Brevet FR3033020A1 — publié le 20160826

La présente invention concerne une canalisation, par exemple pour canaliser de l'air provenant d'un turbocompresseur vers un moteur à combustion interne. De plus, la présente invention concerne un système d'alimentation comprenant une telle canalisation. La présente invention s'applique au domaine des canalisations de fluide, en particulier dans les véhicules automobiles. Par véhicule automobile, on entend notamment les véhicules de tourisme, les véhicules utilitaires ou les véhicules industriels par exemple de type camion. Dans l'état de la technique, des canalisations de fluide sont agencées pour canaliser de l'air provenant d'un turbocompresseur vers un moteur à combustion interne. Une canalisation connue comprend un conduit ayant deux portions d'extrémité. Le conduit est généralement produit en matériau thermoplastique par extrusion-soufflage, afin de donner au conduit une forme complexe adaptée à l'espace disponible pour son implantation dans le compartiment moteur. Cependant, un tel conduit en service subit des contraintes importantes. En particulier dans le cas d'une canalisation d'air provenant d'un turbocompresseur, le conduit subit des pressions internes d'autant plus élevées que les turbocompresseurs actuels sont de plus en plus compacts, donc tournent de plus en plus vite, afin de minimiser les émissions polluantes. Or ces pressions internes élevées peuvent atteindre voire dépasser 2 bars relatifs, ce qui induit un risque de rupture du conduit. Ce risque de rupture du conduit peut être particulièrement grand dans une portion d'extrémité du conduit où la section transversale est relativement grande. La présente invention a notamment pour but de résoudre, en tout ou partie, les problèmes mentionnés ci-avant. Dans ce but, la présente invention a pour objet une canalisation, pour canaliser au moins un fluide, par exemple de l'air provenant d'un turbocompresseur vers un moteur à combustion interne, la canalisation comprenant un conduit ayant au moins i) une première portion d'extrémité et ii) une deuxième portion d'extrémité, le conduit étant composé d'un matériau thermoplastique, la canalisation étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un organe de protection ayant une surface interne qui s'étend sur 35 une surface externe de la première portion d'extrémité. 3033020 2 En d'autres termes, l'organe de protection est en quelque sorte surmoulé totalement ou partiellement autour de la première portion d'extrémité du conduit. Ainsi, un tel organe de protection permet de protéger la première 5 portion d'extrémité du conduit contre diverses contraintes, par exemple contre des contraintes de pression lorsque la canalisation canalise de l'air provenant d'un turbocompresseur. En effet, la surface interne de l'organe de protection coïncide avec la surface externe de la première portion d'extrémité du conduit, car la surface 10 interne de l'organe de protection coïncide avec la surface externe de la première portion d'extrémité du conduit. En d'autres termes, l'organe de protection est plaqué sur la première portion d'extrémité du conduit, ce qui protège cette première portion d'extrémité, donc le conduit. Ainsi, l'organe de protection encaisse des contraintes de pression 15 que lui transmet le conduit par l'intermédiaire de la surface externe de la première portion d'extrémité et de la surface interne de l'organe de protection. De plus, un tel organe de protection permet de protéger la première portion d'extrémité du conduit en thermoplastique contre des contraintes thermiques lorsque la première portion d'extrémité est disposée près d'une source de 20 chaleur. Selon une variante, le conduit a une forme globalement tubulaire. Selon une variante, le conduit a des sections transversales courbes. Selon une variante, le conduit s'étend suivant une ligne directrice sinueuse, c'est-à-dire avec plusieurs courbures suivant des directions différentes. 