Brevet FR2848612A1 — publié le 20040618

Filtre à air pour moteur à combustion interne, et moteur équipé du dit filtre La présente invention concerne les moteurs à combustion interne et, plus précisément, la réalisation du filtre à air d'admission pour de tels moteurs, notamment pour des véhicules automobiles. De manière générale, un tel filtre comporte une cuve qui a une entrée d'air atmosphérique et une sortie d'air filtré. La position de l'entrée d'air par rapport au moteur et à son environnement, en 10 particulier dans le compartiment moteur, est déterminée de manière à optimiser à la fois l'encombrement global et les conditions d'aspiration d'air. La sortie d'air est raccordée au répartiteur d'air d'admission fixé sur la culasse, par un 15 ensemble de canalisations et de divers organes de traitement du flux d'air, tel qu'en particulier des organes de régulation de débit, de mesure de différents paramètres et/ou de refroidissement par exemple. Pour un véhicule de modèle donné, déterminant donc le volume utilisable pour y placer les différents organes et accessoires à loger dans le compartiment moteur, mais susceptible de recevoir 25 différentes motorisations ou versions d'équipements moteur, la position de l'entrée d'air du filtre reste donc identique, mais ce n'est pas forcément le cas pour la sortie d'air, qui va dépendre de la position de l'organe sur laquelle elle se raccorde, puisque 30 cet organe peut être différent d'une version à l'autre. Par exemple, dans le cas de moteurs dits atmosphériques, c'est à dire o l'air est aspiré dans chaque cylindre lors de la course descendante du 5 piston, la sortie du filtre est raccordée au répartiteur, via un carburateur, ou un boîtier de papillon de commande du débit d'air pour un moteur à injection de carburant, qui peuvent être directement fixés sur le répartiteur. La sortie du filtre à air 10 est alors reliée directement à l'entrée du boîtier par une canalisation plus ou moins souple et déformable. Dans le cas de moteurs suralimentés par un 15 turbocompresseur, l'air est aspiré dans le filtre par le turbocompresseur puis dirigé sous pression vers le répartiteur d'admission ou le boîtier de papillon de commande de débit d'air. Le circuit d'air est donc nécessairement différent puisqu'il intègre en plus le 20 turbocompresseur, et ceci d'autant plus que, classiquement, le turbocompresseur est situé à proximité du collecteur d'échappement, donc sur un côté du moteur qui peut être opposé à celui o se trouve le répartiteur d'air d'admission. La 25 disposition des canalisations est donc nécessairement différente de celle du moteur atmosphérique. De plus encore, il est courant que l'air sortant du turbocompresseur passe par un échangeur 30 pour réduire sa température avant d'arriver dans le répartiteur d'admission. La présence de l'échangeur et sa position dans le compartiment moteur du véhicule pose des contraintes supplémentaires sur l'implantation des canalisations d'air. Pour satisfaire à ces besoins, la position de l'entrée d'air du filtre dans le compartiment moteur doit donc généralement rester fixe, mais la position 5 de la sortie d'air du filtre à air peut donc nécessiter d'être adaptée en fonction du type de motorisation, et dans ce cas, il est actuellement nécessaire d'utiliser, pour un même modèle de véhicule, des filtres à air spécifiques selon que le 10 moteur est un moteur atmosphérique ou suralimenté. Cela entraîne donc un besoin de deux modèles de filtre à air, et donc un surcot. La présente invention a pour but de résoudre 15 les problèmes indiqués cidessus et vise en particulier à simplifier la réalisation du filtre à air en réduisant la diversité des besoins, et donc à utiliser les mêmes pièces, que le moteur soit atmosphérique ou suralimenté. L'invention vise donc 20 à optimiser la fabrication du filtre à air, par l'utilisation d'éléments communs aux versions atmosphérique et suralimentée, pour réduire les cots. Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un filtre à air pour moteur à combustion interne comportant une cuve adaptée pour recevoir un élément filtrant et comportant une entrée et une sortie non coaxiales communiquant à l'intérieur de la 30 cuve au travers de l'élément filtrant. Selon l'invention, le filtre à air est caractérisé en ce que la cuve comporte un fond de cuve dans lequel est réalisée l'entrée d'air, et un couvercle dans lequel est réalisée la sortie d'air, le fond de cuve et le couvercle étant assemblés de manière étanche selon une ligne de joint périphérique présentant une forme répétée cycliquement sur la 5 périphérie autour d'un axe perpendiculaire à la surface de joint contenant la dite ligne de joint. Ainsi, grâce à l'invention, il est possible d'adapter la position du couvercle de filtre portant 10 la sortie d'air au type de moteur, tout en gardant la même disposition et la même orientation pour le fond de cuve. Il suffit en fait de faire tourner le couvercle par rapport au fond de cuve d'une portion de tour correspondant à la périodicité du motif de la 15 ligne de joint pour le mettre dans une position souhaitée et retrouver dans cette position la possibilité de réassembler de manière étanche les deux parties constitutives de la cuve. Il est ainsi possible de n'utiliser qu'une seule et même cuve de filtre à air, que le moteur soit un moteur atmosphérique ou un moteur avec turbocompresseur. L'invention permet ainsi de réduire les diversités en terme de production de filtres à air, intégrés dans un Haut Moteur Modulaire ou non, tout en garantissant la réalisation de la fonction filtration d'air et le schéma de connexion adéquat 30 des organes du circuit d'admission d'air d'un moteur, qu'il soit atmosphérique ou suralimenté. Préférentiellement, la ligne de joint présente une symétrie axiale par rapport au dit axe, c'est à dire que la forme répétée ne se répète qu'une fois, les deux parties de la cuve du filtre pouvant alors prendre l'une par rapport à l'autre seulement deux positions différentes, après rotation relative de 1/2 tour autour du dit axe. Ce mode de réalisation particulier est en général suffisant pour permettre l'utilisation des mêmes éléments constitutifs de la cuve dans les deux 10 configurations de motorisation soit en version atmosphérique, soit en version turbocompressée. En effet, comme on le verra par la suite, il y a généralement lieu de seulement inverser l'orientation de la sortie du filtre à air pour l'orienter soit 15 vers un côté du bloc moteur, soit vers l'autre côté. Toutefois, avec une forme se répétant cycliquement trois ou quatre fois par exemple, il serait possible de faire subir aux deux parties de la cuve une rotation respectivement de 1/3 ou de 1/4 de tour. 20 Selon d'autres dispositions particulières, prises isolément ou en combinaison: - la ligne de joint est plane et rectangulaire, - l'entrée et la sortie d'air sont constituées 25 d'orifices ménagés respectivement dans les parois latérales du fond de cuve et du couvercle, et dont les axes sont orientés selon des directions sensiblement parallèles, - l'élément filtrant est une cartouche 30 filtrante cylindrique disposée dans le couvercle coaxialement avec la sortie d'air, - la cartouche filtrante est fermée à une extrémité et communique par son extrémité opposée avec l'orifice de sortie d'air de la cuve, - le fond de cuve et le couvercle comportent des moyens de centrage respectifs, - le fond de cuve et le couvercle comportent des moyens de liaison étanches un sur l'autre. L'invention a aussi pour objet l'adaptation du filtre à air défini cidessus sur un moteur à combustion interne atmosphérique, caractérisé en ce que le couvercle de cuve de filtre est orienté de 10 manière que la sortie d'air soit dirigée du côté du moteur comportant le répartiteur d'admission d'air. L'invention a enfin pour objet l'adaptation du filtre à air défini cidessus sur un moteur à 15 combustion interne suralimenté, caractérisé en ce que le couvercle de cuve de filtre est orienté de manière que la sortie d'air soit dirigée du côté du moteur comportant le turbocompresseur. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va être faite à titre d'exemple nullement limitatif d'un filtre à air conforme à l'invention, et de son utilisation sur un groupe moteur atmosphérique et sur un groupe moteur 25 suralimenté pour un véhicule automobile. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique de 30 l'implantation d'un filtre à air selon l'invention sur un moteur à combustion interne atmosphérique, - la figure 2 est une vue schématique de l'implantation du filtre à air selon l'invention sur un moteur à combustion interne suralimenté, - la figure 3 est une vue en perspective du filtre à air utilisé dans l'implantation de la figure - la figure 4 est une vue en perspective du 5 filtre à air utilisé dans l'implantation de la figure - la figure 5 est une vue en perspective et éclaté illustrant la transformation de la cuve du filtre pour l'adapter à l'un ou l'autre des moteurs, 10 le couvercle étant représenté dans une position donnée, la figure 5a montrant l'orientation du fond de cuve avant assemblage avec le couvercle pour l'utilisation sur le moteur atmosphérique de la figure 1, la figure 5b montrant l'orientation du fond 15 de cuve avant assemblage avec le couvercle pour l'utilisation sur le moteur suralimenté de la figure 2. Sur le dessin de la figure 1, on a représenté 20 schématiquement le bloc moteur 1 pourvu du répartiteur d'admission d'air 2, dans la version atmosphérique. Le filtre à air 3 est implanté en bout de moteur et son entrée 31, orientée par exemple vers l'avant du véhicule, est raccordée sur une canalisation de prise d'air 4 débouchant également vers l'avant du véhicule. La sortie 32 du filtre à air est aussi dirigée vers l'avant, et raccordée par une gaine 5 sur un boîtier 6 de papillon de commande de débit d'air, fixé directement sur le répartiteur 30 d'admission 2. Sur le dessin de la figure 2, on a représenté le moteur 1 dans la version suralimentée. Comme dans la version atmosphérique, le filtre à air 3 est implanté en bout de moteur et son entrée 31, orientée par exemple vers l'avant du véhicule, est raccordée sur une canalisation de prise d'air 4 débouchant également vers l'avant du véhicule. Par contre, la 5 sortie 32 du filtre à air est alors dirigée vers l'arrière, du côté comportant le collecteur d'échappement, non représenté. La sortie 32 du filtre à air est raccordée par une gaine 7 sur l'entrée 81 de la partie compresseur 82 du turbocompresseur 8, 10 dont la partie turbine est connectée, de manière classique sur le collecteur d'échappement. Dans l'exemple représenté, la sortie 84 de la partie compresseur du turbocompresseur 8 est reliée 15 par un conduit 9 à un échangeur 10, luimême relié par une autre conduite 11 au boîtier de papillon 6. Dans d'autres configurations, le turbocompresseur pourrait aussi être raccordé sur le boîtier 6 de papillon sans passer par un échangeur. 20 On va maintenant décrire plus en détail la réalisation du filtre à air 3. La cuve de celui-ci est essentiellement constituée d'un fond de cuve 33 et d'un couvercle 34 assemblés selon une ligne de 25 joint 35 dont la forme rectangulaire, située dans un plan de joint P. est bien visible figure 5. Comme on le voit bien en particulier sur cette dernière figure, cette forme, symétrique par rapport à un axe A perpendiculaire au plan de joint, permet 30 d'assembler le couvercle 34 avec le fond de cuve 33 dans les deux positions de celui-ci représentées figures 5a et 5b, tout en conservant la même jonction entre ces pièces. Pour assurer leur bon positionnement relatif, le couvercle par exemple comporte sur sa périphérie un bord rabattu 36 qui vient se placer autour du bord périphérique 37 du fond de cuve. Les deux bords du 5 fond de cuve et du couvercle sont par ailleurs aménagés de manière à assurer l'étanchéité. Le maintien de ces deux pièces assemblées est assuré, de manière connue en soi, par exemple par des crochets, ou autres moyens de fixation démontables permettant 10 l'accès à la cartouche filtrante 38 montée dans le couvercle. La cartouche filtrante 38 est une cartouche de forme cylindrique, de section circulaire ou ovale. 