Brevet FR2960025A1 — publié le 20111118

CIRCUIT DE DISTRIBUTION DE VIDE D'UN MOTEUR DE VEHICULE [0001 La présente invention concerne le domaine des moteurs de véhicule, et plus particulièrement ceux qui utilisent une source de dépression pour faire fonctionner un ou plusieurs dispositifs auxiliaires du moteur. [0002 Il est connu dans les véhicules automobiles, utilisant notamment un moteur à combustion interne, de disposer d'une réserve de pression négative (ou vide) destinée à alimenter un circuit de distribution de vide. Le circuit de distribution de vide fournit une pression négative, par exemple à un réseau d'électrovannes, dont la fonction est de piloter différents consommateurs du moteur, notamment des vannes de commandes d'un turbocompresseur du moteur, ou des vannes de commande de conduits de transport de fluide à destination du moteur. [0003] A titre d'exemples d'utilisation des électrovannes, on peut citer : - une vanne de géométrie variable d'un turbocompresseur ; une vanne dite « waste gate » ou soupape de décharge, disposée en sortie d'échappement d'un turbocompresseur ; - une vanne pour le doseur d'air ; - une vanne pour le conduit de dérivation (ou « bypass ») du refroidisseur d'air de suralimentation (RAS) ainsi qu'une vanne pour la branche contenant le RAS ; une vanne pour le conduit de dérivation des gaz d'échappement recirculés, autrement désignés EGR pour « Exhaust Gas Recirculation » ainsi qu'une vanne pour la branche contenant l'EGR ; - une vanne pour les systèmes d'assistance au freinage nécessitant une source de dépression, voire de vide partiel. [0004] Ces différentes vannes sont commandées par des actionneurs (électrovannes), communément appelés « poumons de commande ». Des membranes à l'intérieur des vannes permettent, par la dépression générée par le circuit de distribution de vide, d'actionner les différents consommateurs, ou dispositifs auxiliaires, du moteur. [0005] Il serait possible de piloter ces dispositifs auxiliaires au moteur à l'aide de commandes électroniques mais dès qu'il est nécessaire d'implanter plus de trois de ces consommateurs, il est plus intéressant, d'un point de vue de la fiabilité et du coût, d'utiliser un circuit de distribution de vide, comportant une pompe à vide et une réserve de vide, pour piloter l'ensemble des électrovannes. Les électrovannes sont considérées plus fiables que les commandes électroniques pour un temps de réponse à peu près similaire. [0006 L'utilisation des électrovannes devient de plus en plus courante pour la gestion des dispositifs auxiliaires au moteur du fait de la multiplication des besoins du conducteur, en terme de sécurité ou de performance du véhicule, mais également en raison des exigences réglementaires de plus en plus strictes en matière de respect de l'environnement et de consommation de carburant (réglementations EURO 5/EURO 6 ainsi que les normes d'injection de carburant au regard d'un cycle cycle NMVEG pour « New Motor Vehicle Exhausted Gas »). [0007] Considérant l'augmentation croissante des dispositifs auxiliaires qui équipent les véhicules actuels, la réserve de vide doit être de plus en plus importante et la place autour du moteur, du fait notamment de ces dispositifs auxiliaires, se réduit de plus en plus. A titre d'exemple, la réserve de vide qui présentait jusqu'alors un volume de l'ordre de 0,2 à 0,3 litre doit aujourd'hui passer à un volume minimum de 0,5 litre. [0008] Parallèlement, la modification du style des véhicules automobiles modernes en vue d'améliorer l'esthétique et la pénétration dans l'air a conduit progressivement à dessiner le capot moteur avant plongeant, depuis la base du pare-brise vers l'avant du véhicule. Cette tendance aboutit à une réduction du volume disponible pour l'agencement des dispositifs auxiliaires (consommateurs) dans le compartiment moteur. Par ailleurs, les réglementations liées notamment aux accidents « choc piétons » nécessitent de prévoir sous capot des zones d'absorptions d'énergie. [0009] Ainsi, le problème d'encombrement au niveau du compartiment moteur est devenu crucial et