Brevet FR2897106A1 — publié le 20070810

ECHAPPEMENT D'UN MOTEUR La présente invention concerne l'échappement d'un moteur à combustion interne de véhicule, et plus particulièrement un dispositif de collecte des gaz d'échappement du moteur. Les moteurs actuels sont équipés d'un collecteur muni de plusieurs tubulures qui récupèrent les gaz d'échappement de chaque chambre de combustion et les transmettent à une ligne d'échappement commune. Pour maintenir une température des gaz d'échappement suffisamment élevée nécessaire aux systèmes de dépollution en aval du moteur, il faut produire un collecteur compact minimisant les surfaces d'échange thermique avec l'air extérieur. La publication FR 2 304 785 propose une culasse adaptée pour regrouper l'échappement de deux chambres de combustions adjacentes, diminuant ainsi le nombre de tubulures récupérant les gaz d'échappement en sortie de la culasse. Cependant, en regroupant la sortie de deux cylindres, la vidange des chambres de combustion est perturbée par des pulsations de pression générées pendant la phase d'évacuation des gaz d'échappement de chaque chambre. Les pulsations de l'évacuation des gaz de la première chambre de combustion interfèrent avec celles de la deuxième chambre de combustion au niveau de la jonction entre les conduits d'échappement. Le but de la présente invention est donc de proposer un dispositif collecteur des gaz d'échappement amélioré, évitant les interférences des pulsations de pression. Dans ce but l'invention propose, soit d'agencer les canaux d'évacuations des gaz d'échappement d'au moins deux cylindres, de manière à obtenir un mouvement de rotation des gaz d'échappement, soit d'agencer les tubulures d'entrée du collecteur d'au moins deux cylindres de manière à obtenir un mouvement de rotation des gaz d'échappement, soit d'agencer à la fois les canaux d'évacuations et les tubulures d'entrée du collecteur. Pour cela les canaux d'évacuations des gaz d'échappement d'au moins deux cylindres peuvent être enroulés en hélice autour d'un axe commun. De préférence, lorsqu'au moins deux cylindres comportent deux soupapes d'échappement et deux canaux d'évacuation, les deux canaux d'évacuation des deux cylindres sont opposés deux à deux dans l'hélice. Les tubulures d'entrée du collecteur d'au moins deux cylindres peuvent être enroulées en hélice autour d'un axe commun. De préférence, lorsqu'au moins deux cylindres comportent deux soupapes d'échappement, les deux tubulures d'entrée du collecteur des deux cylindres sont opposées deux à deux dans l'hélice. Un croisillon peut être placé à l'embouchure de l'hélice formée par les canaux d'évacuation des gaz d'échappement ou par les tubulures d'entrée du collecteur. Le croisillon peut comporter une bague et au moins deux ailettes sensiblement perpendiculaires l'une de l'autre, fixées à l'intérieur de la bague. L'invention sera désormais décrite par des exemples en référence aux dessins annexés suivant : - la figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée d'un moteur selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique de dessus en coupe au niveau de la culasse illustrant l'invention ; - la figure 3 est un schéma du dispositif de mise en rotation selon l'invention ; - la figure 4 est un schéma du croisillon utilisé dans l'invention ; et - la figure 5 est un schéma de l'invention illustrant un autre mode de réalisation de l'invention. Les figures 1 et 2 représentent un moteur 10 qui comprend un carter de cylindres 12 surmonté d'une culasse 14, et un collecteur 20, fixé sur la culasse 14, pour recueillir les gaz d'échappement et les transmettre à la ligne d'échappement (non représentée). Le carter de cylindres 12 comprend quatre cylindres formant quatre chambres de combustion Cl à C4, chacune surmontée de deux