Brevet FR2931516A1 — publié le 20091127

Filtre à air et moteur à combustion interne comportant un tel filtre à air [0001 La présente invention concerne un filtre à air pour moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Elle concerne également un moteur à combustion interne comportant un tel filtre à air. [0002 On connaît différents types de filtres à air. Par exemple, dans le brevet américain publié sous le numéro US 4,826,517, le filtre à air est conçu comme une seule pièce non démontable à l'intérieur de laquelle est disposé un élément filtrant divisant le volume intérieur en deux chambres respectivement connectées à une entrée d'air et à une sortie d'air. Dans le brevet français publié sous le numéro FR 2 848 612, le filtre à air comporte un couvercle et un fond de cuve assemblés de manière démontable, ainsi qu'une cartouche filtrante montée directement sur un aménagement du couvercle autour de la sortie d'air. Dans ces deux modes de réalisation, il n'est pas très simple de démonter le filtre à air pour changer, par exemple, la cartouche filtrante. [0003] Plus précisément, l'invention concerne un filtre à air comportant un fond de cuve dans lequel est réalisée une entrée d'air, un couvercle dans lequel est réalisée une sortie d'air, le fond de cuve et le couvercle étant assemblés de manière démontable, et un élément filtrant comportant un support disposé en séparation entre un premier volume intérieur délimité par ce support et le fond de cuve et un second volume intérieur délimité par ce support et le couvercle. [0004 Un filtre à air de ce type est par exemple décrit dans le brevet européen publié sous le numéro EP 1 322 855. En référence aux figures 1 et 2 de ce document, le filtre à air comporte un fond de cuve 2 dans lequel est réalisée une entrée d'air 4 et un couvercle 3 dans lequel est réalisée une sortie d'air 7. Dans le volume intérieur du filtre à air, du côté du fond de cuve, une cartouche filtrante 1 repose notamment contre un support disposé de façon étanche à l'intérieur d'un bord rabattu du couvercle. Ce montage permet un remplacement plus simple de la cartouche filtrante. [0005 En revanche, cette disposition nécessite une hauteur importante du fond de cuve par rapport au couvercle, pour pouvoir y loger la cartouche filtrante. Or un filtre à air est destiné à être positionné dans le sous capot moteur d'un véhicule automobile, c'est-à-dire dans un environnement restreint où le gain de place constitue un enjeu important aussi bien pour l'implantation que pour l'accessibilité. Ainsi, pour compenser la hauteur importante du fond de cuve, le couvercle doit être d'une hauteur minimale, juste nécessaire pour l'évacuation de l'air filtré par la cartouche filtrante. Mais cette hauteur faible du couvercle peut représenter une contrainte cinématique lorsque l'on souhaite démonter le filtre à air. [000s] Il peut ainsi être souhaité de prévoir un filtre à air qui permette de s'affranchir du problème précité. [000s] L'invention a donc pour objet un filtre à air comportant un fond de cuve dans lequel est réalisée une entrée d'air, un couvercle dans lequel est réalisée une sortie d'air, le fond de cuve et le couvercle étant assemblés de manière démontable. Un élément filtrant comportant un support est disposé en séparation entre un premier volume intérieur délimité par ce support et le fond de cuve et un second volume intérieur délimité par ce support et le couvercle. Une cartouche filtrante étant montée solidaire du support. Selon l'invention l'élément filtrant est conçu de manière tel que la cartouche filtrante est située dans le second volume intérieur. [0008] Ainsi, en disposant la cartouche filtrante dans le volume compris entre son support et les parois du couvercle du filtre à air, on impose une hauteur du couvercle plus importante, pouvant être compensée par une plus faible hauteur du fond de cuve. Cette hauteur plus importante du couvercle permet une meilleure cinématique lors du démontage du filtre à air sans pour autant augmenter l'encombrement général de ce dernier. [0009] De façon optionnelle, le couvercle comporte un bord rabattu entourant un bord périphérique du fond de cuve. [0010] De façon optionnelle également, le bord périphérique du fond de cuve comporte une lèvre d'appui s'étendant vers l'extérieur du premier volume intérieur délimité