Brevet FR2768774A1 — publié le 19990326

i APPAREIL D'ADMISSION DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE Arrière-plan de l'invention (1) Domaine d'application de l'invention La présente invention se rapporte à un appareil d'ad- mission d'un moteur à combustion interne et plus particu- lièrement, aux structures d'une tubulure d'admission et d'un10 boisseau. (2) Etat de la technique relatif à l'invention On connaît dans l'art antérieur, un moteur à combustion interne du type à quatre soupapes qui est équipé de deux soupapes d'admission et de deux soupapes d'échappement sur chaque tête de cylindre et présentant quatre lumières d'ad- mission et d'échappement sur la tête de cylindre qui sont ouvertes et fermées par ces quatre soupapes (deux soupapes d'admission et deux soupapes d'échappement). Comme exemple d'appareil d'admission d'un tel moteur à combustion interne du type à quatre soupapes, un appareil d'admission équipé de deux conduits d'admission d'une tubu- lure d'admission sur chaque cylindre, équipé en outre d'une soupape de commande d'admission de turbulence sur un des deux conduits d'admission de chaque cylindre est décrit (en référence par exemple à la publication de brevet japonais non examiné N 6-10803 et à la publication de brevet japonais non examiné N 6-10804). Dans un autre exemple, un appareil d'admission est décrit dans lequel ladite soupape de commande d'admission de turbulence montée sur chaque cylindre est connectée entre la tête du cylindre et la tubulure d'admission (en référence par exemple à la publication de brevet japonais non examiné N 5-263648 et à la publication de brevet japonais non exami- né N 7-26968). De plus, on connaît un autre exemple d'appareil d'ad- mission présentant une structure o les deux conduits d'ad- mission montés sur chaque cylindre sont connectés à chacune des deux chambres d'assemblage (en référence par exemple à 5 la publication de brevet japonais non examiné N 5-18254). Cependant, l'appareil d'admission antérieur avec la soupape de commande d'admission de turbulence équipée de l'un des deux conduits d'admission montés sur chacun des cylindres, ou l'appareil d'admission présentant la soupape de commande d'admission de turbulence montée sur chaque cylindre étant connectée entre la tête du cylindre et la tubulure d'admission présentait des problèmes en ce que l'appareil de commande pour commander la pluralité de soupa- pes de commande d'admission de turbulence était compliqué et le poids de tout l'appareil était accru, qui étaient tous deux provoqués par la nécessité de monter la soupape de commande d'admission de turbulence sur chacun des cylindres. De plus, il y avait un problème relatif à une disper- sion de la commande des valves de commande d'admission de turbulence montées sur chaque cylindre, qui conduit à réduire les performances du rendement du moteur ainsi que la pureté des gaz d'échappement. De plus, dans l'appareil d'admission avec une structure pour connecter chacun des deux conduits d'admission montés sur chacun des cylindres de chacune des deux différentes chambres d'assemblage, il y avait le problème que l'appareil ne puisse pas être monté sur des véhicules en raison de la grande dimension de ses chambres formées séparément. On connaît par ailleurs, un appareil d'admission qui ne présente pas les problèmes susmentionnés, dans lequel la tubulure d'admission elle- même est formée de manière à ce que deux systèmes d'admission sont créés en assemblant à chacun le même type de conduits d'admission qui équipent chacun des cylindres par paires (en référence à la publica- tion de modèle d'utilité japonais non examiné N"6-67846 et à la publication de brevet japonais non examiné N 6-67847). Dans ce cas, la portion d'assemblage de la tubulure d'admission présente une portion ouverte connectée à chaque système d'admission qui est divisée en deux parties par une cloison et le montage d'une soupape de commande de mélange sur une partie et le montage d'une soupape d'admission des gaz pour commander l'arrêt du moteur et la recirculation des gaz d'échappement (RGE) du côté intérieur de la portion d'assemblage en aval de la cloison. La tubulure d'admission ci-dessus doit être formée par moulage de tout le corps d'une seule pièce. Dans ce cas, cependant, une telle structure ne pourrait en pratique pas être fabriquée selon la technique du