Brevet FR2927957A1 — publié le 20090828

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des équipements techniques des véhicules à moteur à combustion interne, plus particulièrement les systèmes d'admission de ces véhicules, et a pour objet un répartiteur d'admission pour un tel moteur et un véhicule comportant un tel répartiteur. L'invention porte plus spécifiquement sur un répartiteur d'admission dans lequel une partie des gaz d'échappement est réinjectée. La recirculation des gaz d'échappement ou gaz EGR est en général réalisée par l'intermédiaire d'un embout raccordé au collecteur d'admission. La mise en oeuvre de cette recirculation s'expose à deux principales difficultés. En premier lieu, la configuration des dispositifs permettant d'injecter les gaz d'échappement dans le collecteur ou répartiteur d'admission et leur montage sur ledit collecteur d'admission ne permettent pas toujours d'obtenir un mélange homogène desdits gaz avec l'air frais d'admission. Il en résulte des combustions de qualité inégale selon les cylindres, et donc une dégradation du fonctionnement du moteur. La seconde difficulté à surmonter est liée aux matériaux utilisés. En effet, les collecteurs ou répartiteurs d'admission sont généralement réalisés en des matériaux thermoplastiques, ce pour des raisons de coûts de revient, de poids et de souplesse dans les possibilités de configuration. Or, ces matériaux thermoplastiques présentent généralement des températures de fusion largement inférieures à la température des gaz d'échappement à recirculer par injection dans le collecteur ou répartiteur. Pour surmonter cette incompatibilité manifeste, divers dispositifs de refroidissement, de découplement thermique ou analogue ont déjà été proposés. Néanmoins, ces dispositifs connus présentent un ou plusieurs des inconvénients suivants : structure complexe, coût de revient élevé, encombrement important, poids important, perte de charge trop importante. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients précités. A cet effet, elle a pour objet un répartiteur d'admission pour véhicule à moteur à combustion interne, comprenant, d'une part, un corps -2- creux constitué par l'assemblage d'une partie formant cuve et d'une partie formant couvercle, définissant un plénum ou une chambre de distribution et pourvu(e) d'une ouverture d'admission et, d'autre part, plusieurs tubulures s'étendant éventuellement au moins partiellement dans le plénum, répartiteur caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'injection des gaz d'échappement à contre-courant dans le flux d'air entrant par l'ouverture d'admission. Elle concerne également un véhicule automobile à moteur à combustion interne comportant un système d'admission d'air comprenant un répartiteur d'admission selon l'invention. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue du dessus d'une cuve d'un répartiteur réalisé selon la présente invention, la figure 2 est une vue partielle en élévation latérale du répartiteur de la figure 1, et la figure 3 est une vue en perspective du dispositif d'injection 20 des gaz d'échappements du répartiteur de la figure 1. Le répartiteur 1 d'admission pour véhicule à moteur à combustion interne selon l'invention comprend, d'une part, un corps creux 2 constitué par l'assemblage d'une partie formant cuve 2' et d'une partie formant couvercle (non représentée), définissant un plénum 3 ou une 25 chambre de distribution et pourvu(e) d'une ouverture d'admission 4 et, d'autre part, plusieurs tubulures 5 s'étendant éventuellement au moins partiellement dans le plénum 3. Ce répartiteur 1 est caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'injection 6 des gaz d'échappement à contre-courant dans le flux d'air ou de gaz d'admission entrant par l'ouverture d'admission 30 4. Le fait d'injecter des gaz d'échappement à contre-courant dans le flux entrant des gaz d'admission permet de réaliser un mélange homogène de ces deux types de gaz et donc de favoriser un meilleur fonctionnement du moteur. En outre, cela permet également, d'une part, de réduire la 35 température des gaz d'échappement en les mélangeant avec les gaz d'admission qui sont frais et, d'autre part, d'élever dans une certaine mesure la température