Brevet FR2954413A1 — publié le 20110624

Module d'alimentation en gaz d'un moteur de véhicule automobile, ensemble d'une culasse d'un moteur et d'un tel module et moteur thermique comportant un tel ensemble. L'invention concerne un module d'alimentation en gaz d'un moteur de véhicule automobile, 5 un ensemble d'une culasse d'un moteur et d'un tel module, et un moteur thermique comportant un tel ensemble. L'invention concerne plus particulièrement un module d'alimentation en gaz d'un moteur comportant un échangeur de chaleur apte à refroidir les gaz en vue de leur admission dans une 10 culasse du moteur et une vanne d'alimentation en gaz apte à orienter les gaz au moins au travers de l'échangeur de chaleur. Un moteur thermique de véhicule automobile comporte une chambre de combustion, généralement formée par une pluralité de cylindres, dans laquelle un mélange de comburant et 15 de carburant est brûlé pour générer le travail du moteur. Le comburant comporte de l'air, qui peut être comprimé ou non, selon que le moteur comporte un turbocompresseur ou non. L'air peut par ailleurs être mélangé à des gaz d'échappement: on parle de gaz d'échappement recirculés. Les gaz admis dans la chambre de combustion seront dénommés gaz d'alimentation. 20 Il est connu que les gaz d'alimentation soient reçus au niveau d'un répartiteur d'admission, souvent désigné par l'homme du métier sous sa dénomination anglaise "intake manifold". Le répartiteur d'admission est fixé sur la culasse du moteur, au niveau de l'entrée des cylindres. En fonction du régime moteur, les gaz d'admission peuvent être refroidis, en tout ou partie, ou 25 pas. En conséquence, il est connu de prévoir deux canalisations alimentant le répartiteur : l'une acheminant directement les gaz d'alimentation dans le répartiteur, l'autre les acheminant indirectement via un échangeur de chaleur, qui permet de refroidir les gaz qui le traverse, ou dans certains cas de les réchauffer. 30 Il est aussi connu un module d'alimentation en gaz d'un moteur comportant un échangeur de chaleur apte à refroidir les gaz en vue de leur admission dans une culasse du moteur et une vanne d'alimentation en gaz apte à orienter les gaz au moins au travers de l'échangeur de chaleur. Dans cet art antérieur, il est prévu qu'une des boites collectrices de l'échangeur de chaleur supporte la vanne. Le support de la vanne entraîne des contraintes au niveau de la boite collectrice. Ces contraintes sont liées aux vibrations et aux tensions occasionnées par le poids de la vanne, auxquelles peuvent s'ajouter, en plus, des contraintes liées à la circulation des gaz d'alimentation comprimés traversant dans la boite collectrice de l'échangeur de chaleur. Il est donc nécessaire de prévoir des moyens de rigidification de la boite collectrice pour que cette dernière ne se détériore pas du fait des vibrations ou de la pression des gaz d'alimentation. Une telle configuration n'est pas optimale en terme d'encombrement des boites collectrices. L'invention vise à proposer un module d'alimentation en gaz d'un moteur présentant une bonne résistance aux contraintes dues au support de la vanne sans pénalisation de l'encombrement de l'échangeur de chaleur. A cet effet, l'invention propose que le module comporte un moyen de support de la vanne comportant une première et une deuxième extrémités, la première extrémité étant assujettie à la vanne et la deuxième extrémité étant apte à être fixée au moteur. 20 Un tel module permet de déplacer, grâce au moyen de support propre à la vanne et à son positionnement particulier, la plupart des contraintes liées au support de la vanne au niveau du moteur et, plus particulièrement au niveau du bloc de ce dernier. Des modes de réalisation particuliers de l'invention proposent que : 25 - l'échangeur de chaleur comporte au moins un boîtier et une boite collectrice d'entrée pour lesdits gaz dans l'échangeur de chaleur, la vanne étant assujetti à l'échangeur de chaleur au niveau de ladite boite collectrice d'entrée, - la vanne comporte un premier élément et un corps de vanne, le premier élément étant 30 attaché audit corps de vanne de manière à former une première sortie de la vanne vers l'échangeur de chaleur, - le module comporte en outre un élément d'interface apte à fermer un volume d'entrée de la culasse, et15 - l'élément d'interface comporte une périphérie et présente au moins une protubérance disposée au niveau de la périphérie, la protubérance étant apte à recevoir un moyen de fixation, dit premier moyen, apte à fixer le module sur ladite culasse. L'invention concerne aussi un ensemble d'une culasse d'un moteur de véhicule automobile et d'un module tel que précédemment décrit, ensemble dans lequel la culasse comporte des orifices aptes à coopérer avec des premiers moyens de fixation en vue de la fixation du module sur la culasse. L'invention concerne également un moteur thermique de véhicule automobile comportant une chambre de combustion, un bloc moteur et -un ensemble d'une culasse et d'un module d'alimentation en gaz d'un moteur tel que précédemment décrit, moteur dans lequel le moyen de support de la vanne est assujetti au bloc moteur. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée du dispositif et du moteur de l'invention, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente une vue en perspective assemblée d'un module d'alimentation en gaz selon l'invention, et la figure 2 représente une vue de dessus d'un module d'alimentation en gaz selon l'invention. L'invention concerne un module 10 d'alimentation en gaz d'un moteur qui comporte un échangeur de chaleur 12 apte à refroidir les gaz en vue de leur admission dans une culasse du moteur et une vanne 14 d'alimentation en gaz apte à orienter lesdits gaz au moins au travers de l'échangeur de chaleur 12. La vanne 14 d'alimentation en gaz apte à orienter lesdits gaz au moins au travers de l'échangeur de chaleur 12 sera dénommée dans la suite de la description vanne d'alimentation 30 en gaz de l'échangeur de chaleur 12. La vanne 14 d'alimentation en gaz de l'échangeur de chaleur 12 est, dans ce mode de réalisation, un actionneur muni d'un papillon (ou volet). Cette dernière permet de doser la quantité d'air traversant l'échangeur de chaleur 12 et/ou d'étouffer le moteur. La vanne 14 d'alimentation en gaz de l'échangeur de chaleur 12 comporte, ici, au moins un corps de vanne 26 et un premier élément 28. Le corps de vanne 26 présente une entrée 30 pour les gaz dans la vanne 14 d'alimentation en gaz de l'échangeur de chaleur 12. Le premier élément 28 est attaché au corps de vanne 26 de manière à former une première sortie de la vanne d'alimentation 14 vers l'échangeur de chaleur 12. En d'autres termes, le premier élément 28 permet une introduction indirecte des gaz dans la culasse du moteur par l'intermédiaire du premier élément 28 qui impose un trajet via l'échangeur de chaleur 12. Ici, le premier élément 28 comporte une extrémité distale du corps de vanne 26 munie d'une bride de fixation apte à coopérer avec une boite diffuseur 20 d'entrée de l'échangeur de 15 chaleur 12. Selon l'invention, le module comporte un moyen de support 16 de la vanne 14 d'alimentation en gaz de l'échangeur de chaleur 12. Le moyen de support 16 comporte une première 16-1 et une deuxième 16-2 extrémités. 20 Ce moyen de support 16 permet, selon l'invention, de supporter le poids de la vanne 14 d'alimentation en gaz de l'échangeur de chaleur 12. En d'autres termes, l'invention prévoit un moyen de support 16 propre à la vanne d'alimentation 14 qui permet de transférer le support du poids de la vanne d'alimentation 14 sur le moteur et non plus uniquement sur le module 25 d'alimentation en gaz 10 entraînant un design de l'échangeur de chaleur 12 moins encombrant que ceux connus de l'art antérieur. La première extrémité 16-1 est assujettie à la vanne 14 d'alimentation en gaz de l'échangeur de chaleur 12 et la deuxième extrémité 16-2 est, quant à elle, apte à être fixée au moteur et 30 plus particulièrement au niveau du bloc moteur de ce dernier. Plus précisément, le moyen de support 16 de la vanne 14 est assujetti au niveau du corps de vanne 26. Dans le mode de réalisation illustré, la vanne d'alimentation 14 comporte une excroissance apte à coopérer avec la première extrémité 16-1 du moyen de support 16. Dans le mode de réalisation illustré ici, le moyen de support 16 est réalisé sous la forme d'une patte de fixation (ou béquille). L'échangeur de chaleur 12 comporte, ici, au moins un boîtier 18 et une boite collectrice d'entrée 20 (encore appelée boite diffuseur) pour les gaz dans l'échangeur de chaleur 12. Dans le mode de réalisation décrit ici le boîtier 18 est assujetti à un élément d'interface 22 (décrit plus loin), par exemple, par brasage ou soudage. Ici, le boîtier 18 est formé par quatre plaques métalliques, par exemple en aluminium, assemblées les unes aux autres, par exemple, par brasage. Les plaques du boîtier 18 forment une enveloppe comportant quatre faces dites pleines et deux faces dites libres. Les faces libres du boîtier 18 sont situées en face l'une de l'autre. Un faisceau d'échange de chaleur (non représenté) est inséré dans le boîtier 18. Ce faisceau 20 pourra, par exemple être réalisé sous la forme d'un empilement de plaques, non représentées, ménageant un passage pour les gaz d'alimentation et un passage pour un fluide caloporteur. La boite diffuseur 20 pour les gaz d'alimentation est fixée à une des faces libres du boîtier 18 tandis que l'élément d'interface 22 est fixé à l'autre face libre. L'élément d'interface 22 est apte à fermer un volume d'entrée de la culasse. Cet élément d'interface 22 est, ici, destiné à être en contact immédiat/direct avec la culasse du moteur. En d'autres termes, l'élément d'interface 22 est monté directement sur la culasse du moteur. 