Brevet FR2916246A1 — publié le 20081121

"Moteur thermique comportant un conduit d'admission commun à deux cylindres" L'invention concerne un moteur thermique pour un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un moteur thermique pour un véhicule automobile, comportant une culasse coiffant un bloc du moteur dans lequel est agencée au moins une paire de cylindres voisins, chaque cylindre étant alimenté par l'intermédiaire d'un conduit d'admission formé dans la culasse et io d'une soupape d'admission associée, et évacuant les gaz brûlés par l'intermédiaire d'un conduit d"échappement et d'une soupape d'échappement associée. On connaît de nombreux exemples de moteurs de ce type. Dans un moteur conventionnel qui comporte un conduit 15 d'admission associé à chaque cylindre, le réchauffage dudit conduit est assuré notamment par les gaz brûlés qui proviennent de la chambre de combustion et qui pénètrent dans la conduit d'admission lors d'une phase dite de "croisement des soupapes" au cours de laquelle les soupapes d'admission et d'échappement 20 d'un même cylindre sont partiellement ouvertes. Le réchauffage du conduit d'amission par les gaz brûlés est une caractéristique recherchée car elle permet, notamment en phase de démarrage du moteur, de réduire rapidement les polluants émis par celui-ci. 25 De nombreux dispositifs de réchauffage extérieurs au conduit sont déjà connus de l'état de la technique. Ceux-ci comportent des moyens de chauffage de la culasse agencés autour des conduits d'admission. Ces dispositifs sont complexes et augmentent le coût de fabrication de la culasse. 30 Une solution simple et économique consiste toutefois à augmenter la quantité de gaz susceptible de pénétrer dans le conduit, de manière à en provoquer un échauffement plus rapide. 2 Dans ce but, l'invention propose un moteur thermique du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le conduit d'admission comporte un tronçon amont commun qui est associé à deux cylindres de la même paire, qui est alimenté par un injecteur commun, et qui communique avec deux tronçons aval alimentant chacun un des deux cylindres de la même paire, pour permettre, lors du démarrage du moteur, un réchauffage de chaque tronçon aval à l'aide des gaz brûlés remontant, lors du croisement de soupapes du moteur, par les deux tronçons aval. io Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - le conduit d'admission comporte un tronçon amont commun qui est associé à deux cylindres de la même paire, qui est alimenté par un injecteur commun, et qui communique avec deux tronçons aval alimentant chacun un des deux cylindres de la 15 même paire, pour permettre, lors du démarrage du moteur, un réchauffage de chaque tronçon aval à l'aide des gaz brûlés remontant, lors du croisement de soupapes du moteur, par les deux tronçons aval, - le tronçon amont comporte une première cloison 20 longitudinale de séparation qui sépare le tronçon amont en deux demi-tronçons amont communiquant chacun de manière étanche avec un tronçon aval, - l'injecteur est reçu dans un conduit d'un collecteur qui est fixé à la culasse et qui communique avec le tronçon amont, 25 - le conduit du collecteur comporte une deuxième cloison longitudinale de séparation qui sépare ledit conduit de collecteur en deux demi-conduits de collecteur communiquant chacun de manière étanche avec un demi-tronçon amont, l'injecteur est reçu dans la deuxième cloison longitudinale de séparation et comporte 30 au moins un orifice de sortie débouchant dans chacun des demi-conduits de collecteur, - l'injecteur est reçu dans la culasse et débouche dans le tronçon amont, 3 - l'injecteur est reçu dans la première cloison longitudinale de séparation et comporte au moins un orifice de sortie débouchant dans chacun des demi-tronçons amont et/ou dans chacun des tronçons aval, - les soupapes d'admission et d'échappement des cylindres de chaque paire sont agencées symétriquement par rapport à un plan médian du tronçon amont et des tronçons aval, pour proposer des tronçons avals de même longueur, - les tronçons avals sont conformés de manière à io provoquer dans les cylindres des écoulements tourbillonnaires associés autour de l'axe de chaque cylindre, et de sens opposés, - chaque cylindre comporte une bougie d'allumage agencée dans le prolongement du tronçon aval associé sur le trajet de l'écoulement tourbillonnaire. 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 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 d'une culasse d'un 20 moteur selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique d'une culasse d'un moteur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue schématique d'une culasse d'un moteur selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; 25 - la figure 4 est un diagramme illustrant une séquence de commande d'un injecteur associé au premier mode de réalisation de l'invention pour deux cylindres adjacents décalés de 360 par rapport à la rotation d'un vilebrequin associé ; - la figure 5 est un diagramme illustrant une séquence de 30 commande d'un injecteur associé au premier mode de réalisation de l'invention pour deux cylindres adjacents décalés de 180 par rapport à la rotation d'un vilebrequin associé ; 4 - la figure 6 est un diagramme illustrant une séquence de commande d'un injecteur associé au deuxième ou troisième mode de réalisation de l'invention pour deux cylindres adjacents décalés de 180 par rapport à la rotation d'un vilebrequin associé. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté sur les figures un détail d'une culasse 10 d'un moteur thermique pour un véhicule automobile. De manière io connue, la culasse 10 est destinée à coiffer un bloc (non représenté) du moteur dans lequel est agencée au moins une paire de cylindres 12, 14 voisins, chaque cylindre étant alimenté par l'intermédiaire d'un conduit d'admission formé dans la culasse 10 et d'une soupape 16, 18 d'admission associée, et évacuant les 15 gaz brûlés par l'intermédiaire d'un conduit d'échappement 24, 26 et d'une soupape d'échappement 20, 22 associée. Conformément à l'invention, pour permettre un réchauffage rapide du conduit d'admission de chaque cylindre, lors du démarrage du moteur, le conduit d'admission 28 comporte un 20 tronçon amont commun 30 qui est associé à deux cylindres 12, 14 de la même paire, qui est alimenté par un injecteur 32 commun, et qui communique avec deux tronçons aval 34, 36 alimentant chacun un des deux cylindres 12, 14 de la même paire. Cette configuration permet plus particulièrement, lors du 25 démarrage du moteur, un réchauffage de chaque tronçon aval 34, 36 à l'aide des gaz brûlés remontant, lors du croisement de soupapes du moteur, par les deux tronçons avals 34, 36, ainsi qu'un réchauffement du tronçon commun amont 30. L'invention a ceci d'avantageux qu'elle s'applique au 30 conduit d'admission 30 formé dans la culasse, et en ce qu'elle en permet un réchauffage naturellement accéléré sans adjonction d'un quelconque dispositif à l'intérieur ou à l'extérieur de la culasse. Pour garantir un fonctionnement uniforme du moteur, il sera compris que les soupapes d'admission 16, 18 et d'échappement 24, 26 des cylindres 12, 14 de chaque paire sont agencées symétriquement par rapport à un plan médian "P" du 5 tronçon amont et des tronçons aval, pour proposer des tronçons avals 34, 36 de même longueur. Par ailleurs, les tronçons avals 34, 36 sont conformés de manière à provoquer dans les cylindres des écoulements tourbillonnaires associés autour de l'axe "A", "B", de chaque io cylindre 12, 14, et de sens opposés. Les soupapes 16, 18 étant symétriques et opposées, cette configuration permet de placer dans chaque cylindre 12, 14 une bougie d'allumage associée 42, 44 qui est agencée dans le prolongement du tronçon aval 34, 36 associé sur le trajet de 15 l'écoulement tourbillonnaire, comme représenté par les flèches des figures 1 à 3. Plusieurs modes de réalisation de l'invention sont possibles à partir de la configuration précédemment évoquée. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le 20 conduit 30 commun amont débite directement les gaz d'admission dans les conduit aval 34, 36. L'injecteur 32 est par exemple reçu dans un conduit 38 d'un collecteur 40 qui est fixé à la culasse 10 et qui communique avec le tronçon amont 30. Cette configuration n'est pas limitative de l'invention et 25 l'injecteur 32 pourrait être reçu dans la culasse 10. Selon des deuxième et troisième modes de réalisation qui ont été représentés aux figures 2 et 3, le tronçon amont 30 comporte une première cloison 46 longitudinale de séparation qui sépare le tronçon amont en deux demi-tronçons amont 30A, 30B 30 communiquant chacun de manière étanche avec un tronçon aval 34, 36. D'une manière analogue à un moteur conventionnel, cette configuration permet de conserver une alimentation indépendante 6 des cylindres 12, 14, tout en conservant le principal avantage de l'invention qui est permettre un réchauffage du conduit d'admission par les deux tronçons aval 34, 36 communiquant chacun avec un cylindre 12, 14 associé. Dans le deuxième mode de réalisation de l'invention qui a été représenté à la figure 2, l'injecteur 32 est reçu dans la culasse 10 et débouche dans le tronçon amont 30. Plus particulièrement l'injecteur est reçu dans la première cloison 46 longitudinale de séparation et comporte au moins un io orifice de sortie débouchant dans chacun des demi-tronçons amont 30A, 30B et/ou dans chacun des tronçons aval 34, 36. Dans le troisième mode de réalisation qui a été représenté à la figure 3, le conduit 38 du collecteur 40 comporte une deuxième cloison longitudinale 48 de séparation qui sépare ledit 15 conduit de collecteur en deux demi-conduits 38A, 38B de collecteur communiquant chacun de manière étanche avec un demi-tronçon amont 30A, 30B et l'injecteur 32 est reçu dans la deuxième cloison 48 longitudinale de séparation et comporte au moins un orifice de sortie débouchant dans chacun des demi- 20 conduits 38A, 38B de collecteur. La figure 4 est un diagramme