Brevet FR2919826A1 — publié le 20090213

CIRCUIT D'ADMISSION D'AIR POSSEDANT DEUX DISPOSITIFS DE FILTRATION [0001] Le domaine technique de l'invention concerne les circuits d'admission d'air des moteurs à combustion interne des véhicules automobiles. Plus particulièrement, l'objet de l'invention porte sur un circuit d'admission d'air universel, prévu pour être adapté à toutes les conditions météorologiques, variant d'une atmosphère humide, impliquant notamment de la pluie ou de la neige, à une atmosphère beaucoup plus sèche caractérisée par des poussières, du sable ou tout autre particule solide en suspension dans l'air. 2] Il existe une multiplicité de brevets portant sur les filtres à air et les circuits d'alimentation en air d'un moteur de véhicule comportant ces filtres. Ces circuits et ces filtres possèdent généralement des caractéristiques spécifiques, leur permettant de répondre à un certain nombre de contraintes liées, par exemple, à la sécurité des piétons, à un encombrement réduit, à des contraintes acoustiques ou autre. Seulement, aucun des circuits d'admission d'air décrits dans l'état de la technique, n'est configuré pour posséder ce caractère d'universalité, leur permettant d'assurer pleinement leur fonction, quelles que soient les conditions atmosphériques. 3] Les circuits d'admission d'air selon l'invention, sont dotés d'un système de 20 filtrage des particules, adapté à toutes sortes de conditions atmosphériques. 4] La présente invention a pour objet un circuit d'admission d'air d'un moteur de véhicule automobile, comprenant une entrée d'air et un système de filtration d'air. La principale caractéristique d'un circuit d'admission d'air selon l'invention, est que le système de filtration comprend deux dispositifs distincts de filtration d'air, placés en série 25 dans ledit circuit, le premier dispositif visant à filtrer les grosses particules et le deuxième dispositif étant conçu pour filtrer les particules plus fines, le premier dispositif étant en amont dudit deuxième dispositif. Autrement dit, le premier dispositif est prévu pour piéger des grosses particules, telles que des gouttes d'eau, de la neige, des feuilles mortes ou des brindilles, le deuxième dispositif ayant une fonction de filtration assimilable à celle d'un filtre à air conventionnel. Les notions d'amont et d'aval doivent être interprétées en tenant compte du sens de circulation de l'air dans le circuit. [0005] Préférentiellement, les deux dispositifs de filtration sont reliés entre eux par des conduits en thermoplastique. [0006] De façon avantageuse, le premier dispositif est constitué par un premier boîtier traversé par une cartouche filtrante en fibres synthétiques. Les fibres synthétiques confèrent à la cartouche un caractère hydrofuge. De cette manière, l'eau piégée par la cartouche ruisselle le long de ses parois sans être absorbée. Si la cartouche était en papier, elle se déformerait et perdrait tout ou partie de ses caractéristiques techniques. [0007] De façon préférentielle, la cartouche filtrante est réalisée en feutre. [0008] Avantageusement, le premier boîtier est réalisé en thermoplastique, et résulte de la soudure de demi-coquilles injectées. Ainsi, la soudure permet de maintenir la cartouche entre les deux parties du premier boîtier. [0009] Préférentiellement, la cartouche sépare un compartiment supérieur d'un compartiment inférieur, ledit compartiment inférieur possédant un orifice d'évacuation. Les notions de supérieur et d'inférieur doivent être interprétées par rapport à une direction verticale, le compartiment inférieur étant donc placé en dessous du compartiment supérieur. L'orifice d'évacuation permet aux particules piégées de quitter le circuit d'air. Cet orifice d'évacuation est donc dimensionné, au niveau de sa hauteur et de son diamètre, pour permettre la fuite des particules vers l'extérieur du premier boîtier, malgré l'aspiration créée par la circulation d'air dans ledit premier boîtier. [0010] De façon avantageuse, la cartouche est en position inclinée par rapport à un plan horizontal, de manière à permettre aux particules liquides piégées, de ruisseler le long de ladite cartouche. Les particules concernées proviennent essentiellement de la pluie ou de la neige. Ces particules sont ensuite évacuées par un orifice en partie inférieure du boîtier. [0011] De façon préférentielle, le premier boitier possède une entrée d'air débouchant dans le compartiment inférieur, et une sortie d'air placée au niveau du compartiment supérieur, ladite entrée étant positionnée sous ladite sortie. Cette configuration est prévue pour éviter à l'eau piégée, d'avoir une quelconque possibilité de pénétrer dans la sortie d'air du premier boîtier. [0012] De façon avantageuse, l'orifice est recouvert d'un joint parapluie ou en bec de canard, pour empêcher de l'eau, venue de l'extérieur du premier boîtier, de pénétrer dans ledit boîtier. Il s'agit d'un joint de forme sensiblement conique, favorisant la circulation des particules vers l'extérieur du premier boîtier et empêchant leur circulation en sens inverse. [0013] De façon préférentielle, le volume du premier boîtier est compris entre 4 litres