Brevet FR2869357A1 — publié le 20051028

"Circuit pour l'alimentation en gaz d'admission d'un moteur thermique de véhicule automobile" L'invention concerne un circuit pour l'alimentation en gaz d'admission d'un moteur thermique de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un circuit pour l'alimentation en gaz d'admission d'un moteur thermique de véhicule automobile, du type qui comporte un conduit d'admission sensiblement axial formé dans la culasse du moteur qui est susceptible d'être alimenté, par l'intermédiaire d'un organe io comportant des moyens de répartition, à l'un ou l'autre d'un premier et d'un second conduits d'alimentation de longueurs différentes. On connaît de nombreux exemples de circuits d'alimentation de ce type. De tels circuits comportent des dispositifs d'un premier type présentant l'avantage de permettre d'alimenter le moteur en gaz d'admission selon une longueur sélectivement adaptée des conduits d'admission. En effet, des conduits de longueur variable peuvent être globalement accordés acoustiquement aux pulsations et aux longueurs d'ondes selon lesquelles les gaz sont émis de manière à permettre une alimentation optimale du moteur. II est par ailleurs connu de l'état de la technique des dispositifs d'un second type permettant de provoquer l'apparition dans le conduit d'admission d'un mouvement tourbillonnaire d'axe globalement perpendiculaire l'axe dudit conduit. Ce mouvement tourbillonnaire, connu sous le nom de "tumble" permet un brassage optimal des gaz dans la chambre de combustion. Toutefois, ces dispositifs sont indépendants des premiers dispositifs précédemment cités, de sorte que la coexistence des deux dispositifs dans le compartiment moteur d'un véhicule automobile est nécessairement encombrante. L'invention permet de remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif du second type intégré à un dispositif du premier type. Dans ce but, l'invention propose un circuit du type décrit précédemment, caractérisé en ce que l'organe comporte de surcroît des moyens de déviation de l'écoulement qui sont susceptibles d'être activés sélectivement, lorsque le conduit d'admission est relié à l'un ou l'autre des premier ou second conduits d'alimentation, pour dévier localement l'écoulement io gazeux dans l'organe de répartition de manière à provoquer l'apparition d'un écoulement tourbillonnaire dans le conduit d'admission. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - l'organe comporte un boîtier dont un premier conduit d'entrée est relié au premier conduit d'alimentation, dont un second conduit d'entrée est relié au second conduit d'alimentation, et dont un conduit de sortie est relié au conduit d'admission de la culasse, le boîtier comporte un alésage transversal dans lequel débouchent les conduits d'entrée et de sortie et dans lequel est monté un rotor cylindrique qui est monté tournant autour d'un axe transversal et qui comporte un conduit perpendiculaire à l'axe transversal, le rotor est susceptible d'occuper au moins une première position angulaire associée à l'alimentation du conduit de sortie par le premier conduit d'entrée et au moins une deuxième position angulaire associée à l'alimentation du conduit de sortie par le deuxième conduit d'entrée pour former les moyens de répartition et le conduit du rotor comporte les moyens de déviation de l'écoulement, - les moyens de déviation de l'écoulement sont constitués d'au moins une extrémité d'au moins une paroi du conduit du rotor, tournée vers le conduit de sortie, qui est susceptible de faire saillie en regard d'une partie dudit conduit de sortie dans au moins une troisième position associée à l'alimentation du conduit de sortie par le premier conduit d'entrée et à la déviation locale de l'écoulement gazeux, ou dans au moins une quatrième position associée à l'alimentation du conduit de sortie par le second conduit d'entrée et à la déviation locale de l'écoulement gazeux, - l'alésage et le rotor du boîtier sont d'un diamètre supérieur à l'encombrement extrême des premier et second conduits d'entrée et au diamètre du conduit de sortie du boîtier, et le conduit du rotor comporte au moins: É une première paroi de liaison, de génératrice transversale, qui est destinée à raccorder sans discontinuité un bord du premier conduit d'entrée et un bord