Brevet FR2889256A1 — publié le 20070202

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale les lignes d'admission d'air des moteurs à combustion interne. Elle concerne plus particulièrement une ligne d'admission d'air d'un moteur à combustion interne qui comprend, en amont d'un filtre à air, une conduite d'air frais prélevant l'air frais dans l'atmosphère. Elle concerne également un moteur à combustion interne comprenant une telle ligne d'admission d'air. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Les moteurs à combustion interne utilisent en admission, pour la combustion du carburant, soit un mélange d'air frais et de gaz brûlés, soit uniquement de l'air frais. Cet air frais est généralement prélevé par une conduite d'air frais d'une ligne d'admission d'air, puis filtré par un filtre à air avant d'être conduit jusqu'au conduit d'admission de chacun des cylindres du moteur. La régulation d'air frais dans chacun de ces cylindres est réalisée au moyen de soupapes d'admission. En fonctionnement, des fluctuations de pression sont générées par le moteur et les soupapes d'admission dans les conduits d'admission. Ces fluctuations de pression créent des bruits sourds, communément appelés bruits de bouche , qui remontent jusque dans la conduite d'air frais. Ces bruits de bouche peuvent, s'ils sont trop importants, gêner le conducteur du véhicule automobile. On constate que plus la longueur de la conduite d'air frais est importante, mieux les bruits de bouche sont atténués. Par ailleurs, la conduite d'air frais, de par sa géométrie, présente une capacité à laisser passer un certain débit d'air frais. Cette capacité est communément appelée perméabilité. Plus cette perméabilité est grande, plus le débit d'air frais que peut laisser passer la conduite est important, et, par conséquent, meilleures sont les performances du moteur. On constate que plus une conduite est courte, plus sa perméabilité est élevée. Actuellement, une telle conduite d'air frais présente une géométrie fixe. Son dimensionnement est optimisé pour réaliser un compromis entre les bruits de bouche et la perméabilité. L'inconvénient principal d'un tel système est que ce compromis limite inévitablement la puissance du moteur et n'atténue pas de manière optimisée les bruits de bouche. OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier à l'inconvénient précité de l'état de la technique, la présente invention propose une nouvelle ligne d'admission d'air dans laquelle la conduite d'air frais est adaptée à réduire les bruits de bouche et à favoriser sa perméabilité. Plus particulièrement, on propose selon l'invention une ligne d'admission d'air telle que définie dans l'introduction, dans laquelle il est prévu que la conduite d'air frais présente une géométrie variable. Ainsi, grâce à l'invention, il est possible de faire varier l'intensité des bruits de bouche et la perméabilité de cette conduite lorsque le moteur fonctionne. Plus particulièrement, il est alors possible, d'une part, de diminuer les bruits de bouche lorsque le moteur est peu sollicité, et, d'autre part, d'augmenter la perméabilité de la conduite d'air frais lorsque le moteur est très sollicité, afin d'augmenter ses performances. Selon une première caractéristique avantageuse du moteur à combustion interne conforme à l'invention, la conduite d'air frais présente une longueur variable. Ainsi, la seule variation de la longueur de cette conduite permet de modifier l'intensité des bruits de bouche et la perméabilité de la conduite. II est alors techniquement aisé de mettre en oeuvre l'invention. Selon une autre caractéristique avantageuse du moteur à combustion interne conforme à l'invention, la longueur de la conduite d'air frais est adaptée à varier entre 100 et 700 millimètres. Ainsi, lorsque la conduite est allongée au maximum, elle est adaptée à réduire très fortement les bruits de bouche en les rendant presque inaudibles pour le conducteur. Préférentiellement, la longueur de la conduite d'air frais est pilotée par un vérin. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la longueur de la conduite d'air frais est asservie au régime moteur. Ainsi, la mise en oeuvre de l'invention est simplifiée et la longueur de la conduite peut s'adapter rapidement et précisément aux besoins en air du moteur à combustion interne. Selon un premier mode de réalisation de la ligne d'admission d'air selon l'invention, la conduite d'air frais comprend une pluralité d'éléments cylindriques aptes à coulisser les uns par rapport aux autres. Selon un deuxième mode de réalisation de la ligne d'admission d'air selon l'invention, la conduite d'air frais comprend une paroi souple étirable et rétractable. En outre, selon ce deuxième mode de réalisation, la conduite d'air frais comprend des spires à soufflets. L'invention concerne également un moteur à combustion interne qui comprend une ligne d'admission d'air telle que définit ci-dessus. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés: - la figure 1 est un schéma de principe simplifié d'un moteur à combustion interne, de sa ligne d'admission d'air et de sa ligne d'échappement; - la figure 2 est une vue schématique en coupe d'un premier mode de réalisation d'une conduite d'air frais de la ligne d'admission d'air de la figure 1; - les figures 3A et 3B sont des vues schématiques de côté d'un deuxième mode de réalisation de la conduite d'air frais de la figure 2; - la figure 4 est un graphique représentant la variation de la puissance du moteur à combustion interne de la figure 1 en fonction de la longueur de la conduite d'air frais; la figure 5 est un graphique représentant la variation du couple du moteur à combustion interne de la figure 1 en fonction de la longueur de la conduite d'air frais; et - la figure 6 représente la variation de l'intensité des bruits de bouche produits par le moteur à combustion interne de la figure 1 en fonction de la longueur de la longueur de la conduite d'air frais. En préliminaire, on notera que les éléments identiques ou similaires des différents modes de réalisation représentés sur les différentes figures seront, dans la mesure du possible, référencés par les mêmes signes de références et ne seront pas décrits à chaque fois. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un moteur à combustion interne 7 qui comprend une chambre de combustion 7A, ici à quatre cylindres 8. Cette chambre de combustion 7A est disposée entre un répartiteur d'air 7C, dans lequel circule un mélange d'admission composé de gaz brûlés et d'air frais destiné à être injecté dans la chambre de combustion 7A, et un collecteur d'échappement 7B, dans lequel circulent les gaz brûlés issus de la combustion. En amont de la chambre de combustion 7A dans le sens de circulation des gaz, l'air frais du mélange d'admission est conduit jusqu'au répartiteur d'air 7C par une ligne d'admission d'air 1. Cette ligne d'admission d'air 1 comprend, en amont d'un filtre à air 1B, une conduite d'air frais 1A prélevant l'air frais directement dans l'atmosphère 2. Elle comprend en outre, en aval de ce filtre à air 1B, une autre conduite 1C dans laquelle circule l'air frais filtré qui débouche dans un compresseur d'un turbocompresseur 3. La ligne d'admission d'air 1 comporte enfin une dernière conduite 1 D qui amène l'air frais ainsi compressé dans le répartiteur d'air 7C en le refroidissant au préalable au moyen d'un refroidisseur d'air de suralimentation 4 disposé directement en amont de ce répartiteur d'air 7C. En aval de la chambre de combustion 7A, le collecteur d'échappement 25 7B débouche sur une conduite d'échappement qui se scinde en deux conduites 6A,6B. Une première conduite 6A, dans laquelle circule une partie des gaz brûlés, débouche dans une turbine du turbocompresseur 3. En aval de ce turbocompresseur 3, les gaz brûlés passent successivement dans un catalyseur 9A, un filtre à particule 9B puis un silencieux 9C avant d'être rejetés dans l'atmosphère 2. Une seconde conduite 6B de recirculation haute pression de gaz brûlés permet d'injecter dans le répartiteur d'air 7C une partie des gaz brûlés issus de la combustion pour réaliser un mélange d'admission comprenant de l'air frais et des gaz brûlés. Cette deuxième conduite 6B comporte une vanne 6 permettant de réguler le débit de gaz brûlés circulant dans cette seconde conduite 6B et un refroidisseur d'air secondaire 5 permettant de diminuer la température desdits gaz brûlés. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de la ligne d'admission d'air 1 selon l'invention, la conduite d'air frais 1A de la ligne d'admission d'air 1 présente une géométrie variable. Plus précisément, la conduite d'air frais 1A présente une longueur adaptée à varier entre 100 et 700 millimètres et une section circulaire de diamètre fixe. Ce diamètre est d'environ 55 millimètres. Cette conduite d'air frais 1A est ici pilotée en longueur par un vérin 30 dont le cylindre est fixe par rapport au filtre à air 1B et dont l'extrémité de la tige est solidaire de l'extrémité de la conduite d'air frais 1A. La consigne du vérin 30 est asservie au régime du moteur à combustion interne 7. Plus particulièrement, lorsque le moteur à combustion interne 7 est peu sollicité à bas régime, le vérin 30 allonge la conduite d'air frais 1A. Comme le montre la figure 6, les bruits de bouche sont en effet minimisés lorsque la conduite d'air frais 1A est allongée. Cette dernière peut alors présenter une longueur d'environ 700 millimètres de manière à ce que les bruits de bouche du moteur à combustion interne 7 soient très fortement atténués. En revanche, lorsque le moteur à combustion interne 7 est fortement sollicité à bas régime, le vérin 30 raccourcit la conduite d'air frais 1A de manière à ce qu'elle présente une longueur de 300 millimètres. Le moteur à combustion interne 7 est ainsi adapté à développer un couple optimum. En effet, dans ces conditions et pour un tel moteur, comme le montre la figure 5, le couple atteint son maximum lorsque la conduite d'air frais 1A est longue de 300 millimètres. Cette longueur de conduite permet effectivement aux ondes de pression circulant dans la ligne d'admission d'air 1 d'être en phase avec les ondes de pression remontant du répartiteur d'air 7C, évitant alors au turbocompresseur 3 de rentrer dans la zone de pompage , ce qui par conséquent permet au moteur de développer un couple optimal. Enfin, lorsque le moteur à combustion interne 7 est fortement sollicité à haut régime, le vérin 30 raccourcit encore la conduite d'air frais 1A. Comme le montre la figure 4, la puissance que peut développer le moteur est en effet inversement proportionnelle à la longueur de la conduite d'air frais 1A. Cette dernière peut alors présenter une longueur d'environ 100 millimètres de manière à optimiser la puissance du moteur. Ainsi, le moteur à combustion interne 7 est adapté à développer une puissance maximum. Sur la figure 2, on a représenté un premier mode de réalisation de la ligne d'admission d'air 1 dans lequel la conduite d'air frais 1A est télescopique. Elle présente ici quatre éléments cylindriques 20,20A,10, 10A creux, en plastique dur, aptes à coulisser les uns par rapport aux autres selon un même axe V. Ces éléments cylindriques 20,20A,1 0,10A creux ont une faible épaisseur. Ils présentent par paire des diamètres intérieurs et extérieurs égaux. En outre, le diamètre intérieur des éléments cylindriques 10,10A est supérieur au diamètre extérieur des éléments cylindriques 20,20A. Les éléments cylindriques 10,10A présentent par ailleurs sur leur paroi interne, à leurs extrémités, deux collerettes 11 légèrement espacées présentant un diamètre intérieur égal au diamètre extérieur des éléments cylindriques 20,20A. Chaque paire de collerettes 11 permet alors aux éléments cylindriques 10,10A de coulisser sur les éléments cylindriques 20,20A. Les éléments cylindriques 20,20A présentent quant à eux à chacune de leurs extrémités, sur leur paroi externe, une collerette 21. Ces collerettes 21 sont adaptées à prendre appui contre les collerettes 11 des éléments cylindriques 10,10A. Elles réalisent ainsi des moyens d'arrêt en translation des éléments cylindriques 20,20A sur les éléments