en particulier, dans le cadre de l'utilisation d'un circuit de distribution de vide, le placement de ce dernier avec tous les éléments qui le composent devient une difficulté croissante. [0010] La présente invention entend remédier à ces problèmes en proposant un circuit de distribution de vide dans lequel les éléments composant ce circuit sont les plus proches possibles les uns des autres et sont disposés de manière avantageuse sur le moteur, en particulier en limitant l'encombrement lié au réservoir de vide. [0011] Selon l'invention, il est ainsi proposé un moteur thermique comportant montés sur la face supérieure du moteur un circuit d'admission d'air vers le collecteur d'admission et un circuit de distribution de vide qui comprend une réserve de vide connectée à une pompe à vide, la réserve de vide étant reliée à une pluralité d'électrovannes aptes à piloter des consommateurs du moteur, caractérisé en ce que la réserve de vide est associée à l'un des composants du circuit d'amission d'air. [0012] De manière préférée, la réserve de vide est fixée sur le filtre à air appartenant au circuit d'admission d'air, et plus précisément sur le boîtier enfermant la cartouche de filtre à air. [0013] Selon une variante de l'invention, la réserve de vide est intégrée au couvercle filtre à air de manière à former un ensemble monobloc. [0014] Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention : - le boîtier du filtre à air est apte à être fixé sur le moteur en au moins deux points de fixation et en ce que la réserve de vide est disposée entre ces deux points de fixation ; utilisant ainsi entre les deux points de fixation les volumes résiduels disponibles dans cet environnement ; - le couvercle comporte, dans sa portion dédiée à la réserve de vide, une face supérieure présentant une forme adaptée à sa préhension par un utilisateur, de préférence une forme de poignée ; - le filtre à air et la réserve de vide sont réalisés en plastique, de préférence en une même matière plastique ; - la réserve de vide comprend au moins un piquage d'entrée relié à la pompe à vide et un piquage de sortie relié aux électrovannes/consommateurs ; - le couvercle amovible du filtre à air autorise le remplacement de la cartouche dudit filtre à air. [0015] L'invention concerne aussi un véhicule automobile comprenant un moteur tel que défini ci-dessus. Avantageusement, la réserve de vide, comparativement au filtre à air, est placée vers l'avant du véhicule. [0016] D'autres détails et caractéristiques avantageuses de l'invention ressortent de la description détaillée faite ci-après à titre non limitatif à l'aide des figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 montre schématiquement une vue de dessus d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile selon l'art antérieur où sont visibles uniquement les éléments d'un circuit de distribution de vide ; - la figure 2 montre schématiquement une vue de dessus, identique à celle de la figure 1, d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile dans lequel est inclus un circuit de distribution vide conforme à l'invention ; - la figure 3 est une vue schématique en coupe selon le plan P du groupe motopropulseur de la figure 2 (le plan P est perpendiculaire au plan de la figure 2) ; la figure 4 montre en perspective la réserve de vide ainsi que la chambre d'admission et deux points de fixation de cette dernière sur le moteur. [0017] De façon usuelle, un circuit de distribution de vide comprend : - une pompe à vide 11, classiquement entraînée en bout de l'arbre à cames du moteur ; une réserve de vide 13 connectée à une admission d'air 2 ou 20, reliée d'une part à la pompe à vide 11 et d'autre part à une pluralité d'électrovannes (non représentées) aptes à piloter des consommateurs du moteur ; - un tuyau (non représenté) reliant la pompe à vide 11 à la réserve de vide 13 ; - au moins un tuyau (non représenté sur les figures annexées) reliant la réserve de vide 13 aux différents consommateurs, situés tout autour du moteur 5. [0018] Un circuit de distribution de vide classique est représenté