Brevet FR2855221A1 — publié le 20041126

Répartiteur d'admission pour moteur à combustion interne suralimenté La présente invention se rapporte à un répartiteur d'admission adapté aux moteurs à combustion interne suralimentés. Un domaine d'application envisagé est notamment celui des nmoteurs de véhicule automobile pour lesquels on cherche à améliorer sans cesse le rendement à tout régime. Un moyen d'augmenter le rendement des moteurs, qu'ils fonctionnent avec un allumage commandé ou par auto-allumage, est de o10 les suralimenter en comprimant le mélange combustible au moyen d'un turbocompresseur. Le mélange est comprimé dans le conduit d'admission du répartiteur d'admission, ledit conduit d'admission débouchant dans l'extrémité d'un plénum qui s'étend longitudinalement, au-dessus de la culasse du moteur 15 au regard des cylindres; chaque cylindre est raccordé audit plénum par un conduit primaire qui débouche dans le cylindre au regard d'une soupape d'admission. Les conduits primaires sont alors raccordés sensiblement perpendiculairement audit plénum et parallèlement entre eux, du conduit 20 d'admission jusqu'à l'extrémité du plénum. Ainsi, en comprimant le mélange combustible au moyen du turbocompresseur dans le conduit d'admission, il est injecté sous pression dans chaque cylindre lorsque les soupapes d'admission libèrent leur siège de soupape. Un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention est de fournir un répartiteur d'admission qui permette d'améliorer les performances du moteur non seulement à haut régime, mais aussi à bas régime tout en conférant des performances au moins identiques aux autres régimes. Le régime moteur correspond ici à la 30 vitesse de rotation du vilebrequin du moteur. Dans ce but, la présente invention propose un répartiteur d'admission adapté aux moteurs à combustion interne suralimentés, comportant un conduit d'admission débouchant dans un plénum auquel sont raccordées les extrémités d'une pluralité de conduits primaires, lesdites extrémités étant raccordées ensemble directement suLr ledit conduit d'admission et la jonction entre lesdites extrémités et ledit conduit d'admission formant ledit plénum. Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans le raccordement radial direct des conduites primaires sur le conduit d'admission de façon à réduire au maximum le volume nécessaire au transfert du mélange combustible, du turbocompresseur vers les cylindres; le volume du 10 plénum correspondant désormais, à la jonction des extrémités des conduits primaires et du conduit d'admission, ce qui réduit considérablement son volume par rapport aux plénums de l'art antérieur. De la sorte, d'une part l'alimentation du moteur est réalisée de manière symétrique sur les cylindres qui le constituent et d'autre part, le remplissage naturel du moteur est augmenté. De ce fait, le rendement du moteur est augmenté globalement, non seulement à bas régime par rapport aux moteurs comportant des répartiteurs selon l'art antérieur et dont le couple est généralement faible à bas régime, mais aussi à haut régime. Préférentiellement, les dimensions des sections droites desdites extrémités et dudit conduit d'admission sont sensiblement égales. Ainsi, le mélange combustible est uniformément réparti dans les conduits primaires, la pression étant sensiblement équivalente dans chaque conduit primaire. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention particulièrement avantageux, lesdits conduits primaires se divisent en deux branches, chacune correspondant à une soupape d'admission. De la sorte, le mélange combustible injecté dans le conduit primaire est divisé en deux parties, chacune étant parfaitement guidée vers une ouverture 30 correspondant à une soupape d'admission du cylindre. Selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention particulièrement avantageux, I'axe dudit conduit d'admission est contenu dans un plan de symétrie dudit répartiteur d'admission. Ainsi, grâce à cette caractéristique, le mélange combustible s'écoule dans le répartiteur d'admission avec des pertes de charges réduites, de sorte que la puissance du turbocompresseur est essentiellement utilisée à comprimer le mélange combustible dans les cylindres. Avantageusement, le répartiteur d'admission conforme à l'invention comprend trois conduits primaires, alimentant chacun un cylindre. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier 10 de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la Figure 1 est une vue schématique en élévation de dessus d'un répartiteur d'admission conforme à l'invention; et, - la Figure 2 est une vue schématique en perspective du répartiteur d'admission illustré sur la Figure 1. La Figure 1 i llustre u n répartiteur d'admission 1 0 vue d e d essus, présentant trois conduits primaires sensiblement de même section droite, un conduit primaire central 12 situé entre deux conduits primaires périphériques 14, 1 6, symétriques Il'un de l'autre par rapport a u conduit 20 primaire central 12. Les conduits primaires 12, 14, 16 présentent respectivement des premières extrémités 18, 20, 22 raccordées radialement et directement à un conduit d'admission 24, de même section que les conduits primaires par l'intermédiaire d'une jonction 26 formant chambre 28 et qui 25 correspond au plénum du répartiteur d'admission. En outre, les conduites primaires 12, 14, 16 présentent respectivement des secondes extrémités 30, 32, 34, chacune divisée en deux parties 36, 38 raccordées aux cylindres correspondants 40 que la culasse 42 recouvre. Les deux parties 36, 38 sont raccordées de façon hermétique 30 chacune