Brevet FR2917781A1 — publié le 20081226

CIRCUIT D'ALIMENTATION EN AIR D'UN MOTEUR POSSEDANT UN DISPOSITIF D'OBTURATION [0001] Le domaine technique de l'invention concerne les circuits d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Ces circuits d'alimentation en air sont généralement dotés d'un refroidisseur d'air et d'un doseur, permettant d'optimiser les conditions d'entrée d'air dans le moteur, en termes de débit et de température, en fonction de la phase d'utilisation du moteur. Il est donc souhaitable d'accroître la souplesse d'utilisation de ces circuits, en multipliant leurs fonctions, de manière à adapter au plus juste, leurs caractéristiques vis-à-vis d'une situation donnée. A ce titre, l'invention propose un dispositif particulier permettant d'optimiser les conditions de distribution d'air dans lesdits circuits. 2] Les circuits d'alimentation en air de moteurs à combustion interne, comprenant un refroidisseur d'air suralimenté et un circuit de dérivation en parallèle, permettant à l'air d'éviter d'être refroidi par ledit refroidisseur, existent déjà et ont fait l'objet de brevet. On peut, par exemple, citer le brevet JP2002317640 qui se rapporte à un tel circuit. Ce circuit est prévu pour fournir de l'air suralimenté au moteur, dans le but d'améliorer les conditions de combustion dans ledit moteur. Ce circuit se caractérise, entre autre, par une vanne trois voies, apte à guider l'air entrant, soit vers le refroidisseur, soit vers un conduit de dérivation évitant ledit refroidisseur. La vanne décrite dans ce brevet n'est pas conformée pour obturer le circuit d'alimentation en air en aval du refroidisseur. 3] Les notions d 4] Le circuit d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne d'un véhicule selon l'invention, met en oeuvre un dispositif de distribution d'air, non seulement apte à guider l'air entrant, soit vers le refroidisseur, soit vers un conduit de dérivation dudit refroidisseur, mais également apte à obturer ledit circuit en amont d'un doseur. Habituellement, cette fonction n'est assurée que par le doseur seul. La fermeture du circuit par un dispositif spécifique, vient en complément de la fermeture réalisée par le doseur, permettant ainsi d'être plus tolérant vis-à-vis du niveau d'étanchéité procuré par le doseur. De cette manière, la fermeture du circuit s'effectue de façon étanche, sans avoir à solliciter trop fortement le doseur pour assurer cette fonction. Le doseur se retrouve ainsi préservé en étant moins mis à contribution, de manière à pouvoir contrebalancer son dimensionnement en étanchéité interne. [0005] La présente invention a pour objet un circuit d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comprenant, un refroidisseur d'air muni d'un conduit de dérivation en parallèle, un doseur, un répartiteur d'admission, ledit circuit possédant également un dispositif de distribution d'air permettant à l'air de passer, soit par le refroidisseur, soit par le conduit de dérivation sans être refroidi. La principale caractéristique d'un conduit selon l'invention, est que le dispositif de distribution possède une troisième position de fonctionnement, correspondant à l'obturation complète dudit circuit, en amont du doseur. Cette fonction de fermeture est habituellement assurée par le doseur seul, qui est alors fortement sollicité pour effectuer cette fermeture avec un bon niveau d'étanchéité. La fermeture du circuit par le dispositif de distribution vient en complément de celle réalisée par le doseur, permettant alors d'être moins sévère sur le niveau d'étanchéité procuré par ledit doseur. L'obturation du circuit d'alimentation en air est généralement recherchée lorsque le moteur est en phase d'extinction ou de coupure. [0006] Selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif de distribution est positionné en amont du refroidisseur, à l'intersection du conduit de dérivation et du conduit sur lequel est placé ledit refroidisseur. [0007] Selon un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif de distribution est positionné en aval du refroidisseur, à l'intersection du conduit de dérivation et du conduit sur lequel est placé ledit refroidisseur. Pour cette configuration, le dispositif se retrouve placé entre le refroidisseur et le doseur. En effet, il est notoire qu'un refroidisseur est traversé par un conduit de circulation d'air. [0008] De façon préférentielle, le circuit comprend un compresseur, et le dispositif de distribution est placé en aval dudit compresseur. Le dispositif de distribution d'air est particulièrement adapté aux circuits d'alimentation en air comportant au moins un compresseur. En