sur la figure 1. Etant donné la dispersion des différents éléments formant un circuit de distribution de vide dans cette solution de l'état de l'art, tous les composants d'un circuit de distribution de vide ne sont pas visibles sur cette figure. Ainsi, sur cette figure sont visibles la pompe à vide 11, une partie du circuit d'admission d'air 2 et les deux points de fixation 3, 4 de cette dernière sur le compartiment moteur 5. La réserve de vide de ce circuit de distribution de vide n'est pas visible sur la figure 1. En effet, cette réserve de vide est généralement située sur le carter cylindre du moteur, ou sur la culasse du moteur, de sorte qu'il existe un conduit, de longueur non négligeable, reliant nécessairement cette réserve de vide aux électrovannes, généralement situées dans la partie haute du moteur [0019] Le circuit de distribution de vide de l'invention (figures 2 à 4) comprend l'ensemble des éléments susvisés, sensiblement à l'identique d'un circuit de distribution de vide de l'art antérieur. [0020] Des exemples de différents consommateurs envisageables pour être pilotés par les électrovannes ont été présentés précédemment et l'invention s'adapte à tous types d'électrovannes, et par conséquent de consommateurs, et n'entend pas modifier ces derniers, ni leurs dispositions respectives autour du moteur. A ce niveau, l'invention prévoit de réaliser les piquages d'entrée (relié à la pompe à vide) et sortie (relié à au moins une électrovanne, elle-même reliée aux différents consommateurs) directement dans la réserve de vide 13, de préférence issue de matière de cette dernière 13. [0021] Sur la figure 4 sont visibles les piquages d'entrée 15 et sortie 16 placés sur un côté de la réserve de vide 13 à proximité de la pompe à vide 11, sans toutefois que cette solution soit limitative. L'emplacement des piquages d'entrée 15 et sortie 16 sur la réserve de vide 11 est simplement fonction de la facilité de raccordement en particulier à la pompe à vide 11 mais également éventuellement aux électrovannes de manière à ce que les tuyaux ou raccords entre le piquage considéré et l'élément auquel il est relié soient le plus court possible. [0022] De manière classique, la réserve de vide 13 comprend au moins un piquage d'entrée 15, relié à la pompe à vide 11, et au moins un piquage de sortie 16, relié à une ou plusieurs électrovannes. Il est possible de prévoir plusieurs piquages de sortie 16, selon le nombre et la nature des consommateurs (électrovannes « on/off » ou proportionnelles). Dans le cas où il n'y a qu'un piquage de sortie 16 pour plusieurs électrovannes, comme représenté ici, la dérivation est réalisée directement sur la tuyauterie en aval de la réserve de vide 13. Selon une possibilité offerte par l'invention, il est également possible de prévoir un raccordement de la pompe à vide 11 et/ou des électrovannes directement (sans tuyau) sur le piquage respectivement d'entrée 15 et de sortie 16 de la réserve de vide 13. r La réserve de vide 13 est associée à un composant du circuit d'admission d'air 2 du moteur, plus précisément au filtre à air 20- Lorsque la réserve de vide 13 est fermée, par exemple à l'aide d'un clapet, la pompe à vide 11 peut créer une dépression négative à l'intérieur de ladite réserve 13, ce qui permet de piloter les électrovannes. Ici, l'invention se différencie clairement des circuits de distribution de vide de l'art antérieur en ce que la réserve de vide 13 est associée, attenante ou adjacente, au filtre à air 20. [0024] Il est à noter que la connexion , entre la pompe à vide et la réserve de vide ainsi qu'entre cette dernière et les différents consommateurs est souvent malaisée du fait de l'éloignement de ces éléments les uns des autres, à des emplacements parfois opposés autour du moteur, ce qui complexifie d'autant les systèmes existants. Ainsi, pour des besoins fonctionnels, un certain nombre de consommateurs sont, la plupart du temps, situés à l'arrière du moteur tandis que la pompe à vide 11 est classiquement disposée en partie supérieure du moteur 5 sensiblement à proximité de la