déterminé du conduit de sortie dans la première position angulaire, et qui comporte une première extrémité qui, lorsqu'elle est tournée vers le conduit de sortie dans la troisième position, forme un premier moyen de déviation, É une seconde paroi de liaison, agencée en vis à vis de la première paroi de liaison, de génératrice transversale, qui est destinée à raccorder sans discontinuité un bord du second conduit d'entrée et le même bord déterminé du conduit de sortie dans la deuxième position angulaire et qui comporte une seconde extrémité qui, lorsqu'elle est tournée vers le conduit de sortie dans la quatrième position, forme un second moyen de déviation, le premier conduit d'entrée est coaxial au conduit de sortie, la première paroi de liaison est plane, et la seconde paroi de liaison est bombée, - les troisième et quatrième positions sont obtenues par rotation du rotor, respectivement à partir des première et deuxième positions, d'un angle déterminé qui est inférieur à l'angle de rotation correspondant au passage de la première à la deuxième position. - le rotor est susceptible d'occuper uniquement une première, une deuxième, une troisième et une quatrième position, i0 15 - le rotor est susceptible d'occuper les première et deuxième positions et une pluralité de troisième et quatrième positions définies de manière discrète, - le rotor est susceptible d'occuper les première et 5 deuxième positions et une pluralité de troisième et quatrième positions définies de manière continue, - le circuit comporte un moteur d'entraînement du rotor qui est commandé par une unité de contrôle du moteur du véhicule pour commander le positionnement du rotor selon les première, deuxième, troisième et quatrième positions, - les moyens de répartition comportent au moins un papillon rotatif monté dans l'organe en aval de chaque conduit d'alimentation et les moyens de déviation de l'écoulement comportent un papillon rotatif monté dans l'organe en amont du conduit d'admission. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'ensemble du circuit selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique de détail du circuit dans la première position du rotor, -la figure 3 est une vue schématique de détail du circuit 25 dans la troisième position du rotor, - la figure 4 est une vue schématique de détail du circuit dans la deuxième position du rotor, - la figure 5 est une vue schématique de détail du circuit dans la quatrième position du rotor. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. Par convention, les termes "inférieur", "supérieur", "amont", ou "aval" désignent respectivement des éléments ou des positions orientés respectivement vers le bas, le haut, la gauche ou la droite des figures 1 à 5. On a représenté à la figure 1 un circuit 10 pour l'alimentation en gaz d'admission d'un moteur 12 thermique de véhicule automobile. De manière connue, le circuit 10 comporte un conduit 12 d'admission sensiblement axial d'axe "A" formé dans une culasse 14 du moteur 16 qui est susceptible d'être alimenté, par l'intermédiaire d'un organe 18 comportant des moyens de io répartition, à l'un ou l'autre d'un premier conduit 20 et d'un second conduit 22 d'alimentation de longueurs différentes. Chacun des premier conduit 20 ou un second conduit 22 est lui-même alimenté par un dispositif 24 d'admission des gaz commun, plus connu sous le nom de "plenum", qui est par exemple relié au milieu extérieur pour permettre l'admission d'air dans les premier et second conduits 20, 22. Par exemple, le premier conduit d'alimentation 20 est un conduit long et le second conduit 22 d'alimentation est un conduit court. L'organe 18 permet d'alimenter le moteur en gaz d'admission avec le premier conduit 20 ou avec le second conduit 22 de manière que la longueur soit globalement accordée acoustiquement aux pulsations et aux longueurs d'ondes selon lesquelles les gaz sont émis de manière à permettre une alimentation optimale du moteur 16. Conformément à l'invention, comme l'illustrent les figures 2 à 5, l'organe 18 comporte de surcroît des moyens 23, 25 de déviation de l'écoulement qui sont susceptibles d'être activés sélectivement, lorsque le conduit 12 d'admission est relié à l'un ou l'autre des premier ou second conduits 20, 22 d'alimentation, pour dévier localement l'écoulement gazeux