effet, ledit compresseur comprime l'air en le chauffant, et, suivant les phases d'utilisation du moteur, il peut être souhaité de refroidir ou non l'air ainsi chauffé. [0009] De façon avantageuse, le dispositif se retrouve au coeur d'une zone d'intersection de trois conduits, et ledit dispositif comporte un obturateur mobile, apte à n'obturer qu'un seul desdits conduits. En effet, pour une première configuration, l'obturateur est situé à l'entrée du conduit de dérivation et du conduit comportant le refroidisseur, et à la sortie du conduit incident situé en amont desdits conduits en parallèle. Pour une deuxième configuration, l'obturateur est situé à la sortie du conduit de dérivation et du conduit comportant le refroidisseur, et à la l'entrée du conduit alimentant le doseur. [0010] Préférentiellement, l'obturateur peut être mis en rotation autour d'un axe situé au centre de la zone d'intersection. De cette manière, l'obturateur est donc apte à pivoter pour 15 venir se placer à l'entrée de l'un des trois conduits à obturer. [0011] Préférentiellement, l'obturateur est une pièce possédant une base arrondie, convergeant vers un sommet au moyen d'une partie conique. De façon avantageuse, la base arrondie a la forme d'une portion de sphère, dont les dimensions sont supérieures au diamètre du conduit le plus large à obturer. 20 [0012] De façon avantageuse, l'obturateur est articulé autour de son sommet. De cette manière, c'est la partie arrondie de l'obturateur, qui vient se positionner devant le conduit à obturer. [0013] De façon préférentielle, l'obturateur est doté de moyens de rappel, de sorte que sa position au repos correspond à l'obturation du conduit de dérivation. Autrement dit, par 25 défaut, l'air passe par le refroidisseur avant de traverser le doseur. Avantageusement, les moyens de rappel sont constitués par deux ressorts. [0014] Préférentiellement, le pivotement de l'obturateur est piloté au moyen d'un système de commande. Ce système peut utiliser toute sorte de source énergétique, qu'elle soit électrique, mécanique ou pneumatique. [0015] L'invention porte également sur un véhicule comprenant un moteur à combustion 5 interne, et dont la principale caractéristique est qu'il comprend un circuit d'alimentation en air selon l'invention. [0016] Les circuits d'alimentation en air selon l'invention, présentent l'avantage d'être de conception simple, et sont donc faciles à mettre en oeuvre. La conséquence est qu'ils sont fiables et performants. De plus, pour assurer leur fonction supplémentaire 10 d'obturation totale, ils ne nécessitent l'apport d'aucune pièce spécifique dédiée à cette fonction. Ils demeurent donc d'un coût peu élevé. [0017] On donne ci-après une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un circuit d'alimentation en air selon l'invention en se référant aux figures 1 à 4. 15 - La figure 1 est une vue schématique d'un circuit d'alimentation en air selon l'invention - La figure 2 est une vue de côté d'un dispositif de distribution d'air obturant le conduit de dérivation. -La figure 3 est une vue du dispositif de la figure 2, mais obturant le 20 conduit comportant le refroidisseur. - La figure 4 est une vue du dispositif de la figure 2, mais obturant le conduit reliant le doseur. [0018] En se référant à la figure 1, un conduit 1 d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comprend un compresseur 2, un conduit 3 25 de sortie d'air dudit compresseur 2 se scindant en deux conduits 4,5 parallèles, l'un 4 comportant un refroidisseur 6 d'air suralimenté, l'autre 5 constituant un conduit simple de dérivation, permettant à l'air comprimé d'éviter de traverser le refroidisseur 6. Ces deux conduits parallèles 4,5 se rejoignent en aval dudit refroidisseur 6 pour former un conduit 7 qui va alimenter en air un doseur 8 d'air, ledit doseur 8 étant apte à réguler le débit d'air qui va pénétrer dans un répartiteur 9 d'admission d'air du moteur. Le conduit 1 d'alimentation en air selon l'invention, est doté d'un dispositif 10 de distribution d'air situé en aval du refroidisseur 6, au niveau d'une zone d'intersection correspondant à la jonction des deux conduits 4,5 en parallèle. De cette manière, ledit dispositif 10 se retrouve à la croisée de trois conduits 4,5,7: le conduit 4 comportant le refroidisseur 6, le conduit de dérivation 5 et le conduit 7 qui alimente le doseur 8 d'air. [0019] En se référant aux figures 2,3 et 4, le dispositif de distribution 10 comprend un obturateur 11 sous la forme d'une pièce possédant une base 12 arrondie, assimilable à une portion de sphère, ladite base 12 convergeant vers un sommet au moyen d'une