chambre d'admission d'air 2 ou 20. [0025] L'invention est partie de ce constat de localisation de la pompe à vide et de son encombrement de plus en plus important et vise en premier lieu à réduire l'encombrement du circuit de distribution de vide mais également à simplifier les connexions nécessaires entre les éléments du circuit de distribution de vide, ce qui le rendra plus fiable en évitant les risques de dispersion de la pression négative générée par la pompe à vide 11 qui sont plus particulièrement susceptibles de survenir au niveau des raccords et tuyaux de connexion. [0026] Après expérimentations, il est apparu que le filtre à air 20 peut de façon particulièrement avantageuse être utilisé pour constituer la réserve de vide 13 ou pour fixer cette dernière. Comme cela est apparent sur la figure 3, la réserve de vide 13 se loge, à côté du filtre à air 20, idéalement sur la partie supérieure du moteur 5, sans former une protubérance extérieure au compartiment moteur 5. [0027] II a par ailleurs été envisagé de fixer la réserve de vide 13 sur le couvercle 21 du filtre à air 20. Le couvercle 21 se trouve ainsi allongé, sur toute sa largeur, d'une portion nécessaire à aménager/former le volume intérieure de la réserve de vide 13, à savoir à l'heure actuelle un volume d'un minimum d'un demi litre. La portion ajoutée au couvercle 21 de la chambre d'admission 20 pour former la réserve de vide 13 peut être constituée d'une portion inamovible, fixée par exemple par collage ou sertissage ou bien être rattachée par une fixation mécanique autorisant un caractère amovible de la réserve de vide 13, tel qu'un clipsage ou agrafage. [0028] Selon une variante de réalisation, la réserve de vide 13 est intégrée ou incorporée au couvercle 21 du boîtier 22 enfermant le filtre à air 20 de sorte que le couvercle 21 comprend intrinsèquement la réserve de vide 13. Cette dernière solution présente un avantage certain quant à la simplification de la fabrication des éléments formant le couvercle 21 de filtre à air 20 et la réserve de vide 13. En effet, une seule étape de moulage de la pièce est nécessaire. [0029] De façon particulièrement intéressante, l'invention utilise le boîtier 22 dans lequel est logé le filtre à air 20 éliminant au maximum les poussières contenues dans l'air ambiant que le moteur reçoit. Ce filtre à air 20 est classiquement présent en face supérieure du moteur et est généralement situé à proximité de l'emplacement habituel de la pompe à vide 11. [0030] Grâce au placement du boîtier 22 sur le moteur, il est très pratique pour un utilisateur d'ouvrir le couvercle 21 du boitier 22 et changer le filtre à air 20 (c.à.d. la cartouche du filtre à air). L'invention utilise ce principe en prévoyant de prolonger le couvercle amovible 21 habituellement présent sur la boîtier pour former une portion dédiée à la réserve de vide 13, cette portion présentant idéalement une géométrie adaptée pour une préhension facile par un utilisateur, par exemple une forme de poignée. [0031] En effet, la caractéristique importante de la réserve de vide réside dans son volume intérieur et non dans sa forme particulière ou plus précisément dans la forme particulière d'une partie de ses parois internes de sorte qu'il est bien plus aisé de prévoir une poignée, ou analogue, dans la portion dédiée à la réserve de vide 13 que dans la partie du couvercle 21 fermant le boîtier du filtre à air. [0032] Comme on peut le voir sur les figures 2 et 3, la réserve de vide 13 couvre une partie du moteur 5, à l'instar du filtre à air 20, de manière à masquer une partie plus importante du moteur 5 et présenter un caractère plus esthétique de ce dernier 5. Le filtre à air 20 est fixé sur le moteur 5, idéalement via des pions de clipsage 3, 4, et l'invention, en fixant ou en intégrant la réserve de vide 13 au filtre à air 20, évite toute fixation supplémentaire propre à maintenir ladite réserve 13 sur le moteur 5. [0033] En outre, le fait que la réserve de vide 13 soit placée entre deux points de fixation 3, 4 du filtre à air 20 au moteur 5 permet de rigidifier l'ensemble