Brevet FR2921436A3 — publié le 20090327

FR 2921436 A3 20090327 FR 0757850 A 20070926 "Collecteur d'admission/d'échappement en boucle pour un moteur thermique de véhicule automobile" L'invention concerne un collecteur d'admission/d'échappement pour un moteur thermique de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un collecteur d'admission/d'échappement pour un moteur thermique de véhicule automobile, comportant un conduit primaire débouchant dans un élément tubulaire ou "plenum" dans une cavité interne duquel débouchent au moins deux conduits secondaires d'admission/ io d'échappement destinés à être abouchés à autant de conduits internes d'une culasse de véhicule automobile. On connaît de nombreux exemples de collecteurs de ce type. Un tel collecteur comporte un élément tubulaire qui est 15 généralement réalisé sous la forme d'un cylindre d'orientation longitudinale, à une extrémité duquel ou milieu duquel est relié le conduit primaire, et le long duquel sont raccordés radialement les conduits secondaires d'admission/d'échappement associés. Dans cette configuration, au moins un conduit secondaire 20 se trouve agencé à une extrémité fermée de l'élément tubulaire. Ce conduit secondaire se trouve donc soumis à un écoulement de gaz différent des autres conduits secondaires. Ainsi, par exemple, lorsque le collecteur est un collecteur d'admission dont l'élément tubulaire ou "plenum" est alimenté à 25 une de ses extrémités longitudinales par le conduit primaire, le conduit secondaire qui est agencé le plus près de l'extrémité longitudinale opposée au conduit primaire ne peut être alimenté gaz par l'élément tubulaire ou "plenum" que du côté du conduit primaire, puisque l'extrémité longitudinale de l'élément tubulaire 30 qui est opposé au conduit primaire est fermée. Toutefois, dans cette configuration, chacun des autres conduits secondaires peut être alimenté en gaz des deux côtés de l'élément tubulaire. 2 Il en résulte donc une différence d'écoulement des gaz d'admission, selon que ceux-ci s'écoulent dans le conduit secondaire d'extrémité ou dans un autre des conduits secondaires. L'invention propose de remédier à cet inconvénient en proposant un collecteur d'admission ou d'échappement dont l'élément tubulaire ou plenum ne comporte pas d'extrémité fermée susceptible de perturber l'écoulement des gaz à proximité d'un conduit secondaire. io Dans ce but, l'invention propose un collecteur d'admission ou d'échappement du type décrit précédemment, caractérisé en ce que la cavité interne du corps tubulaire ou "plenum" est conformée en boucle pour favoriser l'écoulement des gaz circulant entre deux conduits secondaires voisins. 15 Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - l'élément tubulaire présente la forme d'un tore, - chaque conduit secondaire débouche dans la cavité interne selon un axe sensiblement perpendiculaire au plan du tore formant l'élément tubulaire, 20 - chaque conduit secondaire débouche dans la cavité interne selon un axe compris dans le plan du tore formant l'élément tubulaire, - au moins un premier conduit secondaire s'étend radialement vers l'extérieur du tore formant l'élément tubulaire et 25 en au moins un deuxième conduit secondaire, qui s'étend radialement vers l'intérieur du tore formant l'élément tubulaire, est coudé pour contourner le tore formant l'élément tubulaire de manière à s'étendre parallèlement en direction du premier conduit secondaire, 30 - le conduit primaire débouche dans la cavité interne selon un axe sensiblement perpendiculaire au plan du tore formant l'élément tubulaire, 3 - le conduit primaire débouche dans la cavité interne selon un axe compris dans le plan du tore formant l'élément tubulaire, - le conduit primaire est orienté radialement à l'extérieur du tore formant l'élément tubulaire, - l'élément tubulaire est conformé sensiblement en un polygone, notamment un triangle dans au moins un côté duquel débouchent les conduits secondaires et à un sommet duquel est relié le conduit primaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention io apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de dessus d'un collecteur selon un état antérieur de la technique. 15 - la figure 2 est une vue schématique de dessus d'un collecteur selon un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 3 est une vue de face d'un collecteur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; - la figure 4 est une vue de face d'un collecteur selon un 20 troisième mode de révélation de l'invention. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté à la figure 1 l'ensemble d'un collecteur 10 25 d'admission ou d'échappement destiné à un moteur thermique de véhicule automobile (non représenté). De manière connue, le collecteur 10 comporte un conduit primaire 12 débouchant dans un élément tubulaire 14 ou "plenum" dans une cavité interne 16 duquel débouchent au moins deux 30 conduits secondaires 18 d'admission/d'échappement destinés à être abouchés à autant de conduits internes d'une culasse de véhicule automobile (non représentés). 4 Le collecteur 10 peut être indifféremment un collecteur 10 d'admission qui est destiné à alimenter la culasse du moteur en air frais, ou un collecteur 10 d'échappement qui est destiné à évacuer des gaz brûlés issus de la combustion d'un mélange carburé réalisée dans les chambres de combustion du moteur associé. Pour la compréhension des figures, on se placera dans la configuration selon laquelle le collecteur 10 est un collecteur 10 d'admission, mais il sera compris que cette disposition n'est io nullement limitative de l'invention. Dans un collecteur 10 du type de celui qui a été représenté à la figure 1, qui est notamment un collecteur comportant quatre conduits secondaires 18 d'admission, l'air frais est acheminé dans l'élément tubulaire 14 par l'intermédiaire du conduit primaire 12 15 d'admission, qui comporte par exemple un papillon 20 destiné à réguler le débit d'air frais admis dans le collecteur 10. Chacun des quatre conduits secondaires 18 aspire donc l'air frais dans la cavité 16 de l'élément tubulaire 14 afin d'alimenter la culasse du moteur associé. 20 Un problème se pose quand au conduit 18 secondaire d'extrémité qui est agencé à proximité de l'extrémité 22 de l'élément tubulaire 14 opposée au conduit primaire 12. En effet, si chacun des autres conduits secondaires 18 peut aspirer de l'air frais de chaque côté de son raccordement 25 avec la cavité 16 de l'élément tubulaire 14, il n'en est pas de même pour le conduit secondaire 18 qui est agencé à proximité de l'extrémité 22 de l'élément tubulaire 14 et ne peut donc aspirer de l'air frais que d'un seul côté, c'est à dire à gauche sur la figure 1. 30 Or, puisque ce conduit secondaire 18 extrémité ne peut aspirer de l'air que d'un seul côté, il perturbe de ce fait l'écoulement des gaz d'admission au voisinage de l'extrémité 22 de la cavité 16 de l'élément tubulaire 14, notamment en perturbant l'écoulement au sein du conduit secondaire 18 voisin. Pour remédier à cet inconvénient, l'invention propose un collecteur 10 d'admission ou d'échappement dont l'élément 5 tubulaire 14 ou plenum ne comporte pas d'extrémité fermée susceptible de perturber l'écoulement des gaz à proximité d'un conduit secondaire 18. Un tel collecteur 10 d'admission a notamment été représenté suivant trois modes de réalisation aux figures 2 à 4. io Dans cette configuration, conformément à l'invention, cavité interne 16 du corps tubulaire 14 ou "plenum" est conformée en boucle pour favoriser l'écoulement des gaz circulant entre deux conduits secondaires 18 voisins. Dans un premier et un deuxième mode de réalisation 15 de l'invention qui ont été représentés aux figures 2 et 3, l'élément tubulaire 14 présente sensiblement la forme d'un tore. Par "tore", il sera compris tout élément tubulaire déterminant un conduit dont la ligne moyenne forme une boucle continue. Le terme de "tore" ne s'applique donc pas seulement à 20 une ligne moyenne circulaire, mais à tout autre type de ligne moyenne notamment une ligne moyenne ovale. Plusieurs configurations peuvent être envisagées quant à l'implantation des conduits secondaires 18. Ainsi, dans le premier mode de réalisation de la figure 2, 25 chaque conduit secondaire 18 débouche dans la cavité interne 16 selon un axe "A" sensiblement perpendiculaire au plan "P" du tore formant l'élément tubulaire 14. En variante, dans le second mode de réalisation de la figure 3, chaque conduit secondaire 18 débouche dans la cavité 30 interne 16 selon un axe "B" compris dans le plan "P" du tore formant l'élément tubulaire 14. Ainsi par exemple il serait possible d'envisager que dans le cas d'un moteur en "V", le collecteur 10 soit agencé entre les 6 deux culasses du moteur et que les conduit secondaires 18 s'étendent de part et d'autre du collecteur 10 selon des axes compris dans le plan "P" du tore formant l'élément tubulaire 14. Toutefois, dans le cas d'un collecteur 10 associé à un moteur en ligne, les conduits secondaires 12 doivent nécessairement être agencés et groupés d'un côté du collecteur 10. À cet effet, comme l'illustre la figure 3, dans le deuxième mode de réalisation de l'invention, au moins un premier conduit io secondaire 18a s'étend radialement vers l'extérieur du tore formant l'élément tubulaire 14 et au moins un deuxième conduit secondaire 18b, qui s'étend radialement vers l'intérieur du tore formant l'élément tubulaire 14, est coudé pour