Brevet FR2922603A1 — publié le 20090424

COL D'ADMISSION D'AIR POUR MOTEUR DE VEHICULES AUTOMOBILES ET VEHICULES EQUIPES D'UN TEL COL [000l] La présente invention concerne un col d'admission d'air pour moteur de véhicules automobiles. [0002] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des architectures de col d'admission d'air pour moteur de véhicules automobiles à essence ou diesel. [0003] Le col d'admission d'air d'un moteur est un élément de la ligne d'admission disposé en amont du filtre à air. Son architecture est conditionnée par la prise en compte de deux contraintes antagonistes qui sont la réduction du bruit, d'une part, et la limitation des pertes de charge à l'entrée du moteur, d'autre part. io La réduction du bruit exige en effet une ligne d'air longue et de faible section, alors qu'au contraire la limitation des pertes de charge implique une ligne d'air courte et de forte section. [0004] Les architectures proposées aujourd'hui tentent de concilier ces deux exigences, sachant que la réduction du bruit est l'objectif visé aux bas régimes 15 moteur tandis qu'aux régimes plus élevés, c'est la limitation des pertes de charge qui est recherchée en priorité. [0005] L'architecture connue la plus classique est constituée par un conduit unique dont la longueur et la section sont fixes, quel que soit le régime moteur, et résultent d'un simple compromis entre réduction du bruit et limitation des pertes de 20 charge. [0006] Il existe également des architectures plus performantes qui améliorent le compromis précédent. II s'agit des admissions dites � bi-mode � qui comportent en général deux conduits d'air d'admission, la circulation de l'air à travers ces deux conduits prenant en compte deux plages de régime moteur, à savoir les bas régimes et les hauts régimes. [0007] Un premier exemple d'architecture � bi-mode � comprend un premier conduit long et un deuxième conduit qui débouche dans le premier conduit peu avant l'entrée dans le filtre à air. Aux bas régimes, l'entrée du second conduit est fermée de sorte que l'air d'admission ne circule que dans le premier conduit dont la longueur est suffisante pour réduire le bruit acoustique. Aux régimes moteur plus élevés, le second conduit est ouvert, ce qui raccourcit la longueur équivalente du col et diminue donc les pertes de charge. Les lois d'ouverture et de fermeture du io second conduit dépendent des contraintes d'homologation bruit et du type de véhicule en termes de sportivité, discrétion, confort, etc. [0008] Cependant, on peut observer que dans ce mode de réalisation d'admission � bi-mode �, la section du col à l'entrée du filtre à air est la même, quel que soit le régime moteur. Cette architecture connue n'est donc pas 15 optimisée. [0009] Une meilleure optimisation est obtenue dans le cas d'une architecture où le second conduit est court avec une section plus grande que celle du premier conduit, et débouche directement dans le filtre à air. Aux bas régimes, comme pour l'architecture précédente, le second conduit est fermé, l'air d'admission ne circule 20 qu'à travers le premier conduit, favorable à la réduction du bruit. A haut régime, le second conduit est ouvert, opposant ainsi une perte de charge plus faible à l'air d'admission. [0010] Un inconvénient de cette deuxième architecture � bi-mode � est l'encombrement qu'elle représente sous le capot du véhicule. D'autre part, la 25 différence de longueur entre les deux conduits est susceptible de produire un effet de transition acoustique entre les deux modes, qui peut être perceptible pour les occupants du véhicule. [0011] Aussi, un but de la présente invention est de proposer un col d'admission d'air pour moteur de véhicules automobiles, qui permettrait d'obtenir, sous un encombrement plus limité, une optimisation plus complète du col d'admission que celle réalisée par la deuxième architecture � bi-mode � décrite plus haut. [0012] Ce but est atteint, conformément à l'invention, du fait que ledit col comprend deux conduits de circulation d'air d'admission, dits premier et second conduits, et des moyens de commutation entre deux sens de circulation d'air dans le premier conduit, les conduits étant dans une configuration série pour un premier sens de circulation dans ledit premier conduit et dans une configuration parallèle pour un second sens de circulation dans ledit premier conduit. [0013] Les deux conduits ont, de préférence, des longueurs et des sections sensiblement égales. [0014] Ainsi, par inversion du sens de circulation de l'air dans le premier conduit, le col d'admission conforme à l'invention passe d'une configuration, applicable aux bas régimes, où les conduits sont en série et présentent donc une longueur plus grande mais avec une même section, à une configuration, favorable aux régimes élevés, où la longueur équivalente du col est plus courte mais la section plus grande, égale à la somme des sections des deux conduits. [0015] On comprend que l'invention résulte de la possibilité de combiner deux conduits de dimensions équivalentes selon deux configurations différentes, série ou parallèle, correspondant chacune à une plage de régime moteur. II en résulte un encombrement géométrique limité permettant une intégration facile sous le capot du véhicule du col d'admission, objet de l'invention. Cette limitation