cylindriques 10,10A lorsqu'ils sont emboîtés les uns dans les autres. Lors du montage de la conduite d'air frais 1A, les différents éléments cylindriques 10,10A,20,20A sont montés en force les uns dans les autres de sorte que les collerettes 21 des éléments cylindriques 10,10A passent en force au travers des ouvertures définies par les collerettes 11 des éléments cylindriques 10,10A. Ainsi, en fonctionnement, lorsque le vérin 30 réduit au maximum la longueur de la conduite d'air frais 1A, les extrémités des éléments cylindriques 10,10A prennent appui les unes contre les autres. En revanche, lorsque le vérin 30 augmente la longueur de cette conduite, les collerettes 11 et 21 prennent appui les unes contre les autres, évitant alors que les éléments cylindriques ne se déboîtent. Par ailleurs, l'effort maximum que peut développer le vérin 30 est inférieur à l'effort nécessaire pour déboîter les éléments cylindriques les uns des autres, empêchant ainsi tout démontage accidentel de la conduite d'air frais 1A. Sur les figures 3A et 3B, on a représenté un deuxième mode de réalisation de la ligne d'admission d'air 1 selon l'invention dans laquelle la conduite d'air frais 1A comprend une paroi souple étirable et rétractable. Plus précisément, la conduite d'air frais 1A présente une pluralité de spires 10' en caoutchouc circulaires d'axe V, ici au nombre de dix-sept, aptes à se déplacer les unes par rapport aux autres selon ce même axe V. Ces spires 10' sont liées les unes aux autres à l'aide de la paroi souple étirable et rétractable, ici un soufflet 11'. Ce soufflet 11' est en plastique et n'est déformable que selon l'axe V. II permet donc à la conduite d'air frais 1A de rester droite, il limite l'éloignement maximum entre chaque paire de spires 10' et il canalise le flux d'air frais prélevé dans l'atmosphère 2. En fonctionnement, lorsque la longueur de la conduite d'air frais 1A est minimum, les spires 10' sont accolées les unes aux autres. La conduite présente dans ce cas une longueur de 100 millimètres environ. En revanche, lorsque la longueur de la conduite est maximale, le soufflet 11' est tendu, ce qui permet à la conduite de présenter une longueur de 700 millimètres environ. La perméabilité de la conduite d'air frais 1A et les bruits de bouche du moteur à combustion interne 7 peuvent donc être modifiés selon le régime du 25 moteur. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. 8 REVENDICATIONS 1. Ligne d'admission d'air (1) d'un moteur à combustion interne (7) qui comprend en amont d'un filtre à air (1 B) une conduite d'air frais (1A) prélevant l'air frais dans l'atmosphère (2), caractérisé en ce que ladite conduite d'air frais (1A) présente une géométrie variable. 2. Ligne d'admission d'air (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la conduite d'air frais (1A) présente une longueur variable. 3. Ligne d'admission d'air (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la longueur de la conduite d'air frais (1A) est adaptée à varier entre 100 et 700 millimètres. 4. Ligne d'admission d'air (1) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que la longueur de ladite conduite d'air frais (1A) est pilotée par un vérin (30). 5. Ligne d'admission d'air (1) selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la longueur de la conduite d'air frais (1A) est asservie au régime du moteur à combustion interne (7). 6. Ligne d'admission d'air (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la conduite d'air frais (1A) comprend une pluralité d'éléments cylindriques (10,10A,20,20A) aptes à coulisser les uns par rapport aux autres. 7. Ligne d'admission d'air (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la conduite d'air frais (1A) comprend une paroi souple étirable et rétractable (11'). 8. Ligne d'admission d'air (1) selon la revendication 7, caractérisée en ce que la conduite d'air frais (1A) comprend des spires (10') à soufflets (11'). 9. Moteur à combustion interne (7) comprenant une ligne d'admission d'air (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.