Brevet FR2904984A1 — publié le 20080222

Dispositif d'orientation de l'air compressé issu d'un compresseur de moteur thermique L'invention concerne un dispositif destiné à équiper un moteur thermique de véhicule automobile, pour orienter de l'air provenant d'un compresseur de ce moteur vers un répartiteur d'admission d'air, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un radiateur de refroidissement. L'invention est plus particulièrement destinée à un moteur thermique suralimenté par exemple par un turbocompresseur. Un tel moteur comprend un radiateur formant circuit de refroidissement de l'air compressé, avant admission de cet air dans le moteur via le répartiteur. Comme représenté schématiquement en figure 1, le radiateur a une entrée 1 d'air à refroidir connectée par un premier conduit 2 à une sortie 3 du compresseur, et une sortie d'air refroidi 4 reliée par un second conduit 6 à une entrée 7 du répartiteur. Dans certaines situations, comme par exemple en phase de régénération du filtre à particules d'un tel moteur, il est nécessaire de ne pas refroidir l'air de suralimentation. A cet effet, le premier et le second conduit 2 et 6 sont reliés l'un à l'autre par un troisième conduit 8, pour court-circuiter le radiateur lorsque l'air de suralimentation ne doit pas être refroidi. Le premier conduit 2 est équipé d'un premier papillon 9, située en aval du troisième conduit 8 par rapport au compresseur, et le troisième conduit 8 est équipé d'un second papillon 11. Dans le cas de la figure 1, l'air est refroidi : le premier papillon 9 est ouvert et le second papillon 11 est fermé, de manière à provoquer le passage de l'air issu du compresseur dans le radiateur avant son admission dans le répartiteur. 2904984 2 Lorsque l'air ne doit pas être refroidi, comme dans le cas de la figure 2, le premier conduit 2 est fermé par le premier papillon 9, et le second papillon 11 est ouvert pour permettre le passage de l'air directement 5 depuis le compresseur vers le répartiteur d'admission d'air, sans refroidissement. Ces deux papillons 9 et 11 sont manoeuvrés électriquement ou pneumatiquement, par l'intermédiaire d'un circuit de vide non représenté, comprenant une 10 électrovanne proportionnelle et un actionneur pneumatique. Le but de l'invention est de proposer un dispositif d'admission ayant une architecture simplifiée pour en réduire le coût de fabrication et de montage. 15 A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif destiné à équiper un moteur thermique de véhicule automobile, pour orienter de l'air provenant d'un compresseur de ce moteur vers un répartiteur d'admission d'air, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un 20 radiateur de refroidissement, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier ayant deux entrées d'air reliées respectivement au compresseur et à une sortie du radiateur, et deux sorties d'air reliées respectivement au répartiteur et à une entrée du radiateur, ce boîtier 25 renfermant un boisseau rotatif mobile entre une première et une seconde position, pour orienter l'air vers le répartiteur d'admission, soit directement, soit par l'intermédiaire du radiateur de refroidissement. L'invention concerne également un dispositif tel 30 que défini ci-dessus, dans lequel le boîtier comprend une paroi cylindrique externe, traversée par les entrées et les sorties, et dans lequel le boisseau rotatif est mobile en rotation autour d'un axe coïncidant avec l'axe de la paroi cylindrique. 35 L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel le boîtier comprend une paroi cylindrique interne, et dans lequel le boisseau 2904984 3 rotatif comprend une portion cylindrique entourant cette paroi cylindrique interne et deux volets s'étendant radialement en étant rigidement fixés à cette portion cylindrique. 5 L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel la paroi cylindrique interne définit une ouverture traversant le dispositif et destinée au montage du dispositif sur un organe du moteur tel qu'un goulot de remplissage d'huile moteur. 10 L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel la paroi cylindrique interne définit une ouverture par laquelle le dispositif peut être traversé par un organe du moteur tel qu'un goulot de remplissage d'huile du moteur. 15 L'invention concerne également un moteur équipé d'un dispositif tel que défini ci-dessus, ainsi qu'un véhicule équipé d'un tel moteur. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux figures annexées. 