Brevet FR2911910A1 — publié le 20080801

- 1 - DISPOSITIF DE RESTRICTION DE CONDUIT D'ADMISSION La présente invention concerne un conduit d'admission de moteur à combustion interne. Plus précisément, elle a pour objet un dispositif de restriction d'un conduit d'admission ménagé dans une culasse de moteur, de manière à déboucher dans une chambre de combustion du moteur par un orifice de sortie obturé par une soupape d'admission, lorsque celle-ci vient en appui contre un siège de soupape monté dans un épaulement du conduit. Le remplissage du cylindre du moteur en air frais, et la structure de l'écoulement, notamment les mouvements tourbillonnaires de type swirl ou tumble , sont déterminés par la géométrie du conduit d'admission d'air et du siège de la soupape. Pour générer le mouvement de rotation de type tumble ou swirl dans la chambre de combustion, le conduit d'admission doit avoir une forme spécifique. Le siège de la soupape d'admission, monté dans un épaulement du conduit d'admission, peut également jouer un rôle pour favoriser les mouvements tourbillonnaires de tumble ou de swirl . Par la publication FR 2867 512, on connaît un siège de soupape dit siège venturi , qui crée une restriction de section à la sortie du conduit dans la chambre. Une telle restriction accélère le flux d'air, et le guide vers l'extérieur des soupapes, en favorisant les mouvements de tumble et/ou de swirl , et en créant un effet venturi , sans dégrader de façon significative la perméabilité du dispositif d'admission. Le siège de soupape décrit dans cette publication est relativement coûteux. De plus, lorsque la portée de la soupape sur le siège est usinée dans la culasse (ce qui est - 2 -généralement le cas), l'intersection entre les parties de siège brute et usinée, crée une rupture de surface sur le dessin du venturi , rupture qui influe sur l'écoulement des gaz d'admission, en perturbant notamment les mouvements tumble ou de swirl . La publication DE 4 016 728, illustre un autre type de restriction, formée par une membrane qui est déplacée vers l'intérieur du conduit par l'intermédiaire d'un poussoir, en fonction du point de fonctionnement moteur. Une telle disposition a un fort impact sur l'aérodynamisme, mais elle est relativement encombrante dans la culasse. Or, l'espace disponible à l'intérieur celle-ci, autour des conduits, est très limité, principalement en raison de la proximité des noyaux d'eau. Ainsi, tous les conduits ne peuvent pas recevoir un tel système, en particulier s'ils ne disposent pas d'un secteur cylindrique suffisamment long pour autoriser son implantation. La présente invention vise à obtenir facilement une 20 restriction d'écoulement, dans un tout type de conduit d'admission et de culasse. Dans ce but, elle propose d'insérer une plaque métallique de faible épaisseur entre le siège de soupape et la culasse. 25 De préférence, la restriction a une section arrondie, constituant sensiblement un demi-tore en appui contre la culasse, et s'étendant vers l'intérieur du conduit, de façon à générer un mouvement tourbillonnaire dans la chambre de combustion. 30 Selon des modes de réalisation particuliers de l'invention, on peut faire varier l'inclinaison de l'insert, afin de mieux épouser le conduit brut, et de suivre son inclinaison. On peut aussi faire évoluer le rayon de l'insert sur le pourtour du siège, pour privilégier direction d'écoulement particulier en sortie du conduit. Cette invention porte également sur un conduit d'admission muni d'un tel dispositif de restriction. Grâce à l'invention, ces résultats sont obtenus sans modifier le conduit lui-même. En effet, l'insert proposé est une simple pièce ajoutée, disposée à l'intérieur du conduit, sans adaptation particulière de celui-ci, notamment à proximité des noyaux d'eau. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 illustre l'implantation du dispositif proposé, - les figures 2A à 2C représentent celui-ci selon trois vues extérieures, - les figures 3 et 4 illustrent un premier mode de réalisation particulier de l'invention, - les figures 5A à 5B1 se rapportent à un second mode de réalisation particulier de celle-ci, les figures 5A1 et 5B1 étant respectivement des coupes selon A-A et B-B, des figures 5A et 5B, et - la figure 6 illustre un troisième mode de réalisation particulier, combinant les caractéristiques des deux précédents. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement en coupe une partie de culasse 1 de moteur, à proximité d'un conduit d'admission 2 ménagé dans celle-ci, avec des noyaux d'eau 3. La soupape 4 se déplace à l'intérieur d'un guide de soupape 6, et rencontre un siège de soupape 7, en position de fermeture. Ainsi, l'orifice de sortie du conduit d'admission 2 dans la chambre de combustion (non représentée), est obturé par la soupape d'admission 4, - 4 - lorsqu'elle vient en appui contre le siège de soupape 7, en position de fermeture. Le siège 7 est monté dans un épaulement 8 de la culasse. Un insert métallique de faible épaisseur 9 est inséré entre le siège de la soupape 7 et la culasse 1. Les flèches représentent l'écoulement des gaz dans le conduit 2. L'insert 7 constitue un dispositif de restriction de l'écoulement des gaz d'admission, avant leur arrivée dans la chambre de combustion. Sur les figures 2A, 2B, 2C, montrant respectivement l'insert 9 en vue de dessus, de côté, et en perspective, on voit qu'il a une forme générale circulaire, et que sa partie 9a, formant restriction à l'intérieur du conduit, constitue sensiblement un demi-tore en appui contre la culasse 1. Le demi-tore 9a s'étend vers l'intérieur du conduit 2, et génère un mouvement tourbillonnaire dans la chambre de combustion. Comme indiqué sur les schémas, la section torique 9a se prolonge sur un bord extérieur, par une plaque annulaire 9b, insérée entre le siège de la soupape 7 et la culasse 1, au niveau de l'épaulement 8. Dans le mode de réalisation particulier illustré par les figures 3 et 4, l'insert 9 est incliné par rapport à la tige 4a de la soupape 4, de préférence selon un plan sensiblement transversal à la direction principale d'écoulement des gaz dans le conduit. Cette disposition lui permet notamment de mieux épouser le conduit brut, et de suivre son inclinaison. Selon d'autres modes de réalisation de l'invention, illustrés par les figures 5A à 5B1 (où l'anneau extérieur 9b n'a pas été représenté), le rayon du demi-tore 9a varie sur la circonférence de celui-ci. Ce rayon peut être plus important en arrière soupape qu'en avant de celle-ci, de manière à former un tremplin 9c qui génère des mouvements tourbillonnaires. Suivant les dispositions adoptées, ce - 5 - tremplin pourra favoriser les mouvements de tumble , et/ou de swirl . Enfin, la figure 6 montre que, sans sortir du cadre de l'invention, il est possible de combiner dans un même mode de réalisation les dispositions particulières décrites ci-dessus, telles que l'inclinaison de l'insert dans le conduit, et la variation de son rayon torique. L'invention présente de nombreux avantages, parmi lesquels, on peut noter : - la possibilité d'utiliser un matériau plastique pour réaliser l'insert, - la possibilité d'avoir une géométrie spécifique pour chaque cylindre, et - la possibilité de simplifier la forme du conduit 15 d'admission de type swirl . En dernier lieu, faut souligner que l'invention permet d'incliner facilement la restriction d'écoulement par rapport à la tige de soupape, et de faire évoluer son rayon sur le pourtour du conduit d'admission, le tout sans 20 modifier la géométrie du conduit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de restriction d'un conduit d'admission (2) ménagé dans une culasse (1) de moteur de manière à déboucher dans une chambre de combustion de ce dernier par un orifice de sortie obturé par une soupape d'admission (4) lorsqu'elle vient en appui contre un siège de soupape (7) monté dans un épaulement (8) du conduit (2), caractérisé en ce qu'il est constitué par un insert métallique (9) de faible épaisseur inséré entre le siège de la soupape et la culasse. 2. Dispositif de restriction selon la revendication 1, caractérisé en ce que la restriction a une section arrondie, constituant sensiblement un demi-tore (9a) en appui contre la culasse (1), et s'étendant vers l'intérieur du conduit (2). 3. Dispositif de restriction selon la revendication 2, caractérisé en ce que le demi-tore (9a) se prolonge sur un bord par une plaque annulaire (9b), insérée entre le siège de la soupape et la culasse. 4. Dispositif de restriction selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce l'insert (9) est incliné par rapport à la tige (4a) de la soupape (4). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce de l'insert (9) est orienté selon un plan sensiblement transversal à la direction principale d'écoulement des gaz dans le conduit (2). 6. Dispositif de restriction selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rayon du demi-tore (9a) varie sur la circonférence de celui-ci. 7. Dispositif de restriction selon la revendication 6, caractérisé en ce que le rayon du demi-tore (9a) est plus important en arrière de la soupape (4), qu'en avant de- 7 - celle-ci, afin de former un tremplin (9c), générant des mouvements tourbillonnaires. 8. Dispositif de restriction selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le tremplin (9c) favorise les 5 mouvements de tumble. 9. Dispositif de restriction selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que le tremplin (9c) favorise les mouvements de swirl. 10. Conduit d'admission de moteur à combustion, 10 caractérisé en ce qu'il présente un dispositif de restriction conforme à l'une des revendications précédentes.