moulage, et ne pourrait par conséquent pas être formée en pratique comme organe de moteur. Résumé de l'invention La présente invention a pour but de résoudre les pro- blèmes susmentionnés à l'aide d'un appareil d'admission d'un moteur à combustion interne comprenant une tubulure d'ad- mission, une soupape d'admission des gaz et une soupape de commande d'admission de turbulence, qui réalise la miniatu- risation, la réduction du poids, un appareil de commande simplifié pour commander la soupape de commande d'admission25 de mélange, des performances stabilisées et améliorées du rendement du moteur et la purification des gaz d'échap- pement, avec une productivité améliorée. Afin d'atteindre les objectifs susmentionnés, la pré- sente invention comporte: Un appareil d'admission d'un moteur à combustion inter- ne comprenant une tubulure d'admission et un boisseau con- necté entre la tubulure d'admission et un passage d'admis- sion connecté à un filtre à air, caractérisé en ce que la tubulure d'admission comporte des portions de con- duits d'admission de deux systèmes indépendants montés sur chaque cylindre, des portions d'assemblage pour assembler les conduits d'admission de chaque système à chaque système, une portion de montage du côté des têtes de cylindres o une pluralité d'ouvertures du côté de la portion indépendante des portions de conduits d'admission de chaque système, con- nectée au passage d'admission de chaque cylindre sont for-5 mées, et une portion de montage est formée du côté du filtre à air présentant deux ouvertures du côté de la portion d'as- semblage des portions de conduits d'admission de chaque système connecté à un passage d'admission du côté du filtre à air, tous les composants de la tubulure d'admission étant moulés d'une pièce; et le boisseau comporte à une de ses extrémités deux ou- vertures qui sont connectées à deux ouvertures du côté de la portion d'assemblage de la tubulure d'admission, et à l'au- tre extrémité une ouverture du côté amont connectée au pas-15 sage d'admission du côté du filtre à air, dans lequel une soupape de commande d'admission de turbulence est disposée dans une des deux ouvertures du côté aval, et un papillon d'admission est disposé dans l'ouverture du côté amont, pré- sentant encore un appareil d'actionnement de la soupape de commande d'admission de turbulence et un appareil d'action- nement du papillon d'admission. Avec l'appareil d'admission selon la présente inven- tion, l'air entrant s'écoule du filtre à air à travers le boisseau, se divise entre les deux ouvertures du côté aval du boisseau et s'écoule dans les conduits d'admission de chaque système de la tubulure d'admission et est fourni par chacun des conduits d'admission à chacun des cylindres. Comme on l'a expliqué précédemment, en connectant la soupape de commande d'admission du mélange et le papillon d'admission dans le boisseau entre la tubulure d'admission et le passage d'admission du côté de l'épurateur, il n'est pas nécessaire de monter la soupape de commande d'admission du mélange sur chacun des cylindres, ce qui permet non seulement une réduction du nombre de pièces, mais simplifie également l'appareil de commande pour commander la pluralité de soupapes de commande d'admission du mélange, ce qui permet de réduire le poids. En outre, puisque seule une soupape de commande d'ad- mission de mélange est montée, le rendement du moteur et la purification du gaz d'échappement pourraient être améliorés sans soucis relatifs à la dispersion de la commande.5 De plus, dans le cas d'un appareil d'admission présen- tant deux conduits d'admission montés sur chaque cylindre lequel est connecté à deux chambres d'assemblage séparées, il y avait un risque que l'appareil ne puisse pas être monté sur des véhicules en raison des grandes dimensions des10 chambres d'assemblage séparées. Cependant, le présent appareil ne comporte qu'un boisseau, ce qui est avantageux dans le cas d'un véhicule. En particulier, puisqu'il n'y a pas besoin de monter la soupape de commande d'admission de mélange du côté de la tu- bulure d'admission, la tubulure d'admission pourrait facile- ment être moulée d'une pièce avec l'ensemble du corps, puisque la structure de la tubulure est avantageuse à fabri- quer par un procédé de moulage. Dans ce cas, une admission du gaz d'échappement recir- culé connectée à l'ouverture du côté de la