d'encombrement est encore augmentée si les deux conduits de circulation sont accolés l'un à l'autre, comme on le verra plus loin. [0016] Selon un mode de réalisation de l'invention, lesdits moyens de commutation comprennent un moyen d'obturation d'une première bouche d'entrée d'air à une première extrémité du premier conduit, et un moyen d'obturation d'une seconde bouche d'entrée d'air commune à un seconde extrémité du premier conduit et à une extrémité du second conduit, les moyens d'obturation étant aptes à commuter entre deux configurations où l'une desdites bouches est en position d'obturation et l'autre bouche en position ouverte. [0017] Avantageusement, l'invention prévoit que, lesdits conduits étant dans la configuration série, lesdits moyens de commutation sont aptes à augmenter la circulation d'air à l'entrée du second conduit. [0018] Cette caractéristique permet d'obtenir un troisième mode de fonctionnement du col selon l'invention, applicable à une plage de régimes moteur située entre les bas et les hauts régimes. En d'autres termes, le col d'admission conforme à l'invention constitue une architecture � tri-mode � allant au-delà des architectures � bi-mode � actuellement connues. [0019] Cette nouvelle architecture � tri-mode � est réalisée, conformément à l'invention, du fait que les moyens d'obturation sont aptes à définir une configuration intermédiaire où les bouches d'entrée d'air sont simultanément ouvertes. [0020] 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. [0021] La figure 1 est un schéma d'un col d'admission conforme à l'invention. [0022] La figure 2a est un schéma du col d'admission de la figure 1 dans un premier mode de fonctionnement. [0023] La figure 2b est un schéma équivalent du premier mode de fonctionnement de la figure 2a. [0024] La figure 3a est un schéma du col d'admission de la figure 1 dans un deuxième mode de fonctionnement. [0025] La figure 3b est un schéma équivalent du deuxième mode de fonctionnement de la figure 3a. [0026] La figure 4a est un schéma du col d'admission de la figure 1 dans un troisième mode de fonctionnement. [0027] La figure 4b est un schéma équivalent du troisième mode de fonctionnement de la figure 4a. [0028] Sur la figure 1 est représenté un col 20 d'admission d'air pour moteur de véhicules automobiles, destiné à être placé sur la ligne d'admission du moteur, en amont du filtre 10 à air. [0029] Comme le montre la figure 1, le col 20 d'admission est constitué de deux conduits 21, 22 de circulation d'air, accolés l'un à l'autre, qui seront également désignés dans la suite respectivement par premier conduit X et second conduit Y, X et Y faisant référence aux fonctions desdits conduits au sein du col 20. Les conduits X et Y débouchent tous les deux dans le filtre 10 à air à leur extrémité aval par rapport au sens de circulation de l'air. [0030] Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 1, les conduits 21 et 22 de circulation d'air d'admission ont des longueurs et des sections sensiblement égales. [0031] On peut observer sur la figure 1 que le col 20 d'admission ainsi réalisé présente une géométrie très compacte, facilement logeable sous le capot d'un véhicule. [0032] Le col 20 reçoit l'air d'admission par deux bouches B1 et B2 d'entrée. La première bouche, B1, est placée à une première extrémité du premier conduit X et est commandée par un premier moyen D1 d'obturation permettant la commutation de la bouche B1 d'entrée entre une position fermée et une position ouverte permettant le passage de l'air d'admission à travers le conduit X. [0033] De même, une seconde bouche B2 d'entrée, commune aux conduits X et Y, est placée à une deuxième extrémité du premier conduit X et à une extrémité du second conduit Y, opposée à l'extrémité du conduit Y débouchant dans le filtre 10 à air. Un second moyen D2 d'obturation commande la commutation de la seconde bouche B2 entre une position fermée et une position ouverte permettant le passage simultané de l'air d'admission à travers les deux conduits X et Y. [0034] Le fonctionnement du col 20 d'admission va maintenant être décrit en référence aux figures 2a à 4b. [0035] La figure 2a correspond à un fonctionnement aux bas régimes moteur où io la charge demandée est faible. Dans ce cas, la première bouche B1 d'entrée est ouverte et la seconde bouche B2 est fermée. L'air admis au niveau de la bouche B1 traverse successivement les conduits X et Y de circulation selon une configuration dite configuration � série �. On obtient alors un col 20 d'admission équivalent au schéma de la figure 2b où l'on peut voir que les longueurs des 15 conduits X et Y s'ajoutent pour une section qui reste égale à la section commune des deux conduits. Le col 20 est donc long et étroit, comme cela est requis pour réduire le bruit acoustique aux bas régimes moteur. [0036] Sur la figure 3a est montrée une configuration dite � intermédiaire � applicable à des régimes moteur situés entre les bas régimes, pris en charge par la 20 configuration � série � qui vient d'être présentée, et les hauts régimes qui seront traités plus loin en regard des figures 4a et 4b. [0037] Comme on peut le voir sur la figure 3a, la configuration � intermédiaire � est caractérisée par le fait que les moyens D1 et D2 d'obturation sont dans une position où les deux bouches B1 et B2 d'entrée d'air sont simultanément ouvertes. 