par le fond de cuve et entourée par le bord rabattu du couvercle. [0011] De façon optionnelle également, le fond de cuve et le couvercle sont assemblés selon une surface de joint périphérique, et le support est muni d'un joint périphérique disposé selon la surface de joint périphérique. [0012] De façon optionnelle également, le joint périphérique du support de l'élément filtrant est disposé par pincement entre une face d'appui intérieure du bord rabattu du couvercle et la lèvre d'appui du fond de cuve. [0013] De façon optionnelle également, un filtre à air selon l'invention comporte des organes de maintien de l'élément filtrant à l'intérieur du bord rabattu du couvercle. [0014] De façon optionnelle également, les organes de maintien comportent plusieurs ergots disposés régulièrement sur une face latérale interne du bord rabattu du couvercle, de manière à définir un espace d'insertion du support de l'élément filtrant entre une face d'appui intérieure du bord rabattu et les organes de maintien. [0015] De façon optionnelle également, les organes de maintien sont formés par des godrons venus de matière avec le bord rabattu du couvercle. [0016] De façon optionnelle également, un filtre à air selon l'invention comporte un pré- filtre solidaire du support et situé dans le premier volume intérieur. [0017] L'invention a également pour objet un moteur à combustion interne comportant une canalisation de prise d'air, un circuit d'alimentation en air filtré et un filtre à air selon l'invention dont l'entrée d'air est connectée à la canalisation de prise d'air et dont la sortie d'air est connectée au circuit d'alimentation en air filtré. [ools] L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : • la figure 1 représente schématiquement en coupe la structure générale d'un filtre à air selon l'invention avant montage de son couvercle sur son fond de cuve, et • la figure 2 représente schématiquement en coupe le filtre à air de la figure 1 après montage du couvercle sur le fond de cuve et intégration du filtre à air dans un ensemble de moteur à combustion interne. [0019] Le filtre à air 10 représenté sur la figure 1 comporte un fond de cuve 12 dans lequel est réalisée une entrée d'air 14 et un couvercle 16 dans lequel est réalisée une sortie d'air 18. Le fond de cuve 12 et le couvercle 16 sont deux éléments distincts du filtre à air 10 qui sont illustrés sur la figure 1 en position démontée. Le filtre à air 10 comporte en outre un élément filtrant 20 qui comprend un support 22, de forme générale plane, muni d'un joint périphérique 24. L'élément filtrant 20 comporte en outre une cartouche filtrante 26 disposée sur une face du support 22 et éventuellement un pré-filtre 28 disposé sur l'autre face du support 22 en vis-à-vis de la cartouche filtrante 26. [0020] Comme cela est représenté par deux flèches de positionnement sur la figure 1, lorsque le fond de cuve 12 et le couvercle 16 du filtre à air 10 sont montés ensemble, le joint périphérique 24 du support 22 est pincé entre le fond de cuve 12 et le couvercle 16. Le support 22 de forme générale plane divise alors l'intérieur du filtre à air 10 en deux volumes V1 et V2. Le premier volume intérieur V1 est délimité par le support 22, d'une part, et les parois du fond de cuve 12, d'autre part. Le second volume intérieur V2 est délimité par le support 22, d'une part, et les parois du couvercle 16, d'autre part. La cartouche filtrante 26 est alors située dans le second volume intérieur V2, alors que le pré-filtre 28 optionnel est situé dans le premier volume intérieur V1. [0021] Le couvercle 16 comporte un bord rabattu 30 entourant un bord périphérique 32 correspondant du fond de cuve 12. Plus précisément, le bord périphérique 32 du fond de cuve 12 comporte une lèvre d'appui 34 s'étendant vers l'extérieur du premier volume intérieur V1 et destinée à être entourée par le bord rabattu 30 du couvercle 16. Le bord rabattu 30 du couvercle 16 comporte, quant à lui, une face d'appui intérieure 36, et une face latérale intérieure 38. La forme périphérique extérieure de l'élément filtrant 20 correspond donc sensiblement à la forme périphérique intérieure du bord rabattu 30 du couvercle 16. Le joint périphérique 24 du support 22 vient se positionner contre la face d'appui intérieure 36. Dans l'exemple de réalisation ici présenté, des moyens 40 de maintien