15 Elle est placée dans le couvercle de manière que son évidemment central 39 soit par une extrémité en communication directe avec la sortie 32 du filtre, et obturé à l'autre extrémité, ou au moins étanche par rapport à la paroi du couvercle. L'air circule dans 20 le circuit d'admission d'air de manière classique, en entrant par le conduit de prise d'air 4, puis en se répartissant à l'intérieur du fond de cuve 33 et du couvercle 34 autour de la cartouche filtrante 38, avant de traverser la paroi de celle-ci en y étant 25 épuré au passage. L'air filtré à l'intérieur de la cartouche est dirigé vers la sortie du filtre 32 et de là vers le répartiteur 2 ou le turbocompresseur 8. Pour adapter le filtre à air à une utilisation 30 en version moteur atmosphérique ou moteur suralimenté, le fond de cuve restant dans la même position par rapport au logement moteur, il suffit d'en détacher le couvercle, de tourner celui d'un demi-tour, puis de le fixer à nouveau sur le fond de cuve. L'invention n'est pas limitée au mode de 5 réalisation qui a été décrit ci-dessus uniquement à titre d'exemple. Les orifices d'entrée et de sortie d'air pourront être localisés sur le fond de cuve et le couvercle de manière différente, sur d'autres parois et avec des orientations différentes. En 10 particulier, l'orifice d'entrée pourrait par exemple être réalisé dans une paroi non perpendiculaire au plan de joint P, et être orienté selon une direction perpendiculaire ou inclinée par rapport au dit plan de joint. La surface de joint pourrait aussi ne pas 15 être plane, dans la mesure ou la symétrie axiale de la ligne de joint est respectée, ce qui peut permettre par exemple plus de latitude dans le choix de la localisation de l'orifice d'entrée sur le fond de cuve. L'invention ne s'applique pas seulement au cas donné en exemple o le répartiteur d'admission de la version atmosphérique et le turbocompresseur de la version suralimentée sont de part et d'autre du bloc 25 moteur. Elle peut notamment aussi s'appliquer lorsque, en fonction de la version du moteur, les organes sur lesquels se raccorde le filtre à air sont très éloignés l'un de l'autre par rapport à la position de la sortie du filtre à air. 30 REVENDICATIONS 1. Filtre à air (3) pour moteur à combustion interne comportant une cuve adaptée pour recevoir un élément filtrant (38) et comportant une entrée (31) et une sortie (32) non coaxiales communiquant à 5 l'intérieur de la cuve au travers de l'élément filtrant, caractérisé en ce que la cuve comporte un fond de cuve (33) dans lequel est réalisée l'entrée d'air (31), et un couvercle (34) dans lequel est réalisée la sortie d'air (32), le fond de cuve et le 10 couvercle étant assemblés de manière étanche selon une ligne de joint (35) périphérique présentant une forme répétée cycliquement sur la périphérie autour d'un axe (A) perpendiculaire à la surface de joint(P) contenant la dite ligne de joint. 15 2. Filtre à air selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ligne de joint (35) présente une symétrie axiale par rapport au dit axe (A). 3. Filtre à air selon la revendication 2, caractérisé en ce que la ligne de joint (35) est plane et rectangulaire. 4. Filtre à air selon la revendication 1., 25 caractérisé en ce que l'entrée (31) et la sortie (32) d'air sont constituées d'orifices ménagés respectivement dans les parois latérales du fond de cuve (33) et du couvercle (34), et qui sont orientés selon des directions sensiblement parallèles. 30 5. Filtre à air selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément filtrant est une cartouche filtrante (38) cylindrique disposée dans le couvercle (34) coaxialement avec la sortie d'air (32). 6. Filtre à air selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cartouche filtrante (38) est obturée à une extrémité et communique par son extrémité opposée avec l'orifice de sortie d'air (32) de la cuve. 7. Filtre à air selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond de cuve (33) et le couvercle (34) comportent des moyens de centrage (36, 37) respectifs. 8. Filtre à air selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond de cuve (33) et le couvercle (34) comportent des moyens de liaison étanches un sur l'autre. 9. Moteur à combustion interne atmosphérique, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un filtre à air (3) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, et le couvercle (34) de cuve de filtre est orienté de 25 manière que la sortie d'air (32) soit dirigée du côté du moteur (1) comportant le répartiteur d'admission d'air (2). 10. Moteur à combustion interne suralimenté, 30 caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un filtre à air (3) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, et le couvercle (34) de cuve de filtre est orienté de manière que la sortie d'air (32) soit dirigée du côté du moteur comportant le turbocompresseur (8).