portion d'assem- blage qui est encore connectée à une des deux ouvertures du côté aval du boisseau peut être montée sur la tubulure d'admission. En utilisant une telle structure, le taux de recircula- tion du gaz d'échappement peut être contrôlé par l'ouverture et la fermeture de la valve d'admission du gaz. De plus, l'appareil d'actionnement de la soupape de commande d'admission de turbulence et l'appareil d'actionne- ment du papillon d'admission peuvent chacun être contrôlé30 selon un signal de commande depuis un dispositif de commande basé sur les conditions opératoires du moteur. Dans ce cas, il est avantageux de réaliser le disposi- tif de commande pour contrôler l'appareil d'actionnement de la soupape de commande de l'admission du mélange, de manière à ce que cette soupape se ferme lorsque la vitesse de rotation du moteur est faible et s'ouvre lorsque la vitesse de rotation du moteur est élevée. Comme ci-dessus, en fermant la soupape de commande de l'admission du mélange lorsque la vitesse de rotation du moteur est basse, l'écoulement d'admission dans la portion du conduit d'admission autre que la portion de ce conduit du côté fermé deviendrait fort, ce qui veut dire que l'admission de turbulence dans la chemise du cylindre peut devenir fort. De plus, en ouvrant la soupape lorsque la vitesse de rotation du moteur est élevée, l'admission de turbulence peut être réduite. Il est préférable en outre de construire le dispositif de commande pour commander l'appareil d'actionnement du pa- pillon d'admission pour faire en sorte de l'ouvrir et de le fermer en fonction de la vitesse de rotation du moteur et de la quantité de combustible injecté. Lorsque le papillon d'admission est fermé, le taux de RGE devient faible. Dans un autre exemple, il peut être possible de réali- ser le dispositif de commande pour commander l'appareil d'actionnement du papillon d'admission de manière à ce qu'il soit complètement fermé lorsque le moteur est arrêté. Grâce à cette disposition, non seulement le papillon d'admission joue le rôle de l'admission, mais il sert aussi de soupape de fermeture de l'admission de manière à être complètement fermé lorsque le moteur est arrêté pour aider à arrêter le moteur. La présente invention sera expliquée ci-après en détail sur la base des formes d'exécutions illustrées par les des- sins. On pourra ainsi avoir une meilleure compréhension de la présente invention. Cependant, la présente invention n'est pas limitée à ces formes d'exécutions, mais pourrait varier dans la limite de la portée des revendications. Brève description des dessins La FIG. 1 est une vue en plan d'une forme d'exécution de la tubulure d'admission de l'appareil d'admission du moteur à combustion interne selon la présente invention; La FIG. 2 est une vue du côté droit de la précédente; La FIG. 3 est un schéma illustrant une forme d'exécu- tion du boisseau de l'appareil d'admission susmentionné, dans lequel (A) est une vue latérale et (B) une vue de des- sous; La FIG. 4 est une vue en coupe transversale selon la flèche A-A de la FIG. 3 (A); La FIG. 5 est un diagramme explicatif montrant la commande de l'ouverture et de la fermeture de la soupape d'admission des formes d'exécutions susmentionnées; et La FIG. 6 est une vue en coupe transversale montrant l'assemblage de la tubulure d'admission et du boisseau de la forme d'exécution précédente et leur montage sur la tête de cylindre. Description détaillée des formes d'exécutions préférées Les FIG. 1 et 2 montrent la structure d'une tubulure d'échappement 1 constituant un appareil d'admission d'un moteur diesel selon la présente invention. La tubulure d'admission 1 comporte des portions de conduits d'admission 2A, 3A, 4A, 5A, 2B, 3B, 4B et 5B de deux systèmes indépendants formés chacun de cylindres #1 à #4, des portions d'assemblage 6 et 7 chacune assemblant les portions de conduits d'admission 2A, 3A, 4A, 5A, 2B, 3B, 4B et 5B selon chaque système, une portion de montage 12 du côté des têtes de cylindres ayant, formées dans celle-ci, une pluralité d'ouverture 8A, 9A, 10A, 11A, 8B, 9B, lOB et l1B du côté des portions indépendantes pour les portions de conduits d'admission 2A, 3A, 4A, 5A, 2B, 3B, 4B et 5B de chaque système connecté au passage d'admission de chaque cylindre #1 à #4, et une portion de montage 13 du côté du filtre à air, présentant deux ouvertures 6A et 7A des