dans l'organe 18 de répartition de manière à provoquer l'apparition d'un écoulement tourbillonnaire dans le conduit 12 d'admission. Selon un premier mode de réalisation (non représenté) de l'invention, les moyens de répartition comportent au moins un papillon rotatif monté dans l'organe 18 en aval de chaque conduit 20, 22 d'alimentation et les moyens de déviation de l'écoulement comportent un papillon rotatif monté dans l'organe 18 en amont du conduit 12 d'admission. L'inclinaison du papillon rotatif en amont du conduit 12 d'admission, provoque, du fait de la saillie dudit papillon en regard du conduit 12, l'apparition d'un écoulement tourbillonnaire du type "tumble" dans le conduit 12 d'admission. Selon un second mode de réalisation préféré de l'invention io l'organe comporte un boîtier 24 dont un premier conduit 26 d'entrée est relié au premier conduit 20 d'alimentation, dont un second conduit 28 d'entrée est relié au second conduit 22 d'alimentation, et dont un conduit de sortie 30 est relié au conduit 12 d'admission de la culasse 14. Le boîtier 24 comporte par ailleurs un alésage transversal 32 dans lequel débouchent les conduits d'entrée 26, 28 et de sortie 30 et dans lequel est monté un rotor cylindrique 34 qui est monté tournant autour d'un axe "B" transversal et qui comporte un conduit perpendiculaire 36 à l'axe transversal "B". Le rotor 34 est susceptible d'occuper au moins une première position angulaire, représentée à la figure 2, qui est associée à l'alimentation du conduit 30 de sortie par le premier conduit 26 d'entrée et au moins une deuxième position angulaire, représentée à la figure 4, associée à l'alimentation du conduit 30 de sortie par le deuxième conduit 28 d'entrée pour former les moyens de répartition. Conformément à l'invention, le conduit 36 du rotor 34 comporte les moyens 23, 25 de déviation de l'écoulement. Plus particulièrement, les moyens 23, 25 de déviation de l'écoulement sont constitués d'au moins une extrémité 23, 25 d'au moins une paroi 38, 40 du conduit 36 du rotor 34, tournée vers le conduit d'admission 12, qui est susceptible de faire saillie en regard d'une partie dudit conduit 30 de sortie, dans au moins une troisième position, représentée à la figure 3, qui est associée à l'alimentation du conduit 30 de sortie par le premier conduit 26 d'entrée et à la déviation locale de l'écoulement gazeux, ou bien dans au moins une quatrième position, représentée à la figure 5, qui est associée à l'alimentation du conduit 30 de sortie par le second conduit 28 d'entrée et à la déviation locale de l'écoulement gazeux. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque extrémité 23, 25 est portée par une paroi 38, 40 particulière du conduit 36 du rotor 34. io En effet, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'alésage 32 et le rotor 34 du boîtier 24 sont d'un diamètre "D" supérieur à l'encombrement extrême "E" des premier et second conduits d'entrée 26, 28 et au diamètre "d" du conduit 30 de sortie du boîtier 24, et le conduit 36 du rotor 34 comporte au moins: - une première paroi 38 de liaison, de génératrice transversale, qui est destinée à raccorder sans discontinuité un bord 42 du premier conduit 26 d'entrée et un bord déterminé 44 du conduit 30 de sortie dans la première position angulaire, et qui comporte une première extrémité 23 qui, lorsqu'elle est tournée vers le conduit 30 de sortie dans la troisième position dans laquelle elle fait saillie en regard de ce conduit 30, forme un premier moyen 23 de déviation. - une seconde paroi 40 de liaison, agencée en vis à vis de la première paroi 38 de liaison, de génératrice transversale, qui est destinée à raccorder sans discontinuité un bord 46 du second conduit d'entrée et le même bord 44 déterminé du conduit de sortie dans la deuxième position angulaire et qui comporte une seconde extrémité 25 qui, lorsqu'elle est tournée vers le conduit 30 de sortie dans la quatrième position dans laquelle elle fait saillie en regard de ce conduit 30, forme un second moyen 25 de déviation. De ce fait les moyens 23, 25 de déviation générant un écoulement tourbillonnaire peuvent être très simplement réalisés 2869357 8 à l'aide d'une conformation particulière du rotor 34 sans ajout d'un quelconque dispositif supplémentaire. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le premier conduit 26 d'entrée est coaxial au conduit 30 de sortie. La première paroi 38 de liaison est plane. Les conduits d'entrée 26 et 28 forment entre eux un angle déterminé et de ce fait, la seconde paroi 40 de liaison est bombée pour permettre le raccordement sans discontinuité des bords 46 et 44. Dans cette configuration, la troisième position de la figure l0 3 est obtenue par rotation du rotor 34 à partir de la première position de la figure 2, d'un angle "a" déterminé qui est inférieur à l'angle de rotation correspondant au passage de la première à la deuxième position. Sur la figure 3, cet angle est d'orientation antihoraire. D'une manière analogue, la quatrième position de la figure est obtenue par rotation du rotor 34 à partir de la deuxième position de la figure 4, d'un angle "13" déterminé qui est inférieur à l'angle de rotation correspondant au passage de la première à la deuxième position. Les valeurs des angles "a" et "13" de rotation peuvent répondre à divers choix de configuration du circuit. Selon une première variante du second mode de réalisation de l'invention, le rotor 34 est susceptible d'occuper uniquement une première, une deuxième, une troisième et une quatrième position. Les valeurs des angles "a" et "13" sont donc uniques. Selon une deuxième variante du second mode de réalisation de l'invention, le rotor 34 est susceptible d'occuper les première et deuxième positions et une pluralité de troisième et quatrième positions définies de manière discrète. II existe donc un nombre déterminé de valeurs des angles "a" et "13". Selon une troisième variante du second mode de réalisation de l'invention, le rotor 34 est susceptible d'occuper les première et deuxième positions et une pluralité de troisième et quatrième positions définies de manière continue. II existe donc un nombre théoriquement de valeurs des angles "a" et "13" comprises dans un intervalle déterminé propre à provoquer l'apparition d'un mouvement tourbillonnaire. Dans toutes ces variantes, le circuit comporte un moteur d'entraînement (non représenté) du rotor 34 qui est commandé par une unité (non représenté) de contrôle du moteur du véhicule pour commander le positionnement du rotor 34 selon les première, deuxième, troisième et quatrième positions. Ainsi, dans le cas particulier des deuxième et troisième variantes, l'unité est donc à même de déterminer la valeur appropriée des angles. II existe donc un nombre déterminé de valeurs des angles "a" et "13" déterminant le meilleur rendement du moteur. L'invention propose donc un circuit pour l'alimentation en gaz d'admission d'un moteur thermique de véhicule automobile présentant des caractéristiques élevées d'adaptabilité et garantissant en permanence le meilleur rendement du moteur. 2869357 io REVENDICATIONS 1. Circuit (10) pour l'alimentation en gaz d'admission d'un moteur thermique (14) de véhicule automobile, du type qui comporte un conduit (12) d'admission sensiblement axial formé dans une culasse (14) du moteur (16) qui est susceptible d'être alimenté, par l'intermédiaire d'un organe (18) comportant des moyens de répartition, à l'un ou l'autre d'un premier et d'un second conduits (20, 22) d'alimentation de longueurs différentes, caractérisé en ce que l'organe (18) comporte de surcroît io des moyens (23, 25) de déviation de l'écoulement qui sont susceptibles d'être activés sélectivement, lorsque le conduit (12) d'admission est relié à l'un ou l'autre des premier ou second conduits (20, 22) d'alimentation, pour dévier localement l'écoulement gazeux dans l'organe (18à de répartition de manière à provoquer l'apparition d'un écoulement tourbillonnaire dans le conduit (12) d'admission. 2. Circuit (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'organe (18) comporte un boîtier (24) dont un premier conduit d'entrée (26) est relié au premier conduit (20) d'alimentation, dont un second conduit d'entrée (28) est relié au second conduit (22) d'alimentation, et dont un conduit (30) de sortie est relié au conduit (12) d'admission de la culasse (14), en ce que le boîtier (24) comporte un alésage (32) transversal dans lequel débouchent les conduits d'entrée (26, 28) et de sortie (30) et dans lequel est monté un rotor cylindrique (34) qui est monté tournant autour d'un axe (B) transversal et qui comporte un conduit (36) perpendiculaire à l'axe (B)transversal, en ce que le rotor (34) est susceptible d'occuper au moins une première position angulaire associée à l'alimentation du conduit (30) de sortie par le premier conduit (26) d'entrée et au moins une deuxième position angulaire associée à l'alimentation du conduit (30) de sortie par le deuxième conduit (28) d'entrée pour former les moyens de répartition et en ce que le conduit (36) du rotor (34) comporte les moyens (23, 25) de déviation de l'écoulement. 