des gaz d'admission par ledit mélange, ce qui permet, -3- notamment au démarrage à froid, d'aboutir à un échauffement rapide du moteur. Conformément à l'invention, le dispositif d'injection 6 des gaz d'échappement peut être intégré dans la cuve 2' du répartiteur 1 d'admission et s'étendre dans le flux d'air entrant par l'ouverture d'admission 4. Le flux d'air frais circulant autour du dispositif d'injection 6 permet ainsi de réduire la température de ce dernier, les gaz d'admission présentant une température inférieure à celle des gaz d'échappement. Cela est particulièrement avantageux dans les cas où la cuve 2' est réalisée en un matériau thermoplastique et le dispositif d'injection 6 en un matériau métallique. Une protection thermique de la cuve 2' est ainsi obtenue. De préférence, le dispositif d'injection 6 des gaz d'échappement peut être sous la forme d'un conduit tubulaire muni, au niveau d'une première extrémité, d'un moyen de montage 7 dans une ouverture 2" de la cuve 2' et, au niveau de l'autre extrémité, d'une buse d'injection 8 des gaz d'échappement. Un tel dispositif d'injection est représenté en particulier à la figure 3. En position de montage du dispositif d'injection 6, et comme représenté aux figures 1 et 3, la buse d'injection 8 est de préférence située dans un environnement très proche de l'ouverture d'admission 4 du répartiteur 1 d'admission afin de permettre un mélange des gaz d'admission avec les gaz d'échappement au niveau de l'entrée des gaz d'admission dans le répartiteur 1 d'admission. Selon une variante de réalisation de l'invention non représentée, la buse d'injection 8 peut être apte à diffuser les gaz d'échappement en direction du flux d'air entrant par l'ouverture d'admission 4 par l'intermédiaire d'un orifice d'injection des gaz d'échappement disposé, en position de montage du dispositif d'injection 6, face à l'ouverture d'admission 4. Les gaz d'échappement arrivent ainsi à contre-courant dans le flux des gaz d'admission et sont directement mélangés avec ces derniers. Dans la variante de réalisation représentée dans les figures annexées, la buse d'injection 8 peut être apte à diffuser les gaz d'échappement dans deux directions opposées, perpendiculaires à l'axe longitudinal X du conduit tubulaire formant le dispositif d'injection 6. Une telle configuration est particulièrement avantageuse dans les cas où les tubulures 5 sont disposées selon deux groupes de tubulures dans le plénum 3, de part et d'autre de la buse d'injection 8. -4- De plus, la buse d'injection 8 peut se terminer, au niveau de son extrémité libre, en une portion d'extrémité aplatie fermée dont chaque face 9 est pourvue d'un orifice 9' d'injection des gaz d'échappement. Cette forme aplatie de l'extrémité de la buse d'injection 8 présente l'avantage de limiter les pertes de charges relatives au positionnement de la buse d'injection 8 dans le flux entrant des gaz d'admission. De plus, les parois 9 peuvent être sous la forme d'un S allongé lorsqu'elles sont vues en coupe dans un plan horizontal, cette forme permettant, par ses courbures, d'atténuer encore l'influence de la présence de la buse d'injection 8 sur le flux d'air d'admission. Bien entendu, la buse d'injection 8 peut également diffuser les gaz d'échappement à la fois à travers un orifice d'injection situé face à l'ouverture et à travers deux autres orifices permettant de diffuser les gaz d'échappement dans deux directions opposées, perpendiculaires à l'axe longitudinal X du conduit tubulaire. Les parois du dispositif d'injection 8 présentent une température élevée. Pour éviter qu'elles n'entrent en contact avec celles du répartiteur 1 d'admission, le moyen de montage 7 du dispositif d'injection 6 peut être sous la forme d'une cloche munie d'au moins un épaulement 7' et se terminant par un flasque 7" de sorte qu'en position montée du dispositif d'injection 6, le flasque 7" est en butée contre la paroi latérale de la cuve 2' située autour de l'ouverture 2" de cette dernière et que l'épaulement juxtaposant le flasque 7" repose contre la paroi intérieur de la cuve 2' située autour de l'ouverture 2". Ainsi, seuls les éléments précités du dispositif d'injection 6 sont en contact avec le répartiteur 1 d'admission. En