25 Selon un mode de réalisation, ledit au moins un organe de protection entoure la première portion d'extrémité. Ainsi, un tel organe de protection permet de protéger la première portion d'extrémité sur toute sa périphérie, ce qui est particulièrement avantageux contre les contraintes de pression qui sont distribuées sur toute la 30 périphérie du conduit. Selon une variante, ledit au moins un organe de protection recouvre la surface externe de la première portion d'extrémité. En d'autres termes, ledit au moins un organe de protection couvre totalement la surface externe de la première portion d'extrémité. 3033020 3 Alternativement à cette variante, ledit au moins un organe de protection couvre partiellement la surface externe de la première portion d'extrémité. Selon un mode de réalisation, la première portion d'extrémité 5 présente un agrandissement de section de sorte que la superficie d'une section située du côté de la deuxième portion d'extrémité est plus petite que la superficie d'une section située du côté opposé à la deuxième portion d'extrémité. Ainsi, un tel agrandissement de section permet de raccorder la 10 canalisation à un embout de grand diamètre, tout en ayant une longueur réduite. En d'autres termes, un tel agrandissement de section permet de produire une canalisation compacte. Selon une variante, la deuxième portion d'extrémité a une section terminale plus petite que la section terminale de la première portion 15 d'extrémité. Ainsi, le conduit peut être raccordé à deux embouts de diamètres ou de dimensions différents, par exemple sur deux organes différents d'un moteur à combustion interne. Dans la présente demande, le terme « section » désigne une section transversale qui est délimitée par et qui est considérée dans un plan 20 sensiblement perpendiculaire à la ligne directrice à l'endroit de la section. Selon une variante, l'agrandissement de section est continu. En d'autres termes, la superficie de la section augmente progressivement avec la distance à la section la plus petite de la première portion d'extrémité. Selon un mode de réalisation, un rapport ayant : 25 - au numérateur, la superficie de la plus petite section définie dans l'agrandissement de section, et - au dénominateur, la superficie de la plus grande section définie dans l'agrandissement de section est inférieur à 100%, de préférence inférieur à 60%. 30 Ainsi, un tel rapport permet de maximiser la variation ou l'agrandissement de section possible en vue d'un assemblage entre deux embouts (organes moteurs) de diamètres ou dimensions très différents. En effet, l'organe de protection protège efficacement le conduit contre les contraintes de pression. 3033020 4 Selon une variante, le module d'élasticité du matériau dudit au moins un organe de protection est supérieur au module d'élasticité du matériau du conduit. Ainsi, ledit au moins un organe de protection est plus rigide que le conduit, ce qui permet à l'organe de protection de protéger 5 efficacement le conduit, notamment contre les contraintes de pression. Dans le cas où ledit au moins un organe de protection est relativement peu rigide, alors on peut augmenter son épaisseur ou le rigidifier avec des nervures, afin d'assurer une protection efficace du conduit. Selon un mode de réalisation, ledit au moins un organe de 10 protection est composé d'un matériau thermoplastique, de préférence sélectionné dans le groupe constitué d'un polyamide et d'un polyester. Ainsi, un tel matériau thermoplastique permet de fabriquer un organe de protection mécaniquement résistant à coût réduit. L'organe de protection peut être fabriqué par exemple par injection ou par extrusion-15 soufflage. Selon une variante, l'organe de protection contient des fibres, par exemple des fibres de verre. Selon une variante, le matériau dudit au moins un organe de protection peut être renforcé à la manière d'un matériau composite. 20 Alternativement ou complémentairement au mode de réalisation précédent, ledit au moins un organe de protection peut comprendre au moins un matériau thermodurcissable. Alternativement ou complémentairement au mode de réalisation précédent, ledit au moins un organe de protection peut être composé 25 totalement ou partiellement d'au moins un matériau métallique, par exemple d'aluminium ou d'alliage d'aluminium. Alternativement ou complémentairement au mode de réalisation précédent, ledit au moins un organe de protection peut être composé totalement ou partiellement d'au moins un matériau composite. 