Brevet FR2887585A1 — publié le 20061229

Dispositif, pour moteur à combustion interne, de qénération d'aérodynamique variable dans les conduits d'admission de la culasse. La présente invention concerne les moteurs à allumage commandé ou diesel et plus particulièrement un dispositif de génération d'aérodynamique variable de type tourbillonnaire coaxiale à l'axe des cylindres appelé Swirl dans un moteur à combustion interne à partir d'un générateur d'aérodynamique dans les conduits d'admission de la culasse. Selon les points de fonctionnement du moteur (charges, régimes,...) il est nécessaire de faire varier la quantité d'énergie cinétique au voisinage de io la bougie et donc l'intensité des mouvements d'aérodynamique, pour optimiser l'initiation de la flamme et donc la combustion. Afin de gagner en robustesse durant le processus de fabrication et de pouvoir modifier le comportement aérodynamique d'une culasse existante, il est nécessaire de prévoir un dispositif induisant ce comportement aérodynamique. Beaucoup de moteurs présentent des culasses avec des conduits d'admission induisant un niveau de tourbillonnement fixe résultant du choix d'un compromis intensité tourbillonnement/perméabilité entre les points de fonctionnement en pleines charges et ceux aux faibles charges. II existe différentes technologies de systèmes de générateurs de mouvements de tourbillonnement variables permettant de mieux s'adapter au besoin en air du moteur. Une solution consiste à mettre en place un générateur d'aérodynamique de type conduit permettant de modifier la distribution du débit à la soupape. Plusieurs brevets aujourd'hui revendiquent ce type de système. Dans certains documents la technique proposée consiste à positionner un ou plusieurs conduits supplémentaires de façon à ce qu'ils débouchent dans le conduit d'admission. C'est le cas des demandes de brevets GB 2 328 716, JP 7 259 572, JP 5 409 9827, US 4 475 524 qui proposent des dispositifs pour moteurs à combustion interne, comportant une culasse, un cylindre, au moins une soupape d'admission disposée dans un conduit d'amission. Dans le brevet GB 2 328 716 un conduit est disposé dans le premier conduit d'admission. Il débouche dans le cylindre au même niveau que le conduit admission. Il est disposé de façon à former un angle avec le conduit d'admission supérieur à zéro degré. Dans le deuxième conduit d'admission arrive un autre conduit qui est disposé perpendiculairement au conduit d'admission. Le débit dans ces deux conduits est régulé par une vanne to disposée en amont. Une autre vanne régule le débit dans le premier conduit d'admission. Dans le brevet JP 7 259 572 est décrit un dispositif comportant un conduit débouchant en amont du siège de la soupape dans le conduit d'admission. Le flux dans ce conduit est régulé par une pièce située à l'extrémité du conduit arrivant dans le conduit d'admission. Cette pièce est munie d'un orifice la traversant entièrement qui lorsque qu'il est disposé dans le même axe que le conduit va permettre le passage des gaz. Le brevet JP 5 409 9827 décrit le même type de dispositif que le brevet JP 7 259 572. La différence provient du fait que les conduits débouchant dans les conduits d'admission se prolongent dans les conduits d'admission. Le brevet US 4 475 524 concerne un dispositif comportant un premier conduit débouchant dans le conduit d'admission en amont de la soupape, et un deuxième conduit débouchant en amont du premier conduit. Le premier conduit comporte deux vannes permettant de réguler le flux. Ces dispositifs sont assez complexes puisqu'ils demandent la mise en place de conduits couplés à des vannes. L'industrialisation de ce type d'architecture peut poser des problèmes de mise en place des guides de soupapes. La présente invention a donc pour objet de supprimer un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur. 3 2887585 Ce, but est atteint en définissant un dispositif pour moteur à combustion interne comprenant un cylindre, une culasse avec au moins une soupape d'admission, disposée dans un conduit d'admission, se terminant dans le cylindre par un siège de soupape caractérisé en ce qu'il comporte au s moins un moyen de génération d'aérodynamique constitué de conduit disposé de façon à déboucher dans le cylindre dans le conduit d'admission à proximité