outre, le dispositif d'injection 6 des gaz d'échappement peut également présenter un moyen de maintien 15 dans la cuve, réalisé sous la forme d'un anneau monté sur le conduit tubulaire formant le dispositif d'injection 6 et comportant une patte 14 en saillie destinée à coopérer avec un élément de fixation correspondant situé au fond de la cuve 2'. Un tel élément de fixation peut être une glissière (non représentée) dans laquelle est insérée la patte 14 représentée à la figure 3. La patte 14 et cet élément de fixation peuvent également être du type à coopération par déformation élastique, ou se présenter sous la forme d'une vis et d'un orifice fileté correspondant ou encore sous la forme de deux autres moyens de fixation analogues. Ce moyen de maintien 15 permet, d'une part, de garantir le bon positionnement du dispositif d'injection 6 dans la cuve 2' et, d'autre part, de -5- maintenir les parois du conduit tubulaire à distance des parois de la cuve 2' et éviter un échauffement de ces dernières. Selon l'invention, le répartiteur 1 d'admission peut comporter deux groupes de tubulures 5, les tubulures 5 d'un même groupe débouchant ensemble dans une région latérale commune d'aspiration du plénum 3, et deux parois internes de compartimentage 10 définissant, en coopération avec la cuve 2' et le couvercle, d'une part, par leurs parties en regard 10', un passage médian 11 dont l'ouverture d'entrée 11' est située sensiblement en regard de l'ouverture d'admission 4 et qui s'étend sensiblement entre les deux régions latérales d'aspiration du plénum associées chacune à un groupe de tubulures 5 et, d'autre part, deux passages 13 de déviation latérale du flux gazeux sortant de l'ouverture d'admission 4, dirigeant chacun une partie dudit flux vers l'une des deux régions latérales opposées d'aspiration dudit plénum 3. Dans cette configuration, représentée plus spécifiquement à la figure 1, le passage médian 11 peut s'étendre sensiblement jusqu'à la paroi latérale 12 du corps creux opposée à l'ouverture d'admission 4, et le dispositif d'injection 6 peut être disposé dans ledit passage médian 11 de telle sorte que la buse d'injection 8 est située sensiblement au niveau de l'ouverture d'admission 4 avec chaque face 9 orientée vers un passage 13 de déviation latérale du flux gazeux sortant de l'ouverture d'admission 4. Le flux gazeux injecté à travers l'ouverture d'admission 4 dans le plénum 3 est ainsi immédiatement mélangé avec le flux gazeux provenant du dispositif d'injection 8 des gaz d'échappement. Ce mélange est amené vers les deux régions d'aspiration par les deux passages 13 de déviation. Conformément à l'invention, la cuve 2' et le couvercle peuvent être réalisés en matériau thermoplastique et pourvue d'ailettes de rigidification sur leurs faces externes, les parois internes de compartimentage 10 étant formées en totalité ou majoritairement avec la cuve 2' ainsi que, le cas échéant, les tubulures 5, au moins pour leur partie s'étendant dans le plénum 3. L'invention a également pour objet un véhicule automobile à moteur à combustion interne comportant un système d'admission d'air, caractérisé en ce que ledit système d'admission d'air comprend un répartiteur d'admission 1 tel que décrit ci-dessus. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications -6- restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1. Répartiteur d'admission pour véhicule à moteur à combustion interne, comprenant, d'une part, un corps creux (2) constitué par l'assemblage d'une partie formant cuve (2') et d'une partie formant couvercle, définissant un plénum (3) ou une chambre de distribution et pourvu(e) d'une ouverture d'admission (4) et, d'autre part, plusieurs tubulures (5) s'étendant éventuellement au moins partiellement dans le plénum (3), répartiteur caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'injection (6) des gaz d'échappement à contre-courant dans le flux d'air entrant par l'ouverture d'admission (4). 2. Répartiteur, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'injection (6) des gaz d'échappement est intégré dans la cuve (2') du répartiteur (1) d'admission et s'étend dans le flux d'air entrant par l'ouverture d'admission (4). 