2869357 Il 3. Circuit (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens (23, 25) de déviation de l'écoulement sont constitués d'au moins une extrémité d'au moins une paroi (38, 40) du conduit (36) du rotor (34), tournée vers le conduit (30) de sortie, qui est susceptible de faire saillie en regard d'une partie dudit conduit (30) de sortie dans au moins une troisième position associée à l'alimentation du conduit (30) de sortie par le premier conduit (26) d'entrée et à la déviation locale de l'écoulement gazeux, ou dans au moins une quatrième position io associée à l'alimentation du conduit (30) de sortie par le second conduit (28) d'entrée et à la déviation locale de l'écoulement gazeux. 4. Circuit (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'alésage (32) et le rotor (34) du boîtier (24) sont d'un diamètre (D) supérieur à l'encombrement (E) extrême des premier et second conduits d'entrée (26, 28) et au diamètre (d) du conduit (30) de sortie du boîtier (24), et en ce que le conduit 36) du rotor (34) comporte au moins: - une première paroi (38) de liaison, de génératrice transversale, qui est destinée à raccorder sans discontinuité un bord (42) du premier conduit (26) d'entrée et un bord (44) déterminé du conduit (30) de sortie dans la première position angulaire, et qui comporte une première extrémité (23) qui, lorsqu'elle est tournée vers le conduit (30) de sortie dans la troisième position, forme un premier moyen (23) de déviation. - une seconde paroi (40) de liaison, agencée en vis à vis de la première paroi (38) de liaison, de génératrice transversale, qui est destinée à raccorder sans discontinuité un bord (46) du second conduit (28) d'entrée et le même bord (44) déterminé du conduit (30) de sortie dans la deuxième position angulaire et qui comporte une seconde extrémité (25) qui, lorsqu'elle est tournée vers le conduit (30) de sortie dans la quatrième position, forme un second moyen (25) de déviation. 5. Circuit (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier conduit (26) d'entrée est coaxial au conduit (30) de sortie, en ce que la première paroi (38) de liaison est plane, et en ce que la seconde paroi (40) de liaison est bombée. 6. Circuit (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les troisième et quatrième positions sont obtenues par rotation du rotor (34), respectivement à partir des première et deuxième positions, d'un angle (a,(3) déterminé qui est inférieur à l'angle de rotation correspondant au passage de la première à la deuxième position. 7. Circuit (10) selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le rotor (34) est susceptible d'occuper uniquement une première, une deuxième, une troisième et une quatrième positions. 8. Circuit (10) selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le rotor (34) est susceptible d'occuper les première et deuxième positions et une pluralité de troisième et quatrième positions définies de manière discrète. 9. Circuit (10) selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le rotor (34) est susceptible d'occuper les première et deuxième positions et une pluralité de troisième et quatrième positions définies de manière continue. 10. Circuit (10) selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un moteur d'entraînement du rotor (34) qui est commandé par une unité de contrôle du moteur du véhicule pour commander le positionnement du rotor (34) selon les première, deuxième, troisième et quatrième positions. 1 1. Circuit (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de répartition comportent au moins un papillon rotatif monté dans l'organe en aval de chaque conduit (20, 22) d'alimentation et en ce que les moyens de déviation de l'écoulement comportent un papillon rotatif monté dans l'organe en amont du conduit (12) d'admission.