de l'élément filtrant sont disposés sur la face latérale intérieure 38. [0022] Ainsi, le bord rabattu 30 permet de réaliser l'assemblage du filtre à air 10 avec la fixation du couvercle sur la cuve, l'étanchéité, et le maintien de la cartouche sur le couvercle. [0023] Les moyens de maintien 40 sont disposés de manière à définir un espace d'insertion du support 22 de l'élément filtrant 20 entre la face d'appui intérieure 36 du bord rabattu 30 et les moyens de maintien 40. [0024] Ces derniers peuvent être aménagés de façon continue sur toute la surface de la face latérale intérieure 38 : dans ce cas, l'élément filtrant 20 est par exemple positionné et maintenu en position à l'intérieur du bord rabattu 30 par déformation de son joint périphérique 24. Ils peuvent aussi être conçus sous forme de plusieurs ergots ovoïdes, par exemple quatre, disposés régulièrement sur la face latérale intérieure 38 du bord rabattu 30, pour bloquer le support 22 de l'élément filtrant 20 dans l'espace d'insertion précité. Ces ergots peuvent être des pièces rapportées sous forme de pions sur la face latérale intérieure 38 du bord rabattu 30, mais peuvent aussi être venus de matière avec celui-ci, sous forme de godrons. [0025] Comme cela est représenté sur la figure 2, en position montée du filtre à air 10, le fond de cuve 12 et le couvercle 16 sont assemblés selon une surface de joint périphérique définie par la lèvre d'appui 34 et la surface correspondante de la face d'appui intérieure 36 du bord rabattu 30. Le joint périphérique 24 du support 22 de l'élément filtrant 20 est alors maintenu en position par pincement entre la face d'appui intérieure 36 et la lèvre d'appui 34, selon la surface de joint périphérique. [0026] Le maintien du fond de cuve 12 et du couvercle 16 assemblés est assuré, de façon classique, par exemple par des crochets (non représentés), ou par d'autres moyens de fixation démontables permettant l'accès à la cartouche filtrante 26. [0027] Le filtre à air 10 tel que représenté sur la figure 2 est l'un des éléments d'un moteur à combustion interne 42 illustré partiellement. Ce moteur à combustion interne 42 comporte notamment une canalisation de prise d'air 44 connectée à l'entrée d'air 14 du fond de cuve 12 et un circuit d'alimentation en air filtré 46 connecté à la sortie d'air 18 du couvercle 16. Le circuit d'alimentation en air filtré 46 est dirigé, soit vers un répartiteur d'admission d'air du moteur 42 s'il s'agit d'un moteur à combustion interne atmosphérique, soit vers un turbocompresseur du moteur 42, s'il s'agit d'un moteur à combustion interne suralimenté. [0028] II apparaît clairement qu'un filtre à air selon l'invention permet une bonne cinématique de démontage du couvercle, notamment pour accéder à la cartouche filtrante du filtre à air, sans encombrement global supplémentaire. La hauteur plus importante du couvercle, destiné à recevoir la cartouche filtrante de l'élément filtrant, peut être compensée par une hauteur moins importante du fond de cuve. [0029] En outre, comme envisagé dans le mode de réalisation décrit précédemment, lorsque le l'élément filtrant 20 est maintenu en position à l'intérieur du bord rabattu 30 du filtre à air, au niveau de la jonction entre le couvercle et le fond de cuve, celui-ci vient avec le couvercle lors du démontage, tout en restant accessible, ce qui rend l'opération encore plus simple. [0030] Le filtre à air selon l'invention présente de nombreux avantages. [0031] Du point de vue de sa conception et de son implantation dans un véhicule, il devient possible d'implanter le bord rabattu plus bas que dans le cas de filtres à air traditionnels. Comme ce bord rabattu dépasse du volume de l'ensemble du filtre, et que le volume sous capot est de toute façon très encombré, cette possibilité permet éventuellement une implantation dans une zone moins confinée. De plus, dans un filtre à air classique, la distance entre l'entrée d'air dans la cuve 14 et le bord rabattu 30 doit obligatoirement être supérieur à la hauteur de la cartouche de filtration 20. Avec l'invention, il est possible de réduire cette distance au minimum. [0032] Du point de vue de l'après vente, pour changer la cartouche il suffit de démonter le couvercle, la cartouche étant solidaire de celui-ci alors que dans le cas d'un filtre classique, il faut démonter et enlever