30 Selon une variante, le conduit a une épaisseur comprise entre 1,5 mm et 6,0 mm. Selon un mode de réalisation, le conduit est composé d'un matériau thermoplastique sélectionné dans le groupe constitué d'un polyamide, d'un polyester et d'un thermoplastique élastomère. 3033020 5 Ainsi, un tel matériau thermoplastique permet de fabriquer un conduit mécaniquement résistant à coût réduit. Le conduit peut être fabriqué par exemple par extrusion-soufflage. Selon une variante, le conduit contient des fibres, par exemple 5 des fibres de verre. Selon une variante, ledit au moins un organe de protection a une épaisseur comprise entre 1 mm et 6 mm. Selon un mode de réalisation, ledit au moins un organe de protection et le conduit ont des formes complémentaires de façon à permettre 10 un accrochage mécanique par complémentarité de formes. Par exemple, lorsque l'organe de protection et le conduit ont une géométrie ne présentant pas de symétrie de révolution, l'organe de protection ne peut pas tourner autour du conduit, donc se détacher du conduit. Selon une variante, ledit au moins un organe de protection peut 15 présenter une terminaison annulaire, de préférence à section diminuant progressivement jusqu'à l'extrémité libre de la terminaison annulaire, et le conduit peut présenter un logement annulaire qui est complémentaire à la terminaison annulaire. Ainsi, la terminaison annulaire permet une accroche mécanique, par 20 adhérence ou par frottements, dans le logement annulaire. Selon un mode de réalisation, ledit organe de protection comprend au moins deux éléments de protection, chaque élément de protection ayant une surface interne respective qui s'étend sur une partie respective de la surface externe de la première portion d'extrémité. 25 Ainsi, de tels éléments de protection permettent de fabriquer un organe de protection avec une géométrie complexe, qui ne pourrait par exemple pas être fabriqué en une seule pièce. Selon un mode de réalisation, les éléments de protection sont configurés pour entourer substantiellement la première portion d'extrémité. 30 Ainsi, de tels éléments de protection permettent de protéger la première portion d'extrémité sur toute sa périphérie. En d'autres termes, les éléments de protection sont jointifs, de part et d'autre de la première portion d'extrémité. 3033020 6 Selon un mode de réalisation, la canalisation comprend en outre un dispositif de fixation configuré pour fixer ensemble lesdits éléments de protection. Selon une variante, le dispositif de fixation comprend des 5 éléments filetés, par exemple au moins une vis et un écrou. Alternativement à cette variante, le dispositif de fixation comprend des membres d'encliquetage élastique. Les membres d'encliquetage élastique peuvent être formés par des parties complémentaires appartenant respectivement aux éléments de protection. 10 Selon un mode de réalisation, ledit au moins un organe de protection a des reliefs internes. Ainsi, de tels reliefs internes permettent un accrochage mécanique de la surface externe du conduit sur ou dans la surface interne de l'organe de protection. 15 Selon une variante, lesdits reliefs internes comprennent des orifices, par exemple des orifices traversant la matière formant l'organe de protection. Alternativement à cette variante, lesdits reliefs internes comprennent des nervures. 20 Selon un mode de réalisation, la canalisation comprend en outre au moins un embout de raccordement lié à la première portion d'extrémité. Ainsi, un tel embout de raccordement permet de raccorder la première portion d'extrémité à un raccord, par exemple à un raccord d'admission d'air dans un moteur à combustion interne. 