3. Répartiteur, selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif d'injection (6) des gaz d'échappement est sous la forme d'un conduit tubulaire muni, au niveau d'une première extrémité, d'un moyen de montage (7) dans une ouverture (2") de la cuve (2') et, au niveau de l'autre extrémité, d'une buse d'injection (8) des gaz d'échappement. 4. Répartiteur, selon la revendication 3, caractérisé en ce que la buse d'injection (8) est apte à diffuser les gaz d'échappement en direction du flux d'air entrant par l'ouverture d'admission (4) par l'intermédiaire d'un orifice d'injection des gaz d'échappement disposé, en position de montage du dispositif d'injection (6), face à l'ouverture d'admission (4). 5. Répartiteur, selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la buse d'injection (8) est apte à diffuser les gaz d'échappement dans deux directions opposées, perpendiculaires à l'axe longitudinal (X) du conduit tubulaire formant le dispositif d'injection (6). 6. Répartiteur, selon la revendication 5, caractérisé en ce que la buse d'injection (8) se termine, au niveau de son extrémité libre, en une portion d'extrémité aplatie fermée dont chaque face (9) est pourvue d'un orifice (9') d'injection des gaz d'échappement. 7. Répartiteur, selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le moyen de montage (7) du dispositif d'injection (6) est sous la forme d'une cloche munie d'au moins un épaulement (7') et se-8- terminant par un flasque (7") de sorte qu'en position montée du dispositif d'injection (6), le flasque (7") est en butée contre la paroi latérale de la cuve (2') située autour de l'ouverture (2") de cette dernière et que l'épaulement juxtaposant le flasque (7") repose contre la paroi intérieur de la cuve (2') située autour de l'ouverture (2"). 8. Répartiteur, selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le dispositif d'injection (6) des gaz d'échappement présente un moyen de maintien (15) dans la cuve (2'), réalisé sous la forme d'un anneau monté sur le conduit tubulaire formant le dispositif d'injection (6) et comportant une patte (14) en saillie destinée à coopérer avec un élément de fixation correspondant situé au fond de la cuve (2'). 9. Répartiteur, selon la revendication 6 ou l'une quelconque des revendications 7 et 8, pour autant qu'elle se rattache à la revendication 6, comportant deux groupes de tubulures (5), les tubulures (5) d'un même groupe débouchant ensemble dans une région latérale commune d'aspiration du plénum (3), et deux parois internes de compartimentage (10) définissant, en coopération avec la cuve (2') et le couvercle, d'une part, par leurs parties en regard (10'), un passage médian (11) dont l'ouverture d'entrée (11') est située sensiblement en regard de l'ouverture d'admission (4) et qui s'étend sensiblement entre les deux régions latérales d'aspiration du plénum associées chacune à un groupe de tubulures (5) et, d'autre part, deux passages (13) de déviation latérale du flux gazeux sortant de l'ouverture d'admission (4), dirigeant chacun une partie dudit flux vers l'une des deux régions latérales opposées d'aspiration dudit plénum (3), répartiteur (1) caractérisé en ce que le passage médian (11) s'étend sensiblement jusqu'à la paroi latérale (12) du corps creux opposée à l'ouverture d'admission (4), et en ce que le dispositif d'injection (6) est disposé dans ledit passage médian (11) de telle sorte que la buse d'injection (8) est située sensiblement au niveau de l'ouverture d'admission (4) avec chaque face (9) orientée vers un passage (13) de déviation latérale du flux gazeux sortant de l'ouverture d'admission (4). 10. Répartiteur, selon la revendication 9, caractérisé en ce que la cuve (2') et le couvercle sont réalisés en matériau thermoplastique et pourvue d'ailettes de rigidification sur leurs faces externes, les parois internes de compartimentage (10) étant formées en totalité ou majoritairement avec la cuve (2') ainsi que, le cas échéant, les tubulures (5), au moins pour leur partie s'étendant dans le plénum (3).-9- 11. Véhicule automobile à moteur à combustion interne comportant un système d'admission d'air, caractérisé en ce que ledit système d'admission d'air comprend un répartiteur d'admission (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.