le couvercle puis ensuite aller chercher la cartouche au fond de la cuve, bien souvent dans une zone sous capot assez confinée. Par ailleurs, dans certain cas, en après vente, il faut démonter le couvercle du filtre pour avoir accès au démontage d'autres pièces du véhicule comme par exemple la batterie. Avec la solution proposée, la jonction entre le couvercle et la cuve est plus basse, ce qui permet plus de latitudes aux cinématiques de démontage de pièces environnantes. Enfin, lors des interventions sur un véhicule, il existe un risque qu'une petite pièce (vis, rondelle, etc.) tombe dans le filtre. Dans le cas d'un filtre classique, cette pièce va tomber sur la cartouche (donc dans le volume en air propre). Si le mécanicien ne prend pas note de la présence de cette pièce, elle sera avalée par le moteur dès son redémarrage, avec pour conséquence inéluctable, une casse moteur. Avec la solution proposée par l'invention, lors du démontage du couvercle, la cartouche étant solidaire du couvercle sera automatiquement enlevée. Si une petite pièce tombe dans le filtre, ce sera dans la cuve (donc dans le volume en air sale). Lors du remontage et du démarrage véhicule, cette petite pièce perdue va certainement générer un bruit dans le filtre, mais aucun risque de casser le moteur. REVENDICATIONS1. Filtre à air (10) comportant un fond de cuve (12) dans lequel est réalisée une entrée d'air (14), un couvercle (16) dans lequel est réalisée une sortie d'air (18), le fond de cuve et le couvercle étant assemblés de manière démontable, et un élément filtrant (20) comportant un support (22) disposé en séparation entre un premier volume intérieur (V1) délimité par ce support (22) et le fond de cuve (12) et un second volume intérieur (V2) délimité par ce support (22) et le couvercle (16), une cartouche filtrante étant montée solidaire du support (22), caractérisé en ce que l'élément filtrant est conçu de manière tel que la cartouche filtrante (26) est située dans le second volume intérieur (V2). 2. Filtre à air (10) selon la revendication 1, dans lequel le couvercle (16) comporte un bord rabattu (30) entourant un bord périphérique (32) du fond de cuve (12). 3. Filtre à air (10) selon la revendication 2, dans lequel le bord périphérique (32) du fond de cuve (12) comporte une lèvre d'appui (34) s'étendant vers l'extérieur du premier volume intérieur (V1) délimité par le fond de cuve et entourée par le bord rabattu (30) du couvercle (16). 4. Filtre à air (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le fond de cuve (12) et le couvercle (16) sont assemblés selon une surface de joint périphérique (34), et dans lequel le support (22) est muni d'un joint périphérique (24) disposé selon la surface de joint périphérique. 5. Filtre à air (10) selon les revendications 3 et 4, dans lequel le joint périphérique (24) du support (22) de l'élément filtrant (20) est disposé par pincement entre une face d'appui intérieure (36) du bord rabattu (30) du couvercle (16) et la lèvre d'appui (34) du fond de cuve (12). 6. Filtre à air (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 comportant des organes (40) de maintien de l'élément filtrant (20) à l'intérieur du bord rabattu (30) du couvercle (16). 7. Filtre à air (10) selon la revendication 6, dans lequel les organes de maintien (40) comportent plusieurs ergots disposés régulièrement sur une face latérale interne (38) dubord rabattu (30) du couvercle (16), de manière à définir un espace d'insertion du support (22) de l'élément filtrant (20) entre une face d'appui intérieure (36) du bord rabattu (30) et les organes de maintien (40). 8. Filtre à air (10) selon la revendication 7, dans lequel les organes de maintien (40) sont formés par des godrons venus de matière avec le bord rabattu (30) du couvercle (16). 9. Filtre à air (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comportant en outre un pré-filtre (28) solidaire du support (22) et situé dans le premier volume intérieur (V1). 10. Moteur à combustion interne (42) comportant une canalisation de prise d'air (44), un circuit d'alimentation en air filtré (46) et un filtre à air (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dont l'entrée d'air (14) est connectée à la canalisation de prise d'air (44) et dont la sortie d'air (18) est connectée au circuit d'alimentation en air filtré (46).