20 La figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif connu lorsqu'il est commandé pour provoquer le passage de l'air dans le radiateur de refroidissement avant admission dans le répartiteur ; La figure 2 est une représentation schématique du 25 dispositif de la figure 1 lorsqu'il est commandé pour provoquer directement le passage de l'air depuis le compresseur vers le répartiteur ; La figure 3 est une représentation schématique du dispositif selon l'invention lorsqu'il est commandé pour 30 provoquer directement le passage de l'air depuis le compresseur vers le répartiteur ; La figure 4 est une représentation schématique du dispositif de la figure 3 lorsqu'il est commandé pour provoquer le passage de l'air dans le radiateur de 35 refroidissement avant admission dans le répartiteur ; 2904984 4 La figure 5 est une représentation structurelle du dispositif selon l'invention lorsqu'il est commandé pour provoquer directement le passage de l'air depuis le compresseur vers le répartiteur ; 5 La figure 6 est une représentation structurelle du dispositif de la figure 5 lorsqu'il est commandé pour provoquer le passage de l'air dans le radiateur de refroidissement ; La figure 7 est une vue de dessus montrant 10 l'intégration du dispositif selon l'invention à un moteur ; La figure 8 est une représentation en perspective montrant l'intégration du dispositif selon l'invention à un moteur. 15 Comme représenté schématiquement en figures 3 et 4, le dispositif selon l'invention comprend un boîtier 12 à quatre voies incluant un boisseau rotatif. Les quatre voies de ce boîtier sont deux entrées d'air 14 et 16 reliées respectivement à une sortie de 20 radiateur de refroidissement 17 et à une sortie 18 d'air comprimé provenant du compresseur, et deux sorties d'air 19 et 21 reliées respectivement à une entrée d'air 22 du radiateur et à une entrée d'air 23 du répartiteur d'admission du moteur. 25 D'autres éléments peuvent aussi être interposés entre le boîtier à quatre voies et le radiateur, le collecteur, et le compresseur. Par exemple, un atténuateur de bruit peut être monté entre le compresseur et le boîtier 12, et un doseur d'air peut être monté 30 entre le boîtier 12 et le répartiteur d'admission. Le boîtier 12 a une forme générale de boîte cylindrique, délimitée par une paroi cylindrique externe 24 qui prolonge un fond circulaire et qui est fermée par un couvercle, cette paroi cylindrique 24 étant traversée 35 par les entrées et sorties 14, 16, 19, 21. Le boisseau rotatif 26 que renferme le boîtier est apte à pivoter 2904984 5 autour d'un axe coïncidant avec l'axe de la paroi cylindrique externe 24. Ce boisseau rotatif comprend principalement deux volets 27 et 28 rigidement solidaires l'un de l'autre 5 tout en étant aptes à pivoter autour de l'axe AX. Chaque volet a une forme généralement rectangulaire s'étendant entre l'axe AX et la paroi cylindrique externe 24, ces deux volets étant inclinés l'un par rapport à l'autre de manière à définir un angle valant environ cent cinquante 10 degrés autour de l'axe AX. L'angle entre les deux volets est fonction de la position angulaire relative entre les entrées 14, 16 et les sorties 19, 21 du boîtier 12. Ce boisseau rotatif sépare ainsi le volume interne 15 du boîtier 12 en deux espaces distincts, à savoir un premier espace repéré par A situé en vis-à-vis des faces des volets inclinées à cent cinquante degrés, et un second espace repéré par B qui est situé en vis-à-vis des faces des volets inclinées selon un angle complémentaire, 20 c'est-à-dire deux cent dix degrés. En tournant dans le sens indirect lorsque le boîtier est vu de dessus, l'ouverture 21 est située sur un axe qui est vertical sur la figure 3 et qui passe par l'axe AX. L'ouverture 16 est réalisée au niveau d'un axe 25 situé à angle droit par rapport à l'axe de l'ouverture 21, et passant par l'axe AX. L'ouverture 19 est située sur un axe situé à environ quarante-cinq degrés de l'axe de l'ouverture 16, et l'ouverture 14 est située sur un axe situé sensiblement à angle droit par rapport à l'axe 30 de l'ouverture 19. Ainsi, lorsque le boisseau 26 occupe une position telle que le volet 27 est situé entre la sortie 19 et l'entrée 16, comme dans la figure 4, alors le volet 28 est situé entre l'entrée 14 et la sortie 23. Dans cette 35 situation, l'entrée 16 et la sortie 21 débouchent toutes deux dans l'espace repéré par A, de sorte qu'elles communiquent alors directement entre elles pour 2904984 6 transférer directement l'air provenant du compresseur vers le répartiteur. Lorsque le boisseau 26 occupe une position telle que le volet 27 est situé entre l'entrée 14 et la sortie 5 19, comme dans la figure 3, alors le volet 28 est situé entre l'entrée 16 et la sortie 21. Dans cette situation, l'air est refroidi par le radiateur avant d'être introduit dans le répartiteur. En effet, dans ce cas, l'entrée 16 communique directement avec la sortie 19 par 10 la chambre A dans laquelle elles débouchent toutes deux, et l'entrée 14 communique directement avec la sortie 21 par l'intermédiaire de la chambre B dans laquelle elles débouchent toutes les deux Le dispositif selon l'invention est représenté de 15 manière structurelle dans les figures 5 et 6, dans lesquelles il apparaît qu'il comprend une surface cylindrique interne 29, coaxiale à la surface cylindrique externe 24, et un fond plat 30 en forme de couronne plane portant ces surfaces cylindriques au niveau de son bord 20 externe et de son bord interne. Dans l'exemple des figures 5 et 6, les volets 27 et 28 séparent le boîtier en deux espaces A et B, ils sont inclinés l'un par rapport à l'autre d'un angle proche de cent quatre-vingt degrés, le boisseau pouvant occuper, 25 comme dans l'exemple des figures 3 et 4, deux positions angulaires lui permettant d'orienter l'air soit directement vers le répartiteur, soit par l'intermédiaire du radiateur. Le boisseau rotatif 26 est monté dans le boîtier en 30 entourant la paroi cylindrique interne 29 de manière à pivoter autour cette paroi interne. Il comprend à cet effet une portion cylindrique 31 ayant une hauteur légèrement inférieure à la hauteur du boîtier et un diamètre légèrement supérieur au diamètre externe de la 35 surface cylindrique interne 29. Les volets 27 et 28 sont rigidement solidaires de cette portion cylindrique 31 du boisseau 26. 