du siège de soupape, la fibre neutre du conduit de génération d'aérodynamique étant inclinée par rapport à l'axe de la soupape d'admission, le siège de soupape asymétrique du conduit d'admission étant disposé de façon à être décalé dans une direction définie pour favoriser le tourbillonnement, par rapport à l'arrivée du conduit d'admission. Selon une autre caractéristique de l'invention le dispositif comprend deux soupapes disposées chacune dans un conduit d'admission et deux conduits de génération d'aérodynamique. Selon une autre caractéristique de l'invention l'extrémité du conduit d'admission débouchant dans le cylindre s'évase plus d'un coté que l'autre. Selon une autre caractéristique de l'invention les moyens de génération d'aérodynamique sont formés par deux conduits se rejoignant par l'extrémité opposée à celle qui débouche dans le cylindre au même niveau que les conduits d'admission. Selon une autre caractéristique de l'invention les moyens de génération d'aérodynamique sont formés par usinage du conduit d'admission lors de la fabrication du dispositif. Selon une autre caractéristique de l'invention les moyens de 25 génération d'aérodynamique sont formés par ajout d'une pièce lors de la fabrication du dispositif. Selon une autre caractéristique de l'invention l'angle formé par l'axe de la fibre neutre des moyens de génération d'aérodynamique avec l'axe de la soupape est supérieur à zéro degré et inférieur à quatre vingt dix degrés. Selon une autre caractéristique de l'invention les deux sièges de soupape sont décalés chacun dans une direction différente, qui sont chacune tangentielle au cylindre. L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus 5 clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs dans lesquels: -la figure 1 est une coupe vue de dessus du dispositif selon l'invention selon un plan P; la figure 2 est une coupe de profil selon C-D de la figure 1 vue to selon A; - la figure 3 est une coupe de profil selon F-F' de la figure 1 vue selon B; - la figure 4 est une vue de dessus zoomée du dispositif selon l'invention. L'invention va à présent être décrite en référence aux figures 1 à 4. Les figures 1 et 2 illustrent le dispositif (100) comprenant au moins un cylindre (2) dans lequel les extrémités des conduits d'admission (1,1') débouchent par des sièges (55) asymétriques de soupapes (5). L'asymétrie des sièges (55) de soupapes est réalisée par le positionnement du siège (55), dans le cylindre, par rapport au conduit (1, 1'). L'extrémité du conduit d'admission (1,1') débouchant dans le cylindre s'évase plus d'un coté (551) que de l'autre (552), et c'est ce qui provoque l'asymétrie du siège de soupape. Ainsi comme illustré sur la figure 4 l'ouverture du siège (55) est décalée par rapport à l'arrivée du conduit d'admission (1, 1'). La figure 1 illustre le fait que pour chaque conduit (1, 1'), le décalage du siège de la soupape ne se fait pas dans la même direction. La position du siège (55) de la soupape par rapport à l'axe (B) passant par les soupapes est différent pour chaque conduit (1, 1'). Les deux autres extrémités des conduits (1,1') débouchent dans un 30 culbuteur d'admission (3). Au niveau de chaque conduit d'admission, sont positionnés des moyens de génération d'aérodynamique ayant la forme de conduit (61,61'). Ces conduits d'aérodynamique (61,61') sont disposés de façon à déboucher dans le cylindre (2) au niveau du siège (55) de soupape avec les conduits s d'admission (1,1'). Comme illustré sur la figure 3, sur laquelle seulement une des deux soupapes est illustrée, la fibre neutre de chaque conduit d'aérodynamique (1, 1') est inclinée par rapport à l'axe (C) de la soupape. L'angle (8) ainsi formé entre l'axe (D) de la fibre neutre des conduits et l'axe (C) de la soupape est supérieur à zéro degré et inférieur à quatre vingt dix io degrés. Ces conduits d'aérodynamique se rejoignent pour n'en former plus qu'un (6) . Ces conduits d'aérodynamique (61,61') sont formés par usinage du conduit d'admission lors de la fabrication du dispositif (100) ou sont formés par ajout d'une pièce lors de la fabrication du dispositif. Dans chacun des deux conduits d'admission est disposée une soupape d'admission (5). Cette soupape d'admission (5) est composée de deux parties solidaires l'une de l'autre. La première partie (51) appelée tige est en forme de tube allongé. La deuxième partie (52), fixée à une des extrémités de la tige (51) est en forme de cône (52) et correspond à la tête de la soupape (52). Le point de liaison entre la tête et la tige est appelé collerette (53), et l'extrémité de la tête en contact avec la surface (55) du siège (55) du conduit d'amission est la portée (54). La tête (52) soupape (5) permet de fermer le conduit au niveau de son arrivée dans le cylindre. La partie des conduits incorporant le siège et la soupape est formée dans une culasse (7). C'est donc la position angulaire du siège (55) de la soupape formant un angle (9) entre l'axe passant par le centre du conduit d'aérodynamique (61) et le conduit d'admission (1) par rapport à l'axe (B) passant par les soupapes, et l'angle (8) de la fibre neutre des conduits d'aérodynamique par rapport à l'axe (C) de la soupape qui sont les paramètres de réglage du niveau de tourbillonnement. Ce dispositif permet de dévier le flux d'air transitant par les conduits d'admission (1, 1') vers une partie privilégiée de la soupape (5) avant, arrière ou latérale. Cela permet de modifier la polaire de vitesse à la soupape (5) et d'engendrer un mouvement aérodynamique caractéristique dans le cylindre (2). L'architecture proposée permet donc de générer du tourbillonnement avec des conduits (1,1') positionnés sur un motif à zéro degré c'est-à-dire formant un axe de zéro degré avec la face d'admission. II doit être évident pour l'homme du métier que la présente invention lo permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiquée. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être 15 limitée aux détails donnés ci-dessus. 7 REVENDICATIONS 1. Dispositif (100) pour moteur à combustion interne comprenant un cylindre (2), une culasse (7) avec au moins une soupape (5) d'admission, disposée dans un conduit d'admission (1), se terminant dans le cylindre (2) par un siège (55) de soupape caractérisé en ce qu'il comporte au moins un moyen de génération d'aérodynamique (61) constitué de conduit disposé de façon à déboucher dans le cylindre (2) dans le conduit d'admission (1) à proximité du siège (55) de soupape, la fibre neutre du conduit de génération io d'aérodynamique étant inclinée par rapport à l'axe (C) de la soupape (5) d'admission, le siège (55) de soupape asymétrique du conduit d'admission (1) étant disposé de façon à être décalé dans une direction définie pour favoriser le tourbillonnement, par rapport à l'arrivée du conduit d'admission (1, 1'). 2. Dispositif (100) pour moteur à combustion interne selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend deux soupapes (5) disposées chacune dans un conduit d'admission (1,1') et deux conduits (61, 61') de génération d'aérodynamique. 3. Dispositif (100) pour moteur à combustion interne selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrémité du conduit d'admission (1) 20 débouchant dans le cylindre (2) s'évase plus d'un coté (551) que l'autre (552). 4. Dispositif (100) pour moteur à combustion interne selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de génération d'aérodynamique (61,61') sont formés par deux conduits se rejoignant par l'extrémité (6) opposée à celle qui débouche dans le cylindre (2) au même niveau que les conduits d'admission (1,1'). 5. Dispositif (100) pour moteur à combustion interne selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de génération d'aérodynamique (61,61') sont formés par usinage du conduit d'admission lors de la fabrication du dispositif (100). 6. Dispositif (100) pour moteur à combustion interne selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de génération d'aérodynamique (61,61') sont formés par ajout d'une pièce lors de la fabrication du dispositif (100). 7. Dispositif (100) pour moteur à combustion interne selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'angle formé par l'axe (D) de la fibre neutre des moyens de génération d'aérodynamique (61,61') avec l'axe (C) de la soupape est supérieur à zéro degré et inférieur à quatre vingt dix degré. 8. Dispositif (100) pour moteur à combustion interne selon la io revendication 2 caractérisé en ce que les deux sièges (55) de soupape sont décalés chacun dans une direction différente, qui sont chacune tangentielle au cylindre (2).