portions d'assemblage 6 et 7 des portions de conduits d'ad- mission 2A, 3A, 4A, 5A, 2B, 3B, 4B et 5B de chaque système qui est connecté à un passage d'admission du côté du filtre à air, tous les composants étant venus d'une seule pièce par moulage. La tubulure d'admission 1 comporte de plus une entrée de gaz 14 pour la recirculation des gaz d'échappement (RGE), connectée à l'ouverture 7A formée du côté de la portion d'assemblage 7 connectée à une des deux ouvertures du côté aval d'un boisseau qui sera expliqué ci-après. D'autre part, un boisseau 15 constituant l'appareil d'admission selon la présente invention est connecté entre la tubulure d'admission 1 et le passage d'admission du côté du filtre à air. Comme illustré par les FIG. 3 et 4, le boisseau 15 comporte une cloison 16 venue d'une pièce par moulage à l'intérieur de l'une de ses portions d'extrémités, formant deux ouvertures 17 et 18 du côté aval, connectées aux ouver- tures 6A et 7A formées du côté des deux portions d'assembla- ge 6 et 7 de la tubulure 1. Une ouverture 19 est formée du côté amont, sur l'autre portion d'extrémité du boisseau 15 et est connectée au passage d'admission du côté du filtre à air. Une soupape 20 de commande d'admission du mélange est installée sur l'une 17 des deux ouvertures 17 et 18 du côté aval et une soupape d'admission du gaz 21 est installée dans l'ouverture 19 du côté amont. Un appareil d'actionnement 20A de la soupape 20 de commande d'admission de turbulence et un appareil 21A d'actionnement du papillon d'admission 21 sont montés sur ce boisseau 15. Les mouvements d'ouverture et de fermeture de la soupa- pe de commande de l'admission de turbulence 20 et du papil- lon d'admission 21 sont chacun commandés selon le processus opératoire du moteur par les appareils d'actionnement 20A et 21A qui sont chacun commandés par le signal de commande d'une unité de commande non représentée. La soupape d'admission de turbulence 20 est fermée lorsque la vitesse de rotation du moteur est faible, pour renforcer ainsi l'écoulement d'air admis dans les portions de conduits autres que la portion fermée du conduit d'entrée. Par conséquent, la turbulence admise dans la chemise du cylindre sera renforcée. Lorsque la vitesse de rotation du moteur est élevée, la soupape sera ouverte, réduisant la turbulence admise. D'autre part, l'ouverture et la fermeture du papillon d'admission 21 est commandée par la vitesse de rotation du moteur et par la quantité de combustible injecté, comme illustré par le diagramme de la FIG. 5. Lorsque le papillon 21 est fermé, le taux de RGE aug- mentera et lorsqu'il est ouvert, le taux de RGE diminuera. Comme autre fonction, le papillon d'admission 21 sert de soupape d'interruption de l'admission destinée à se fer- mer complètement lors de l'arrêt du moteur, pour aider à arrêter le moteur. L'assemblage de la tubulure d'admission 1 et du bois- seau 15 et le montage sur une tête de cylindre 22 sont illustrés par la FIG. 6. En FIG. 6, la référence 23 représente une portion de conduit d'admission du côté de la tête du cylindre 22, 24 est un tuyau d'admission et 25 est un collier de fixation. Dans un appareil d'admission présentant une telle structure, les portions de conduit d'admission indépendantes des deux systèmes montés sur chacun des cylindres #1 à #4 sont formées sur la tubulure 1 de sorte que la portion de conduit d'admission de chaque système sera assemblée à cha- que système et que la soupape d'admission de turbulence 20 et le papillon 21 seront installés dans le boisseau 15 con- necté entre la tubulure d'admission 1 et le passage d'admis- sion du côté du filtre à air. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de monter la soupape d'admission de turbulence sur chacun des cylindres, ce qui conduit à une réduction du nombre de pièces, l'appareil de commande de la pluralité de soupapes de commande d'admission de turbulence peut être simplifié et le poids peut être réduit. Etant donné que seule la soupape de commande d'admis- sion de turbulence est montée, la dispersion de la commande de chaque soupape n'est plus un problème et l'amélioration du rendement du moteur et de la propreté des gaz d'échappe- ment peuvent être obtenues. Dans un appareil présentant deux conduits d'admission montés sur chaque cylindre avec chaque conduit d'admission connecté à deux chambres d'assemblage formées