partie conique 13. L'obturateur 11 possède un axe 18 de rotation situé sensiblement au centre de la zone d'intersection 20 des trois conduits 4,5,7 , ledit axe 18 traversant l'obturateur 11 au niveau de son sommet. De cette manière, l'obturateur 11 est mobile en rotation autour dudit axe 18. La base arrondie 12 de l'obturateur 11 est amenée à venir se placer en face et au contact du conduit 4,5,7 à obturer, les dimensions de ladite base arrondie 12 étant telles qu'elle ne peut obturer qu'un seul conduit à la fois. La zone d'intersection 20 est délimitée par l'enveloppe des conduits qui convergent vers elle, et présente une saillie 14 interne permettant de définir deux butées 15,16 pour l'obturateur 11, l'une 15 venant bloquer l'obturateur 11 en face du conduit 7 alimentant le doseur 8, et l'autre 16 venant bloquer l'obturateur 11 en face du conduit 4 comportant le refroidisseur 6. Le dispositif 10 de distribution d'air possède deux ressorts de rappel (non représentés sur les figures), permettant à l'obturateur 11, en position de repos, d'obturer le conduit 5 de dérivation. Donc, par défaut, le dispositif 10 permet à l'air comprimé d'être systématiquement refroidi. Le mouvement de l'obturateur 11 est piloté au moyen d'un système de commande qui peut, par exemple, être électrique ou pneumatique. [0020] Le dispositif 10 de distribution d'air fonctionne sur la base d'une mise en rotation 30 maîtrisée de l'obturateur 11. Ainsi, de façon conventionnelle, en fonction des besoins occasionnés par d'utilisation du moteur, le dispositif 10 va distribuer vers le moteur, soit de l'air refroidi, soit de l'air chaud directement en provenance du compresseur 2. La fonction supplémentaire assurée par le dispositif 10 est qu'il peut également être utilisé en mode étouffoir , qui est un mode pour lequel le circuit 1 est obturé en amont du doseur 8. Cette fermeture étanche du circuit 1 étant habituellement assurée par le doseur 8 seul, ce mode étouffoir vient donc en complément de la fermeture réalisée par le doseur 8, ce qui permet d'être moins sévère sur le niveau d'étanchéité dudit doseur 8. Cette fermeture étanche est recherchée lors des phases de coupure du moteur. REVENDICATIONS 1. Circuit (1) d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comprenant, un refroidisseur (6) d'air muni d'un conduit (5) de dérivation en parallèle, un doseur (8), un répartiteur d'admission (9), ledit circuit possédant également un dispositif (10) de distribution d'air permettant à l'air, de passer, soit par le refroidisseur (6), soit par le conduit (5) de dérivation sans être refroidi, caractérisé en ce que le dispositif (10) de distribution possède une troisième position de fonctionnement, correspondant à l'obturation complète dudit circuit (1), en amont du doseur (8). 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (10) de distribution est positionné en amont du refroidisseur (6), à l'intersection du conduit (5) de dérivation et du conduit (4) sur lequel est placé ledit refroidisseur (6). 3. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (10) de distribution est positionné en aval du refroidisseur (6), à l'intersection du conduit (5) de dérivation et du conduit (4) sur lequel est placé ledit refroidisseur (6). 4. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un compresseur (2), et en ce que le dispositif (10) de distribution est placé en aval dudit compresseur (2). 5. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif (10) se retrouve au coeur d'une zone d'intersection (20) de trois conduits, et en ce que ledit dispositif comporte un obturateur mobile, apte à n'obturer qu'un seul desdits conduits. 6. Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'obturateur (11) peut être mis en rotation autour d'un axe (18) situé au centre de la zone d'intersection (20). 7. Circuit selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'obturateur (11) est une pièce possédant une base (12) arrondie, convergeant vers un sommet au moyen d'une partie conique (13). 8. Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'obturateur (11) est articulé autour de son sommet. 9. Circuit selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'obturateur (11) est doté de moyens de rappel, de sorte que sa position au repos 5 correspond à l'obturation du conduit (5) de dérivation. 10. Circuit selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le pivotement de l'obturateur (11) est piloté au moyen d'un système de commande. 11. Véhicule comprenant un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit (1) d'alimentation en air, conforme à l'une des revendications 10 précédentes.