à un alésage pratiqué dans le cylindre qu'une soupape d'admission est adaptée à venir obturer. Ainsi, le répartiteur d'admission 10 est destiné à être alimenté par un turbocompresseur, non représenté, susceptible d'être raccordé de manière hermétique au conduit d'admission 24. De la sorte, le mélange combustible est injecté sous pression dans les cylindres 40 par I'intermédiaire du répartiteur d'admission 10. On retrouve sur la Figure 2, le répartiteur d'admission 10 en perspective. Les conduits primaires 12, 14, 16 définissent un plan moyen P qui les coupe en leur centre et qui coupe également lesdites parties 36, 38 10 des secondes extrémités respectives 30, 32, 34. En outre, le répartiteur d'admission présente un plan de symétrie V, perpendiculaire au plan P et qui coupe axialement le conduit primaire central 12 et le conduit d'admission 24; les deux conduits primaires périphériques 14, 16 étant l'image l'un de l'autre par rapport au plan de 15 symétrie V. Alors que le conduit primaire central 12 s'étend longitudinalement, et que son extrémité débouche dans la chambre 28 au regard du conduit d'admission 24, les deux autres conduits primaires périphériques 14, 16 dont les secondes extrémités 32, 34 sont sensiblement parallèles entre elles et à la seconde extrémité 30 du 20 conduit primaire central 16, présentent chacun une portion coudée 44, 46 opposée l'une de l'autre, de façon que leur première extrémité 20, 22 débouche dans la chambre 28 sensiblement en regard l'une de l'autre à la jonction 26 entre le conduit d'admission 24 et le conduit primaire central 12. Ainsi, le volume de la chambre 28 est relativement faible et sensiblement équivalent à un volume cubique dont la longueur d'une arête correspond au diamètre maximal de la section droite du conduit d'admission 24. En outre, le volume du plénum ainsi obtenu est inférieur à une fois et demie la cylindrée unitaire du moteur. Cette dernière 30 correspond au volume balayé par le piston dans le cylindre de diamètre D, c'est-à-dire au produit de la course dudit piston par la surface définie par le diamètre dudit cylindre: c.D/4. De la sorte, lorsque le turbocompresseur comprime le mélange combustible dans le conduit d'admission 24, ledit mélange comblustible est distribué de façon symétrique dans chacun des conduits primaires 12, 14, 16 à partir de la chambre 28 sans perte de charge excessive. Par 5 ailleurs, la longueur des conduits primaires peut être adaptée pour obtenir des g ains à d ifférents régimes. C es g ains s ont n on s eulement l iés à l a longueur des conduits primaires utilisés, mais aussi à la ligne d'admission 24 située en amont du plénum. Grâce à cette configuration de répartiteur d'admission dont le volume 1o global intérieur est moindre que celui des répartiteurs de l'art antérieur, on obtient une augmentation du rendement global d'un moteur à essence présentant trois cylindres et qui en est équipé, situé entre 1 et 40/o à bas régime, par exemple 2% à 1750 tr/min et situé entre 2 et 7% à haut régime, par exemple 3% à 4250 tr/min. En outre, dans l'exemple précité, les rendements du moteur, avec un répartiteur d'admission conforme à l'invention, sont non seulement supérieurs aux rendements du moteur avec un répartiteur traditionnel, à 1750 et à 4250 tr/min mais ils sont aussi supérieurs dans des régimes voisins encadrant ces deux valeurs, entre 1500 et 2000 tr/min pour le 20 premier et entre 3500 et 5000 tr/min pour le deuxième. Bien évidemment, le répartiteur d'admission conforme à l'invention n'est pas seulement adapté aux moteurs à essence présentant trois cylindres, mais aussi aux moteurs de type Diesel pour lesquels la combustion s'effectue par auto-allumage. En outre, le répartiteur d'admission conforme à l'invention est adapté à d'autres types de moteurs à combustion interne présentant par exemple quatre cylindres et auquel cas il présente quatre conduits primaires. Encore d'autres types de moteur présentent une seule soupape d'admission et dans ce cas la seconde extrémité des conduits primaires 30 ne présente qu'une seule partie correspondant à une soupape d'admission. Par ailleurs, le répartiteur d'admission est adapté à être moulé d'une seule pièce en matière métallique du type acier ou aluminium et également à être moulé dans des matières plastiques adaptées à résister à des conditions thermiques élevées. REVENDICATIONS 1. Répartiteur d'admission adapté aux moteurs à combustion interne suralimentés, comportant un conduit d'admission (24) débouchant 5 dans un plénum (28) auquel sont raccordées les extrémités (18, 20, 22) d'une pluralité de conduits primaires (12, 14, 16), caractérisé en ce que lesdites extrémités (18, 20, 22) sont raccordées ensemble directement sur ledit conduit d'admission (24), la jonction entre lesdites extrémités (18, 20, 22) et ledit conduit d'admission (24) formant ledit plénum. 2. Répartiteur d'admission selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dimensions des sections droites desdites extrémités (18, 20, 22) et dudit conduit d'admission (24) sont sensiblement égales. 3. Répartiteur d'admission selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits conduits primaires (12,14, 16) se divisent en 15 deux branches (36, 38), chacune correspondant à une soupape d'admission. 4. Répartiteur d'admission selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé ce que l'axe dudit conduit d'admission (24) est contenu dans un plan de symétrie (P) dudit répartiteur 20 d'admission (10). 5. Répartiteur d'admission selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend trois conduits primaires (12, 14, 16).