contourner le tore formant l'élément tubulaire 14 de manière à s'étendre 15 parallèlement en direction du premier conduit secondaire 18a. Plusieurs configurations peuvent aussi être envisagées quant à l'implantation du conduit primaire 12. En premier lieu, le conduit primaire peut déboucher dans la cavité interne 16 selon un axe sensiblement perpendiculaire au 20 plan "P" du tore formant l'élément tubulaire 14. Cette configuration n'a pas été représentée. De préférence, comme représenté aux figures 2 et 3 des premiers et deuxièmes modes de réalisation de l'invention, le conduit primaire 12 débouche dans la cavité interne 16 selon un 25 axe "C" compris dans le plan du tore formant l'élément tubulaire 14. Dans cette configuration, il sera compris que de préférence le conduit primaire 12 est orienté radialement à l'extérieur du tore. 30 La figure 4 illustre un troisième mode de réalisation en variante dans lequel l'élément tubulaire 14 est conformé sensiblement en un polygone, notamment en un triangle dans au moins un côté 20 duquel débouchent les conduits secondaires 18 7 et à un sommet 24 duquel est relié le conduit primaire 12. Dans cette configuration, il sera compris que de préférence le conduit primaire 12 et les conduits secondaires 18 sont agencés dans le plan du polygone déterminé par l'élément tubulaire 14. Toutes ces configurations permettent avantageusement à chacun des conduits secondaires 18 d'être alimentés de part et d'autre de leur raccordement avec la cavité 16 de l'élément tubulaire 14, ce qui permet, dans le cas d'un collecteur 10 d'admission, de ne pas perturber l'écoulement des gaz aspirés io par les conduits secondaires 18, et, dans le cas d'un collecteur 10 d'échappement, de ne pas perturber l'écoulement des gaz rejetés par les conduits secondaires 18. L'invention permet donc une optimisation d'un collecteur d'admission 10 susceptible d'améliorer le fonctionnement du 15 moteur thermique associé. REVENDICATIONS 1. Collecteur (10) d'admission/d'échappement pour un moteur thermique de véhicule automobile, comportant un conduit primaire (12) débouchant dans un élément tubulaire (14) ou "plenum" dans une cavité interne (16) duquel débouchent au moins deux conduits secondaires (18, 18a, 18b) d'admission/d'échappement destinés à être abouchés à autant de conduits internes d'une culasse de véhicule automobile, caractérisé en ce que la cavité interne (16) du corps io tubulaire ou "plenum" est conformée en boucle pour favoriser l'écoulement des gaz circulant entre deux conduits (18) secondaires voisins. 2. Collecteur (10) d'admission/d'échappement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément 15 tubulaire (14) présente sensiblement la forme d'un tore. 3. Collecteur (10) d'admission/d'échappement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque conduit secondaire (18) débouche dans la cavité interne selon un axe (A) sensiblement perpendiculaire au plan du tore formant l'élément 20 tubulaire (14). 4. Collecteur (10) d'admission/d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque conduit secondaire (18) débouche dans la cavité interne selon un axe (B) compris dans le plan du tore formant l'élément tubulaire (14). 25 5. Collecteur (10) d'admission/d'échappement selon la revendication précédente, caractérisé en que au moins un premier conduit secondaire (18a) s'étend radialement vers l'extérieur du tore et en ce qu'au moins un deuxième conduit secondaire (18b), qui s'étend radialement vers l'intérieur du tore formant l'élément 30 tubulaire (14), est coudé pour contourner le tore formant l'élément tubulaire (14) de manière à s'étendre parallèlement en direction du premier conduit secondaire (18a). 9 6. Collecteur (10) d'admission/d'échappement selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le conduit primaire débouche dans la cavité interne (16) selon un axe sensiblement perpendiculaire au plan du tore formant l'élément tubulaire (14). 7. Collecteur (10) d'admission/d'échappement selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le conduit primaire (12) débouche dans la cavité interne (16) selon un axe (C) compris dans le plan du tore formant l'élément tubulaire (14). io 8. Collecteur (10) d'admission d'admission/d'échappement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le conduit primaire (12) est orienté radialement à l'extérieur du tore formant l'élément tubulaire (14). 9. Collecteur (10) d'admission/d'échappement selon la 15 revendication 1, caractérisé en ce que l'élément tubulaire (14) est conformé sensiblement en un polygone, notamment un triangle dans au moins un côté (20) duquel débouchent les conduits secondaires (18) et à un sommet (24) duquel est relié le conduit primaire. 20