30 Dans l'exemple de réalisation illustré ici, l'élément d'interface 22 fermant le volume de la culasse définit un premier passage pour des gaz sortant de l'échangeur de chaleur 12 et un deuxième passage pour des gaz ayant traversé une vanne 24 apte à diriger des gaz, plus particulièrement des gaz d'échappement recirculés, directement introduits dans la culasse du 25 moteur sans passage par l'échangeur de chaleur 12. La vanne 24 sera dénommée par la suite vanne EGR 24. La vanne EGR 24 comporte une entrée pour les gaz et au moins une sortie permettant aux gaz (plus particulièrement aux gaz d'échappement recirculés) de pénétrer dans le volume d'entrée de la culasse. La vanne EGR 24 présente au niveau de son extrémité liée à l'élément d'interface 22 une bride de fixation 25. Ici, l'élément d'interface 22 est réalisé sous la forme d'une plaque d'interface 22. Un mode de réalisation non illustré propose que l'élément d'interface 22 soit une boite collectrice, de préférence de sortie (encore appelée boite répartitrice), de l'échangeur de chaleur 12. L'élément d'interface 22 comporte une périphérie et présente au moins une protubérance 32 disposée au niveau de la périphérie. La protubérance 32 est apte à recevoir un moyen de fixation (non représenté), dit premier moyen de fixation, apte à fixer le module 10 d'alimentation en gaz sur la culasse. Dans le mode de réalisation illustré ici, la vanne 14 d'alimentation en gaz de l'échangeur de chaleur 12 est assujetti à l'échangeur de chaleur 12 au niveau de la boite diffuseur d'entrée 20, ici, par l'intermédiaire de vis. Pour rappel, dans cet exemple, la liaison entre la vanne 14 d'alimentation en gaz de l'échangeur de chaleur 12 et l'échangeur de chaleur 12 s'effectue par l'intermédiaire du premier élément 28. L'invention concerne aussi un ensemble d'une culasse d'un moteur de véhicule automobile et d'un module 10 d'alimentation en gaz tel que précédemment décrit, ensemble dans lequel la culasse comporte des orifices aptes à coopérer avec les premiers moyens de fixation en vue de la fixation du module 10 d'alimentation en gaz sur la culasse. Dans un tel cas, on pourra envisager, par exemple d'usiner ou de tarauder les orifices de la 30 culasse du moteur. L'invention concerne également un moteur thermique de véhicule automobile comportant une chambre de combustion, un bloc moteur et un ensemble d'une culasse et d'un module 10 d'alimentation en gaz d'un moteur tel que précédemment décrit, le moyen de support 16 de la vanne 14 d'alimentation en gaz de l'échangeur de chaleur 12 étant assujetti au bloc moteur. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci avant, seulement à titre d'exemples, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après. Les variantes décrites précédemment peuvent être prises séparément ou en combinaison les unes avec les autres. Revendications1. Module d'alimentation (10) en gaz d'un moteur comportant un échangeur de chaleur (12) apte à refroidir lesdits gaz en vue de leur admission dans une culasse du moteur et une vanne (14) d'alimentation en gaz apte à orienter lesdits gaz au moins au travers dudit échangeur de chaleur (12) caractérisé en ce que ledit module (10) comporte un moyen de support (16) de ladite vanne (14) comportant une première (16-1) et une deuxième (16-2) extrémités, ladite première extrémité (16-1) étant assujettie à ladite vanne (14) et ladite deuxième extrémité (16-2) étant apte à être fixée audit moteur. 2. Module selon la revendication 1 dans lequel ledit échangeur de chaleur (12) comporte au moins un boîtier (18) et une boite collectrice d'entrée (20) pour lesdits gaz dans l'échangeur de chaleur (12), ladite vanne (14) étant assujetti audit échangeur de chaleur (12) au niveau de ladite boite collectrice d'entrée (20). 3. Module selon la revendication 2, dans lequel ladite vanne (14) comporte un premier élément (28) et un corps de vanne (26), ledit premier élément (28) étant attaché audit corps de vanne (26) de manière à former une première sortie de la vanne (14) vers ledit échangeur de chaleur (12). 4. Module selon l'une des revendications précédentes comportant en outre un élément d'interface (22) apte à fermer un volume d'entrée de ladite culasse. 5. Module selon la revendication précédente, dans lequel ledit élément d'interface (22) 25 comporte une périphérie et présente au moins une protubérance (32) disposée au niveau de ladite périphérie, ladite protubérance (32) étant apte à recevoir un moyen de fixation, dit premier moyen, apte à fixer ledit module (10) sur ladite culasse. 6. Ensemble d'une culasse d'un moteur de véhicule automobile et d'un module (10) selon 30 l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite culasse comporte des orifices aptes à coopérer avec un premier moyen de fixation dudit module (10) en vue de la fixation dudit module (10) sur ladite culasse. 20 7. Moteur thermique de véhicule automobile comportant une chambre de combustion, un bloc moteur et un ensemble d'une culasse et d'un module d'alimentation (10) en gaz d'un moteur selon la revendication précédente, ledit moyen de support (16) de ladite vanne (14) étant assujetti audit bloc moteur.