formé de la réserve de vide 13 et du filtre à air. Les éléments sous capot sont soumis à de nombreuses vibrations et saccades du fait du trajet routier et de ses aléas (cahots dus à la route, soubresauts du moteur etc....) qui ont pour conséquence d'affaiblir en particulier les fixations des éléments montés sur le compartiment moteur 5. Grâce à cette solidarisation des éléments 13 et 20, on obtient une meilleure tenue mécanique de cet ensemble 13, 20 sur le moteur 5. [0034] L'invention s'applique préférentiellement dans le cas d'un moteur à combustion interne (moteur diesel) car les dispositifs auxiliaires ou consommateurs sont, à l'heure actuelle, généralement plus nombreux pour ce type de moteur que pour un moteur de type essence de sorte que la présence d'un circuit de distribution de vide y est particulièrement intéressante. En effet, il est classique de prévoir dans un véhicule équipé d'un tel moteur notamment un refroidisseur d'air de suralimentation (RAS) et un circuit de recirculation des gaz d'échappement (EGR) ainsi que des consommateurs liés au(x) turbocompresseur(s). Néanmoins, l'invention n'est pas limitée à l'application aux moteurs de type diesel et pourra être envisagée à chaque fois qu'un circuit de distribution de vide est implanté sur un moteur. [0035] La réserve de vide 13, implantée sur le dessus du moteur 5, peut être avantageusement utilisée comme moyen d'absorption d'énergie pour satisfaire les règlementations « choc piéton ». Dans cette perspective, la réserve de vide 13 est réalisée dans un matériau relativement souple, par exemple en polyéthylène ou en époxy, apte à se déformer et ainsi à absorber l'énergie d'un choc sur le capot du véhicule. REVENDICATIONS1. Moteur thermique (5) comportant montés sur la face supérieure du moteur (5) un circuit d'admission d'air (2) vers le collecteur d'admission et un circuit de distribution de vide qui comprend une réserve de vide (13) connectée à une pompe à vide (11), la réserve de vide (13) étant reliée à une pluralité d'électrovannes aptes à piloter des consommateurs du moteur (5), caractérisé en ce que la réserve de vide (13) est associée à l'un des composants du circuit d'admission d'air (2). 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composant auquel est associée la réserve de vide (13) est un filtre à air (20) appartenant au circuit d'admission d'air. 3. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la réserve de vide (13) est fixée au couvercle (21) du boîtier renfermant le filtre à air (20). 4. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la réserve de vide (13) est intégrée au couvercle (21) du boîtier renfermant le filtre à air de manière à former 15 un ensemble monobloc. 5. Moteur selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le couvercle (21) comporte, dans sa portion dédiée à la réserve de vide (13), une face supérieure présentant une forme adaptée à sa préhension par un utilisateur, de préférence une forme de poignée. 20 6. Moteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le filtre à air (20) est apte à être fixé sur le moteur (5) en au moins deux points de fixation (3, 4) et en ce que la réserve de vide (13) est disposée entre ces deux points de fixation (3, 4). 7. Moteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que 25 le boîtier du filtre à air (20) et la réserve de vide (13) sont réalisés en plastique, de préférence en une même matière plastique. 8. Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réserve de vide (13) comprend au moins un piquage d'entrée (15) relié à la pompe à vide (11) et un piquage de sortie (16) relié aux électrovannes/consommateurs. 9. Moteur de véhicule automobile selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que la réserve de vide (13) et le filtre à air (20) sont montés sur la face supérieure du moteur (5). 10. Véhicule automobile comprenant un moteur (5) selon l'une des revendications 1 à 9. 11. Véhicule selon la revendication 10, caractérisé en ce que la réserve de vide (13), comparativement au filtre à air (20), est placée vers l'avant du véhicule.