soupapes d'échappement 16 dans la culasse 14. Pour chaque soupape d'échappement 16, la culasse 14 comporte un canal d'évacuation 18 en direction du collecteur 20. Les deux canaux d'évacuation 18 de chaque chambre de combustion des cylindres Cl et C4 sont reliés entre eux dans la culasse 14 puis les uniques conduits 22 sont directement dirigés vers leur orifice de sortie 22a sur une face de la culasse 14. Les orifices de sortie 22a sont directement reliés aux tubulures d'entrées 20a du collecteur 20 fixées sur la face de la culasse 14. Les quatre canaux d'évacuation (18a à 18d) des cylindres adjacents C2 et C3, sont reliés entre eux au sein même de la culasse 14 et l'unique conduit 24 est directement dirigé vers son orifice de sortie 24a sur la face de la culasse 14, relié directement à la tubulure d'entrée 20b correspondante du collecteur 20. Les deux tubulures 20a et la tubulure 20b du collecteur 20 sont reliées et débouchent en aval sur un orifice de sortie 20c du collecteur 20 en direction de la ligne d'échappement du moteur 10. Les quatre canaux d'évacuation (18a à 18d) des cylindres adjacents C2 et C3, s'enroulent et forment, avant d'être reliés au conduit 24, une hélice 26 autours d'un axe X sensiblement le même que celui du conduit 24. Un croisillon 28 est disposé à la jonction de l'hélice 26 avec le conduit 24. Le croisillon 28 est représenté sur la figure 4. Il est composé d'une bague 28a de diamètre externe sensiblement égal au diamètre du conduit 24, et de deux ailettes 28b sensiblement perpendiculaires l'une à l'autre, fixées à l'intérieur de la bague 28a, délimitant quatre zones correspondant aux embouchures des quatre canaux d'évacuation 18 des cylindres adjacents C2 et C3. Le fonctionnement de l'invention est le suivant : La combustion dans les cylindres Cl à C4 effectuée, les gaz d'échappement sont évacués par les soupapes d'échappement 16 vers les canaux d'évacuation 18 situés dans la culasse 14 du moteur 10. Afin de minimiser les surfaces d'échange avec l'air extérieur, les canaux 18 du cylindre C2 sont reliés avec ceux du cylindre C3. De ce fait le collecteur ne comporte plus que trois tubulures 20a, 20b pour quatre cylindres Cl à C4, au lieu d'une tubulure pour l'évacuation des gaz de chaque cylindre. La température des gaz d'échappement reste ainsi suffisamment élevée pour le bon fonctionnement des dispositifs de dépollution. La disposition des canaux d'évacuation (18a à 18d) des cylindres adjacents C2 et C3, formant une hélice 26, et la présence du croisillon 28, induisent un mouvement de tourbillon des gaz d'échappement autour de l'axe X. Avantageusement la disposition des canaux (18a à 18d) est comme sur la figure 3 : les deux canaux de chaque cylindre sont opposés deux à deux dans l'hélice 26. On retrouve alors les canaux 18a et 18b d'évacuation du cylindre C2 opposés dans l'hélice 26 ainsi que les canaux 18c et 18d du cylindre C3. L'avantage de ce jet rotatif autour de l'axe X est de permettre au gaz du cylindre C2 d'évacuer la chambre de combustion sans perturber l'évacuation des gaz du cylindre C3 et inversement. Dans un autre mode de réalisation de l'invention décrit d'après la figure 5, l'évacuation des gaz d'échappement des cylindres C2 et C3 s'effectue comme précédemment. Cependant l'évacuation des cylindres Cl et C4 adopte le même principe de mouvement de rotation des gaz, que celui de l'évacuation des cylindres C2 et C3 mais en dehors de la culasse 14. Les deux canaux d'évacuation 18 de chaque chambre de combustion des cylindres Cl et C4 sont directement dirigés vers leur orifice de sortie 22a sur la face de la culasse sans être reliés entre eux dans la culasse 14. Les orifices de sortie 22a sont directement reliés aux tubulures d'entrée 20d du collecteur 20 fixées sur la face de la culasse 