2904984 7 Ce boisseau 26 comprend également une sole 32 en forme de portion de couronne plane s'étendant sur un demi-tour environ, et qui est en appui sur le fond 30 du boîtier. 5 La sole 32 comprend un bord interne en arc de cercle rigidement solidaire d'un bord circulaire de la portion cylindrique, et un bord externe en arc de cercle qui longe l'arête circulaire définie par la jonction de la paroi cylindrique externe 24 et le fond 30. 10 Les volets 27 et 28 qui ont leurs bords internes respectifs rigidement solidaires de la portion cylindrique 31 ont leurs bords inférieurs qui joignent les bords droits inclinés à deux cent dix degrés de la sole. Le boisseau 26, constitué par la portion 15 cylindrique interne, la sole et les volets, est une pièce unique pouvant par exemple être fabriquée en matière plastique injectée. La sole 32 qui est sensiblement contre le fond plat 30 comprend avantageusement un ergot ou autre, non 20 représenté, traversant une rainure en arc de cercle réalisée dans le fond, non représentée. Le boisseau peut ainsi être manoeuvré par un actionneur externe au boîtier, cet actionneur ayant une partie mobile reliée à cet ergot qui dépasse du boîtier. 25 Comme visible dans les figures, la paroi cylindrique latérale est pourvue d'ergots dépassant de sa face interne. Ces ergots, repérés par repérés par 33 et 34, forment des butées contre lesquelles les volets 27 et 28 viennent respectivement en appui, lorsque le boisseau 30 26 est déplacé d'une position vers une autre. Le boîtier 12 selon l'invention comprend également un couvercle non représenté, ayant une forme générale de couronne plane et venant s'emboîter sur les bords supérieurs des parois cylindriques externes 24, et 35 interne 29. L'assemblage du boîtier consiste ainsi principalement à engager le boisseau dans le corps de 2904984 8 boîtier, puis à le refermer avec le couvercle non représenté. La paroi cylindrique interne, le fond et le couvercle en forme d'anneaux plats définissent une 5 ouverture centrale traversant l'ensemble du boîtier 12, et permettant de faciliter son intégration à un moteur, cette ouverture pouvant être traversée par un organe tel qu'un goulot de remplissage d'huile du moteur. Comme illustré sur les figures 7 et 8, le boîtier 10 peut ainsi être intégré en partie supérieure du moteur 36, en entourant un goulot de remplissage d'huile 37 qui dépasse verticalement d'une portion supérieure du moteur. L'invention permet ainsi de réduire le coût de fabrication du dispositif d'orientation de l'air 15 compressé, puisqu'un seul élément mobile est nécessaire pour orienter l'air soit vers le radiateur soit vers le répartiteur d'admission. Un seul actionneur, électrique ou pneumatique est donc à prévoir pour piloter le dispositif. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à équiper un moteur thermique de véhicule automobile, pour orienter de l'air provenant d'un compresseur de ce moteur vers un répartiteur d'admission d'air, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un radiateur de refroidissement, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (12) ayant deux entrées d'air (16, 14) reliées respectivement au compresseur et à une sortie (17) du radiateur, et deux sorties d'air (19, 23) reliées respectivement au répartiteur et à une entrée (22) du radiateur, ce boîtier (12) renfermant un boisseau rotatif (26) mobile entre une première et une seconde position, pour orienter l'air vers le répartiteur d'admission, soit directement, soit par l'intermédiaire du radiateur de refroidissement. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le boîtier (12) comprend une paroi cylindrique externe (24), traversée par les entrées (14, 16) et les sorties (19, 23), et dans lequel le boisseau rotatif (26) est mobile en rotation autour d'un axe (AX) coïncidant avec l'axe de la paroi cylindrique (24). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le boîtier comprend une paroi cylindrique interne, et dans lequel le boisseau rotatif (26) comprend une portion cylindrique entourant cette paroi cylindrique interne et deux volets s'étendant radialement en étant rigidement fixés à cette portion cylindrique. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel la paroi cylindrique interne définit une ouverture traversant le dispositif et destinée au montage du dispositif sur un organe du moteur tel qu'un goulot de remplissage d'huile moteur. 5. Moteur thermique comprenant un dispositif selon 35 l'une des revendications 1 à 4. 6. Véhicule automobile comprenant un moteur thermique selon la revendication 5.