et 8 litres. Ce premier boîtier est volumineux, et possède donc des propriétés d'amortisseur acoustique, en jouant le rôle d'un résonateur, d'un silencieux, ou même d'une simple chambre d'expansion. [0014] Selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention, le premier boîtier comporte des résonateurs 1/4 d'onde. [0015] Selon un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention, le premier boîtier comporte des résonateurs d'Helmoltz. Ces deux types de résonateurs sont connus. La possibilité de les implanter dans le premier boîtier, permet à celui-ci d'être dimensionné au plus juste face à une sollicitation acoustique donnée. [0016] Avantageusement, le deuxième dispositif est constitué par un deuxième boîtier traversé par une cartouche filtrante en papier. Il s'agit d'un filtre conventionnel, apte à 20 filtrer des particules plus fines que celles qui ont été filtrées par le premier boîtier. [0017] De façon préférentielle, un joint est surmoulé sur la cartouche en papier. Une fois la cartouche implantée dans le deuxième boîtier, ce joint périphérique assure l'étanchéité de ladite cartouche. [0018] De façon avantageuse, le deuxième boîtier est réalisé en thermoplastique, et résulte 25 du vissage de demi-coquilles injectées. De cette manière, la cartouche filtrante en papier est maintenue comprimée entre les deux parties du boîtier. [0019] Préférentiellement, la cartouche est en position horizontale, et sépare un compartiment supérieur d'un compartiment inférieur, ledit compartiment supérieur possédant une sortie de gaz propres vers le moteur, et ledit compartiment inférieur possédant une entrée d'air en provenance du premier boîtier. La position horizontale se justifie, dans la mesure où les particules piégées par ce filtre, retombent au fond du compartiment inférieur. Ainsi, au moment du changement de la cartouche, les impuretés ne peuvent pas être aspirées par le conduit d'air propre. [0020] L'invention porte également sur un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne, et dont la principale caractéristique est qu'il est équipé d'un circuit 10 d'admission d'air conforme à l'invention. [0021] Les conduits d'admission d'air selon l'invention, présentent l'avantage d'être dotés d'un système de filtration qui est complet, performant et dont le fonctionnement est fiable. Il est complet, dans la mesure où il opérationnel et efficace pour toutes les conditions atmosphériques pouvant être rencontrées, y compris les plus extrêmes. Il est 15 performant, car, outre sa fonction originelle de filtrage, il peut occuper une fonction de décanteur d'eau, ainsi qu'une fonction de filtre acoustique amélioré, grâce à une pluralité d'aménagements pouvant lui être apportée, notamment par l'instauration de résonateurs. Son fonctionnement est fiable, car il met en oeuvre une succession de deux filtres dont les caractéristiques fonctionnelles sont parfaitement maîtrisées. 20 [0022] On donne ci-après une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un circuit d'admission d'air selon l'invention, en se référant à la figure 1. La figure 1 est une vue en perspective partielle coté caisse d'une structure de montage selon l'invention. 3] En se référant à la figure 1, un circuit 1 d'admission d'air d'un moteur 2 de 25 véhicule automobile selon l'invention, comprend une entrée 3 d'air, généralement sous la forme d'un col d'entrée d'air, un premier boîtier 4 de filtration d'air placé en amont d'un deuxième boîtier 5 de filtration d'air, et un régulateur 6 de débit d'air, sous la forme d'une vanne papillon, placée en amont du moteur 2. Le col d'entrée 3 d'air est relié au premier boîtier 4 au moyen d'une première tubulure 7 rigide en thermoplastique. Le premier boîtier 4 est réalisé en thermoplastique, et résulte de la soudure de demi-coquilles injectées. Ce premier boîtier 4 a la forme d'un parallélépipède rectangle et est traversé par une cartouche filtrante 8 en fibres synthétiques, ladite cartouche 8 séparant un compartiment supérieur 9 et un compartiment inférieur 10 muni d'un orifice d'évacuation 11. Le compartiment supérieur 9 est situé au dessus du compartiment 10 inférieur. La cartouche 8 se retrouve en position inclinée par rapport à un plan horizontal, pour faciliter l'écoulement des particules liquides piégées, vers l'orifice d'évacuationll situé au fond du compartiment inférieur 10. La première tubulure 7 rigide, relie l'entrée 3 d'air du circuit 1, au compartiment inférieur 10 du premier boîtier 4 de filtration. Ce premier boîtier 4 est destiné à piéger les grosses particules comme, par exemple, des gouttes d'eau, de la neige, des feuilles mortes ou des brindilles. Le fait que la cartouche 8 soit en fibres synthétiques, permet à l'eau de ne pas être absorbée, et donc de ruisseler le long de ladite cartouche 8. L'orifice 11, qui a une section circulaire, est dimensionné au niveau de son diamètre et de sa hauteur, pour permettre l'évacuation des particules, malgré l'aspiration créée par la circulation d'air traversant ledit boîtier 4. Cet orifice 11 est doté d'un joint parapluie, favorisant l'évacuation de l'eau en provenance du premier boîtier 4, mais empêchant