25 Le schéma équivalent de la figure 3b montre que cette configuration � intermédiaire � est sensiblement analogue à une configuration � série � dans laquelle une entrée d'air est pratiquée à la jonction des conduits X et Y placés en série. II en résulte une longueur et une section du col 20 d'admission pratiquement identiques à celles de la figure 2a, ce qui reste favorable à la réduction du bruit, mais avec une perte de charge plus faible, favorable à l'augmentation de débit d'air demandée à l'admission aux régimes considérés. [0038] Enfin, pour des régimes moteur élevés, les bouches B1, B2 d'entrée sont commandées par les moyens D1 et D2 d'obturation de sorte que la première bouche B1 soit fermée et la seconde bouche B2 ouverte. On peut remarquer que dans ce cas la circulation d'air dans le second conduit Y est inchangée alors que celle dans le premier conduit X est inversée. Cette configuration est appelée configuration � parallèle � puisque, comme représenté sur le schéma équivalent de la figure 4b, l'air circule dans le même sens dans les deux conduits X et Y. La Io longueur du col 20 est alors limitée à la longueur de chacun des conduits, alors que sa section est la somme des sections des conduits, soit pratiquement le double. II en résulte une perte de charge très faible et donc une admission d'air plus élevée, comme cela est nécessaire à haut régime. [0039] Finalement, le col d'admission proposé par l'invention présente par rapport 15 aux cols d'admission connus non seulement l'avantage d'être plus compact, mais en plus d'offrir sous cet encombrement réduit une architecture � tri-mode � au lieu de la simple architecture � bi-mode � habituellement rencontrée. [0040] Les bouches B1 et B2 d'entrée peuvent avoir des sections adaptées respectivement au mode � série � ou � parallèle �. En particulier, la section de la 20 seconde bouche B2 d'entrée est supérieure à la section de la première B1, ceci afin d'augmenter la réduction de la perte de charge recherchée aux régimes moteur élevés. [0041] De plus, il y a avantage à prévoir que les moyens D1, D2 d'obturation sont aptes à maintenir en position ouverte au moins une desdites bouches B1, B2 25 d'entrée d'air. Cette précaution permet d'assurer en permanence un passage pour l'air d'admission, même en cas de défaillance. [0042] Enfin, on peut signaler que les bouches B1 et B2 d'entrée peuvent être situées dans des zones différentes sous le capot, cette caractéristique étant utilisée pour activer un mode dit de � protection �. En effet, en plaçant favorablement une des deux bouches, on peut éviter des entrées indésirables d'eau, de neige, de poussière, etc., dans la ligne d'admission d'air. Dans ce cas, les stratégies d'ouverture/fermeture des moyens Dl, D2 d'obturation sont pilotées par le mode � protection � et non seulement par les stratégies liées à l'acoustique et aux pertes de charge. REVENDICATIONS 1. Col d'admission d'air pour moteur de véhicules automobiles, caractérisé en ce que ledit col (20) comprend deux conduits (21, 22) de circulation d'air d'admission, dits premier et second conduits, et des moyens (Dl, D2) de commutation entre deux sens de circulation d'air dans le premier conduit (21), les conduits étant dans une configuration série pour un premier sens de io circulation dans ledit premier conduit (21) et dans une configuration parallèle pour un second sens de circulation dans ledit premier conduit (21). 2. Col d'admission selon la revendication 1, dans lequel les deux conduits (21, 22) de circulation sont accolés l'un à l'autre. 3. Col d'admission selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel, lesdits 15 conduits (21, 22) étant dans la configuration série, lesdits moyens (Dl, D2) de commutation sont aptes à augmenter la circulation d'air à l'entrée du second conduit (22). 4. Col d'admission selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel lesdits moyens de commutation comprennent un moyen (Dl) d'obturation d'une 20 première bouche (B1) d'entrée d'air à une première extrémité du premier conduit (21), et un moyen (D2) d'obturation d'une seconde bouche (B2) d'entrée d'air commune à un seconde extrémité du premier conduit (21) et à une extrémité du second conduit (22), les moyens (Dl, D2) d'obturation étant aptes à commuter entre deux configurations où l'une desdites bouches est en 25 position d'obturation et l'autre bouche en position ouverte.Io 5. Col d'admission selon les revendications 3 et 4, dans lequel les moyens (D1, D2) d'obturation sont aptes à définir une configuration intermédiaire où les bouches (B1, B2) d'entrée d'air sont simultanément ouvertes. 6. Col d'admission selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans 5 lequel la section de la seconde bouche (B2) d'entrée est supérieure à la section de la première (B1). 7. Col d'admission selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel lesdits moyens (D1, D2) de commutation sont aptes à maintenir en position ouverte au moins une desdites bouches (B1, B2) d'entrée d'air. Io 8. Véhicule équipé d'un moteur à combustion dont le col d'admission est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7. 9. Véhicule selon la revendication 8, dans lequel les bouches B1 et B2 sont situées dans des zones différentes sous capot. 15