14. Les tubulures 20d sont ensuite reliées entre elles de manière à obtenir un écoulement rotatif. Elles forment ainsi une hélice 30 en dehors de la culasse 14. L'hélice 30 formée par les tubulures 20d, débouche sur un croisillon 32 comme celui de la figure 4 décrit précédemment, placé avant la tubulure unique 20e du collecteur 20. Les tubulures 20e et 20b débouchent en aval sur un turbocompresseur 34 de type double enroulement (dit twin-scroll en anglais). Un des avantages de ce mode de réalisation est qu'il s'adapte à ce type de turbocompresseur qui comporte deux entrées, et qui améliore les 5 performances de fonctionnement du moteur. REVENDICATIONS 1. Moteur à combustion interne multicylindre (10), comportant une culasse (14) munie d'au moins une soupape (16) et un canal d'évacuation (18) par cylindre (Cl à C4), raccordée aux tubulures d'entrée d'un collecteur d'échappement (20), caractérisé en ce que les canaux d'évacuations (18) des gaz d'échappement d'au moins deux cylindres (C2 et C3) sont agencés de manière à obtenir un mouvement de rotation des gaz d'échappement. 2. Moteur à combustion interne multicylindre (10), comportant une culasse (14) munie d'au moins une soupape (16) et un canal d'évacuation (18) par cylindre (Cl à C4), raccordée aux tubulures d'entrée d'un collecteur d'échappement (20), caractérisé en ce que les tubulures d'entrée (20d) du collecteur d'au moins deux cylindres (Cl et C4) sont agencés de manière à obtenir un mouvement de rotation des gaz d'échappement. 3. Moteur à combustion interne multicylindre (10), comportant une culasse (14) munie d'au moins une soupape (16) et un canal d'évacuation (18) par cylindre (Cl à C4), raccordée aux tubulures d'entrée d'un collecteur d'échappement (20), caractérisé en ce que canaux d'évacuations (18) des gaz d'échappement d'au moins deux cylindres (C2 et C3) sont agencés de manière à obtenir un mouvement de rotation des gaz d'échappement et en ce que les tubulures d'entrée (20d) du collecteur d'au moins deux autres cylindres (Cl et C4) sont aussi agencés de manière à obtenir un mouvement de rotation des gaz d'échappement. 4. Moteur (10) selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que les canaux d'évacuations (18) des gaz d'échappement d'au moins deux cylindres sont enroulés en hélice (26) autour d'un axe commun. 5. Moteur (10) selon la revendications 4, caractérisé en en ce en ce qu'au moins deux cylindres (C2 et C3) comportent deux soupapes d'échappement (16) et que les deux canaux d'évacuation (18a à 18d) des deux cylindres sont opposés deux à deux dans l'hélice (26). 6. Moteur (10) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les tubulures d'entrée (20d) du collecteur (20) d'au moins deux cylindres (Cl et C4) sont enroulées en hélice (30) autour d'un axe commun. 7. Moteur (10) selon la revendication 6, caractérisé en en ce en ce qu'au moins deux cylindres (Cl et C4) comportent deux soupapes d'échappement (16) et que les deux tubulures d'entrée (20d) du collecteur (20) des deux cylindres sont opposées deux à deux dans l'hélice (30). 15 8. Moteur (10) selon une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'un croisillon (28) est placé à l'embouchure de l'hélice (26) formée par les canaux d'évacuation (18) des gaz d'échappement, ledit croisillon (28) comporte une bague (28a) et au moins deux ailettes (28b) sensiblement 20 perpendiculaires l'une à l'autre, fixées à l'intérieur de la bague. 9. Moteur (10) selon une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'un croisillon (32) est placé à l'embouchure de l'hélice (30) formée par les tubulures d'entrée (20d) du collecteur (20), ledit croisillon (32) comporte une 25 bague (32a) et au moins deux ailettes (32b) sensiblement perpendiculaires l'une à l'autre, fixées à l'intérieur de la bague.10