indépendam- ment, il y avait le problème que l'appareil soit difficile ou impossible à monter sur des véhicules puisque ces cham- bres d'assemblage étaient formées séparément et présentaient une grande dimension. Cependant, le présent appareil compor-10 te seulement un boisseau, de sorte qu'il est avantageux une fois monté sur des véhicules. En particulier, puisqu'il n'est pas nécessaire de mon- ter la soupape de commande d'admission de turbulence 20 et le papillon d'admission 21 du côté de la tubulure d'admis- sion 1, lorsque l'appareil forme une seule pièce moulée, la tubulure d'admission 1 est facile à fabriquer, ce qui est réaliste du point de vue de la technique de moulage. il REVENDICATIONS 1. Appareil d'admission d'un moteur à combustion inter- ne comprenant une tubulure d'admission (1), et un boisseau (15) connecté entre la tubulure d'admission (1) et un passa- ge d'admission (24) connecté à un filtre à air, caractérisé en ce que la tubulure d'admission (1) comporte des portions de conduits d'admission (2A, 3A, 4A, 5A, 2B, 3B, 4B, 5B) de deux systèmes indépendants montés sur chaque cylindre (#1 à #4), des portions d'assemblage (6, 7) pour assembler les conduits d'admission (2A, 3A, 4A, 5A, 2B, 3B, 4B, 5B) de chaque système à chaque système, une portion de montage (12) du côté des têtes de cylindres (#1 à #4) o une pluralité d'ouvertures (8A, 9A, 10A, llA, 8B, 9B, 10B, liB) du côté de la portion indépendante des portions de conduits d'admission (2A, 3A, 4A, 5A, 2B, 3B, 4B, 5B) de chaque système, connec- tée au passage d'admission de chaque cylindre sont formées, et une portion de montage (13) est formée du côté du filtre à air présentant deux ouvertures (6A, 7A) du côté de la portion d'assemblage des portions de conduits d'admission (2A, 3A, 4A, 5A, 2B, 3B, 4B, 5B) de chaque système connecté à un passage d'admission du côté du filtre à air, tous les composants de la tubulure d'admission (1) étant moulés d'une pièce; et le boisseau (15) comporte à une de ses extrémités deux ouvertures (17, 18) qui sont connectées à deux ouvertures du côté de la portion d'assemblage de la tubulure d'admission (1), et à l'autre extrémité une ouverture (19) du côté amont connectée au passage d'admission (24) du côté du filtre à air, dans lequel une soupape de commande d'admission de tur- bulence (20) est disposée dans une des deux ouvertures (17, 18) du côté aval, et un papillon d'admission (21) est dispo- sé dans l'ouverture (19) du côté amont, présentant encore un appareil d'actionnement (20A) de la soupape de commande d'admission de turbulence (20) et un appareil d'actionnement (21A) du papillon d'admission (21). 2. Appareil d'admission d'un moteur à combustion inter- ne selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une admission de gaz d'échappement recirculé (14) est connectée à ladite ouverture(7A) du côté de la portion d'assemblage (7), laquelle est encore connectée à une des deux ouvertures (17, 18) du boisseau (15) monté sur la tubu- lure d'admission (1). 3. Appareil d'admission d'un moteur à combustion inter- ne selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit appareil d'actionnement (20A) de la soupape de commande d'admission de turbulence (20) et ledit appareil d'actionnement (21A) du papillon d'admission (21) sont cha- cun commandés selon un signal de commande d'un dispositif disposé sur la structure de commande du moteur.15 4. Appareil d'admission d'un moteur à combustion inter- ne selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande pour commander l'appareil d'actionnement (20A) de la soupape de commande d'admission de turbulence (20) commande la fermeture de cette valve20 lorsque la vitesse de rotation du moteur est faible et l'ou- verture, lorsque la vitesse de rotation du moteur est élevée. 5. Appareil d'admission d'un moteur à combustion inter- ne selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande de l'appareil d'actionne- ment dudit papillon d'admission (21) commande l'ouverture et la fermeture de ce papillon (21) en fonction de la vitesse de rotation du moteur et de la quantité de combustible injecté.30 6. Appareil d'admission d'un moteur à combustion inter- ne selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande de l'appareil d'actionnement dudit papillon d'admission (21) commande la fermeture complète de ce papillon lorsque le moteur est arrêté.