illustrant une séquence de commande de l'injecteur associé au premier mode de réalisation de l'invention pour deux cylindres adjacents 12, 14 décalés de 360 par rapport à la rotation d'un vilebrequin associé. Sur la 25 figure 4, on a représenté les phases d'admission "PADM", d'échappement "PECH" d'injection "PINJ" et d'allumage "PALL". Comme on peut le voir les phases d'injection "PINJ" interviennent une fois par tour moteur avant et après chaque phase d'admission "PADM, la phase d'allumage "PALL" étant 30 déclenchée selon l'état de l'art connu. D'une manière analogue, la figure 5 illustre une séquence de commande de l'injecteur 32 associé au premier mode de 7 réalisation de l'invention pour deux cylindres 12, 14 adjacents décalés de 180 par rapport à la rotation d'un vilebrequin associé. Dans ce cas l'injection "PINJ" intervient seulement une fois tous les deux tours moteur, et sur celui des deux tours pendant lequel les soupapes d'admission des deux cylindres apairés sont fermées. Enfin, la figure 6 illustre une séquence de commande de l'injecteur 32 associé au deuxième ou troisième mode de réalisation de l'invention pour deux cylindres 12, 14 adjacents io décalés de 180 par rapport à la rotation d'un vilebrequin associé. Dans cette configuration, les injections sont déclenchées en deux fois sur celui des deux tours moteur pendant lequel les soupapes d'admission des deux cylindres apairés sont successivement ouvertes. 15 L'invention permet donc de bénéficier d'un conduit d'admission 30 pouvant se réchauffer rapidement lors du démarrage du moteur. REVENDICATIONS 1. Moteur thermique pour un véhicule automobile, comportant une culasse (10) coiffant un bloc du moteur dans lequel est agencée au moins une paire de cylindres (12, 14) voisins, chaque cylindre (12, 14) étant alimenté par l'intermédiaire d'un conduit d'admission formé dans la culasse et d'une soupape d'admission (16, 18) associée, et évacuant les gaz brûlés par l'intermédiaire d'un conduit d'échappement (24, 26) et d'une soupape d'échappement (20, 22) associée, io caractérisé en ce que le conduit d'admission (28) comporte un tronçon amont commun (30) qui est associé à deux cylindres (12, 14) de la même paire, qui est alimenté par un injecteur commun (32), et qui communique avec deux tronçons aval (34, 36) alimentant chacun un des deux cylindres (12, 14) de 15 la même paire, pour permettre, lors du démarrage du moteur, un réchauffage de chaque tronçon aval (34) à l'aide des gaz brûlés remontant, lors du croisement de soupapes du moteur, par les deux tronçons avals (34, 36). 2. Moteur thermique selon la revendication précédente, 20 caractérisé en ce que le tronçon amont (30) comporte une première cloison (46) longitudinale de séparation qui sépare le tronçon amont (30) en deux demi-tronçons (30A, 30B) amont communiquant chacun de manière étanche avec un tronçon aval (34, 36). 25 3. Moteur thermique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'injecteur (32) est reçu dans un conduit (38) d'un collecteur (40) qui est fixé à la culasse (10) et qui communique avec le tronçon amont (30). 4. Moteur thermique selon la revendication précédente 30 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que le conduit (38) du collecteur (40) comporte une deuxième cloison longitudinale (48) de séparation qui sépare ledit conduit de collecteur en deux demi-conduits (38A, 38B) de collecteur 9 communiquant chacun de manière étanche avec un demi-tronçon (30A, 30B) amont, et en ce que l'injecteur (32) est reçu dans la deuxième cloison (48) longitudinale de séparation et comporte au moins un orifice de sortie débouchant dans chacun des demi- conduits (38A, 38B) de collecteur. 5. Moteur thermique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'injecteur (32) est reçu dans la culasse (10) et débouche dans le tronçon amont (30). 6. Moteur thermique selon la revendication précédente io prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que l'injecteur (32) est reçu dans la première cloison longitudinale (48) de séparation et comporte au moins un orifice de sortie débouchant dans chacun des demi-tronçons amont (30A, 30B) et/ou dans chacun des tronçons aval (34, 36). 15 7. Moteur thermique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les soupapes d'admission (24, 26) et d'échappement (24, 26) des cylindres (12, 14) de chaque paire sont agencées symétriquement par rapport à un plan médian (P) du tronçon amont et des tronçons aval, pour 20 proposer des tronçons avals (34, 36) de même longueur. 8. Moteur thermique (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tronçons avals (34, 36) sont conformés de manière à provoquer dans les cylindres des écoulements tourbillonnaires associés autour de l'axe (A, B) de 25 chaque cylindre, et de sens opposés. 9. Moteur thermique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque cylindre comporte une bougie d'allumage (42,44) agencée dans le prolongement du tronçon aval (34, 36) associé sur le trajet de l'écoulement tourbillonnaire. 30