un passage en sens inverse de l'eau, en provenance de l'extérieur dudit premier boîtier 4. Une deuxième tubulure 12 rigide relie le compartiment 9 supérieur du premier boîtier 4 au deuxième boîtier 5. Le deuxième boîtier 5 est réalisé en thermoplastique, et résulte du vissage de demi-coquilles injectées en thermoplastique, selon un plan de joint horizontal. Ce deuxième boîtier 5 a la forme d'un parallélépipède rectangle et est traversé par une cartouche filtrante 13 en papier, maintenue comprimée entre les deux parties du boîtier 5, ladite cartouche 13 séparant un compartiment supérieur 14 d'un compartiment inférieur 15, le compartiment supérieur 14 étant situé au dessus du compartiment 15 inférieur. La cartouche 12 se retrouve en position horizontale et comporte un joint d'étanchéité surmoulé (non représenté), assurant à ladite cartouche 13 une étanchéité périphérique. La deuxième tubulure 12 rigide, relie le compartiment supérieur 9 du premier boîtier 4 au compartiment inférieur 15 du deuxième boîtier 5 de filtration. La position horizontale de la cartouche 12 en papier est recherchée pour permettre aux particules piégées de retomber au fond du compartiment inférieur 15. Ce deuxième boîtier 5 est assimilable à un filtre à air conventionnel, apte à filtrer les fines particules qui n'auront pas pu être piégées par le premier boîtier 4. L'air propre du compartiment supérieur 14 du deuxième boîtier 5 est acheminé, via une troisième tubulure 16, vers le moteur 2, le débit de cet air propre étant régulé par la vanne papillon 6. REVENDICATIONS 1. Circuit d'admission (1) d'air d'un moteur de véhicule automobile, comprenant une entrée (3) d'air et un système de filtration d'air, caractérisé en ce que le système de filtration comprend deux dispositifs (4,5) distincts de filtration d'air, placés en série dans ledit circuit (1), le premier dispositif (4) visant à filtrer les grosses particules et le deuxième dispositif (5) étant conçu pour filtrer les particules plus fines, le premier dispositif (4) étant en amont dudit deuxième dispositif (5). 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les différents éléments (3,4,5,6) du circuit (1) sont reliés entre eux par des conduits (7,12) en thermoplastique. 3. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier dispositif est constitué par un premier boîtier (4) traversé par une cartouche filtrante (8) en fibres synthétiques. 4. Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cartouche filtrante (8) est réalisée en feutre. 5. Circuit selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le premier boîtier (4) est réalisé en thermoplastique, et résulte de la soudure de demi-coquilles injectées. 6. Circuit selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la cartouche (8) sépare un compartiment supérieur (9) d'un compartiment inférieur (10), ledit compartiment inférieur (10) possédant un orifice d'évacuation (11). 7. Circuit selon la revendication 6, caractérisée en ce que la cartouche (8) est en position inclinée par rapport à un plan horizontal, de manière à permettre aux particules liquides piégées, de ruisseler le long de ladite cartouche (8). 8. Circuit selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le premier boitier (4) possède une entrée d'air débouchant dans le compartimentinférieur (10), et une sortie d'air placée au niveau du compartiment supérieur (9), ladite entrée étant positionnée sous ladite sortie. 9. Circuit selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'orifice (11) est recouvert d'un joint parapluie ou en bec de canard, pour empêcher de l'eau, venue de l'extérieur du premier boîtier (4), de pénétrer dans ledit boîtier (4). 10. Circuit selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que le volume du premier boîtier (4) est compris entre 4 litres et 8 litres. 11. Circuit selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que le to premier boîtier (4) comporte des résonateurs 1/4 d'onde. 12. Circuit selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que le premier boîtier (4) comporte des résonateurs d'Helmoltz. 13. Circuit selon l'une quelconque des revendications 3 à 12, caractérisé en ce que le deuxième dispositif est constitué par un deuxième boîtier (5) traversé par une 15 cartouche filtrante (13) en papier. 14. Circuit selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'un joint est surmoulé sur la cartouche en papier (13). 15. Circuit selon l'une quelconque des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que le deuxième boîtier (5) est réalisé en thermoplastique, et résulte du vissage de 20 demi-coquilles injectées. 16. Circuit selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que la cartouche (13) est en position horizontale, et sépare un compartiment supérieur (14) d'un compartiment inférieur (15), ledit compartiment supérieur (14) possédant une sortie de gaz propres vers le moteur (2), et ledit compartiment inférieur (15) 25 possédant une entrée d'air en provenance du premier boîtier (4). 17. Véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un conduit (1) d'admission d'air conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.