résonance 15 et l'envoi du gaz frais comprimé par les turbocompresseurs lia, llb (voir les flèches d'écoulement 28a, 28b) s'effectuent par l'inter- médiaire des couvercles d'alimentation 13 et 14. De même un siège coulissant 25a, 25b est prévu pour chaque tube à résonance 9, 10. La figure 6 représente des détails du disposi- tif 27 de vissage du tube à résonance aux réservoirs à résonance, qui est présent dans la zone des ouvertures de sortie des tubes à résonance. Pour terminer il faut mentionner que le sys- tème proposé d'entrée des gaz frais peut être également utilisé pour chacune des deux séries de cylindres de moteurs V12. Etant donné que ce système n'utilise absolument aucun réservoir de compensation, la pièce coulée formée par le carter à résonance 15 est fortement simplifiée et son prix en est réduit. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'amenée de gaz frais pour des moteurs à combustion interne à six cylindres en ligne à suralimentation, qui est disposé entre les canaux d'admis- sion (18) des cylindres et le dispositif de suralimenta- tion (11, lla, llb), et qui est constitué par deux réser- voirs à résonance (7, 8, 22), qui sont reliés respectivement individuellement aux canaux d'admission de trois cylindres voisins et dont les volumes individuels sont supérieurs à la moitié, mais inférieurs au dixième du volume total des trois cylindres raccordés au réservoir a résonance respectif, et dans lequel a chaque réservoir a résonance (7, 8, 22) est associé un tube à résonance (9, 10) débou- chant dans le réservoir par son ouverture de sortie et qui est relié, par son ouverture d'admission, au côté re- foulement du dispositif de suralimentation et dont la lon- gueur active est égale au moins à huit fois le diamètre d'un cercle possédant une section transversale circulaire équivalenteà la section transversale du tube, et dans lequel les réservoirs à résonance respectifs (7, 8, 22) s'étendent, par les tubes à résonance qui leur sont associés, suivant la même direction que l'axe longitudinal du moteur, carac- térisé par le fait qu'au moins un réservoir à résonance (7, 8, 22) possède une longueur telle qu'il s'étend sur toutes les ouvertures (1 à 6) , disposées en série, des canaux d'admission de tous les cylindres et que le gaz frais délivré par le dispositif de suralimentation (11, lla, 11b) parvient, par l'intermédiaire d'un dispositif d'alimentation réalisé sous la forme d'un couvercle (12, 13, 14), dans les tubes à résonance (9, 10, 23, 24). 2. Dispositif d'amenée de gaz frais selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise comme dispositif d'alimentation un couvercle d'alimentation (12) commun aux deux tubes à résonance (9, 10, 23, 24) ou aux réservoirs à résonance (7, 8, 22), les deux ouvertu- res d'admission (16) des tubes à résonance (9, 10, 23, 24) étant disposées sur un c6té. 3. Dispositif d'amenée de gaz frais selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise pour chaque tube de résonance (9, 10) ou pour chaque réser- voir résonant (7, 8) un couvercle séparé d'alimentation (13, 14), les ouvertures d'admission (16) des tubes a réso- nance (9, 10) étant disposées en vis-à-vis. 4. Dispositif d'amenée de gaz frais suivant les revendications 1 à 3, prises dans leur ensemble, carac- térisé en ce que les tubes à résonance (9, 10, 23), de préférence rectilignes, s'étendent à l'intérieur des réser- voirs à résonance (7, 8, 21, 22). 5. Dispositif d'amenée de gaz frais suivant les revendications 1 a 4 prises dans leur ensemble, carac- térisé en ce que les deux réservoirs à résonance (7, 8, 21, 22) sont réunis pour former un boîtier ou un carter à résonance (15). 6. Dispositif d'amenée suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les deux réservoirs a résonance (7, 8) sont réalisés sous la forme de carters totalement séparés l'un de l'autre, qui sont fixes chacun pour soi sur le moteur. 7. Dispositif d'amenée de gaz frais selon les revendications 1 a 6 prises dans leur ensemble, carac- térisé en ce que le ou les couvercles d'alimentation (12, 13, 14) prennent appui, d'une manière étanche au gaz, paral- lèlement aux orifices d'admission (16) des tubes à résonan- ce (9, 23, 24), soit sur le côté d'entrée du carter à réso- nance (15) réalisé d'un seul tenant et réunissant les deux réservoirs à résonance, soit sur les carters respectifs des réservoirs a résonance. 8. Dispositif d'amenée de gaz frais selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux réser- voirs à résonance (7, 8, 21, 22) possèdent une paroi commu- ne (paroi de séparation 19, 20), qui subdivise le carter à résonance (15) en les deux réservoirs à résonance (7, 8, 21, 22). 9. Dispositif d'amenée de gaz frais selon la revendication 8, caractérisé en ce que la paroi de sépa- ration (19) s'étend, parallèlement à l'axe longitudinal du moteur, sur la longueur de l'ensemble des six ouvertures (1 à 6) des canaux d'admission (18), et s'étend respective- ment autour des orifices (1 à 6) des canaux d'admission de telle sorte que chaque réservoir à résonance (7, 8) est relié par les trois canaux associés d'admission (18) aux cylindres respectivements voisins. 10. Dispositif d'amenée de gaz frais selon la revendication 8, caractérisé en ce que la paroi de sépa- ration (20) s'étend au moins en partie parallèlement à l'axe longitudinal du moteur et entoure complètement unique- ment un réservoir à résonance (21), un tube à résonance (24) s'étendant entièrement dans le réservoir à résonance associé (22), tandis que l'autre tube à résonance (23) s'étend à travers les deux réservoirs à résonance (21, 22) et traverse la paroi de séparation (20) dans la zone de sa section s'étendant transversalement par rapport à la direction longitudinale du moteur, au niveau d'un point d'étanchéité (siège coulissant 26). 11. Dispositif d'amenée de gaz frais selon les revendications 1 à 10 prises dans leur ensemble, ca- ractérisé en ce que les ouvertures d'admission et de sortie (16, 17) du tube à résonance (9, 10, 23, 24) sont élargies en forme d'entonnoirs. 12. Dispositif d'amenée de gaz frais elon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les réservoirs à résonance (7, 8, 22), qui s'é- tendent sur l'ensemble des six ouvertures des canaux d'admis- sion, possèdent dans la zone des renvois d'écoulement à proximité des orifices de sortie (17) des tubes à résonan- ce (9, 10, 24), une section transversale d'écoulement plus importante que dans la zone de l'écoulement en parallèle, là o le renvoi de l'écoulement est terminée. 13. Dispositif d'amenée de gaz frais selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les tubes à résonance (9, 10, 23, 24) sont suppor- tés, dans la zone de leurs ouvertures d'admission (16), par un siège coulissant (25, 25a, 25b), dans le carter à résonance (15) ou dans le réservoir a résonance (7, 8), et sont reliés, dans la zone de leurs ouvertures de sortie (17), par un ajustement serré (27) aux réservoirs a réso- nance correspondants (7, 8, 21, 22). 14. Dispositif d'amenée de gaz frais selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'ajustement serré (27) est réalisé sous la forme d'une liaison vissée simple. 15. Dispositif d'amenée de gaz frais selon les revendications 1 à 14 prises dans leur ensemble, carac- térisé en ce qu'il est appliqué également à chacune des deux rangées de cylindres de moteurs V12.