25 Par ailleurs, la présente invention a pour objet un système d'alimentation, pour alimenter un moteur à combustion interne en air provenant d'un turbocompresseur, le système d'alimentation étant caractérisé en ce qu'il comprend une canalisation selon l'invention. Les modes de réalisation et les variantes mentionnés ci-avant 30 peuvent être pris isolément ou selon toute combinaison techniquement possible. La présente invention sera bien comprise et ses avantages ressortiront aussi à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux figures 3033020 7 annexées, dans lesquelles des signes de références identiques correspondent à des éléments structurellement et/ou fonctionnellement identiques ou similaires. Dans les figures annexées : - la figure 1 est une vue schématique en perspective qui 5 symbolise un système d'alimentation conforme à l'invention et qui illustre une canalisation conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique de face illustrant une partie de la canalisation la figure 1 ; 10 - la figure 3 est une vue schématique en coupe, selon le plan III à la figure 2 ; - la figure 4 est une vue à plus grande échelle du détail IV à la figure 3 ; - la figure 5 est une vue schématique de côté et éclatée 15 illustrant une partie de la canalisation de la figure 1 ; - la figure 6 est une vue schématique en perspective éclatée illustrant une partie de la canalisation de la figure 1 ; - la figure 7 est une vue schématique en perspective assemblée illustrant une partie de la canalisation de la 20 figure 1 ; - la figure 8 est une vue schématique en coupe similaire à la figure 3 illustrant une partie de la canalisation de la figure 1 ; - la figure 9 est une vue à plus grande échelle du détail IX à la figure 8 ; 25 - la figure 10 est une vue schématique en perspective éclatée illustrant une partie d'une canalisation conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 11 est une vue schématique en perspective assemblée illustrant la partie de la canalisation la figure 10. 30 Les figures 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9 symbolisent un système d'alimentation 100 et illustrent une canalisation 1 pour canaliser au moins un fluide, en l'occurrence de l'air provenant d'un turbocompresseur non représenté 3033020 8 vers un moteur à combustion interne M. La canalisation 1 appartient au système d'alimentation 100. La canalisation 1 comprend un conduit 2 ayant i) une première portion d'extrémité 4 et ii) une deuxième portion d'extrémité 6. Le conduit 2 est 5 composé d'un matériau thermoplastique, en l'occurrence d'un thermoplastique Copolyester Élastomère (TPC-ET). Le conduit 2 a ici une forme globalement tubulaire, avec des sections transversales courbes. Le conduit 2 s'étend ici suivant une ligne directrice ou axe L2 sinueuse, c'est-à-dire avec plusieurs courbures suivant des 10 directions différentes. La canalisation 1 comprend en outre un organe de protection 10 qui est composé d'un matériau thermoplastique, en l'occurrence d'un polyamide (PA6). De plus, dans l'exemple des figures 1 à 9, l'organe de protection 10 contient des fibres de verre, ce qui augmente sa résistance mécanique. Le 15 module d'élasticité de l'organe de protection 10 est supérieur au module d'élasticité du conduit 2. L'organe de protection 10 a une surface interne 11 qui s'étend sur une surface externe 12 de la première portion d'extrémité 4. L'organe de protection 10 forme une coque autour de la première portion d'extrémité 4 du 20 conduit 2. Comme la surface interne 11 coïncide avec la surface externe 12, l'organe de protection 10 est plaqué sur la première portion d'extrémité 4 du conduit 2. Dans l'exemple des figures 1 à 9, l'organe de protection 10 entoure la première portion d'extrémité 4. L'organe de protection 10 recouvre la surface 25 externe 12 de la première portion d'extrémité 4. Dans l'exemple des figures 1 à 9, le conduit a ici une épaisseur E2 variable et comprise entre 1 mm et 6 mm, et l'organe de protection E10 a ici une épaisseur comprise entre 1,5 mm et 6,0 mm. Comme le montrent les figures 3, 4, 5 et 6, la première portion 30 d'extrémité 4 présente un agrandissement de section 14 de sorte que la superficie d'une section S6 située du côté de la deuxième portion d'extrémité 6 est plus petite que la superficie d'une section S4 située du côté opposé à la deuxième portion d'extrémité 6. Comme la section S6 et la section S4 ont des 3033020 9 formes circulaires, le diamètre D4 de la section S4 est supérieur au diamètre D6 de la section S6. Dans l'exemple des figures 1 à 9, le diamètre D4 est égal à 70 mm, donc la superficie de la plus grande section S4 est égale à 3848,45 mm2. Le 5 diamètre D6 est égal à 40 mm, donc la superficie de la plus petite section S6 est égale à 1256,64 mm2. Par conséquent, un rapport ayant : au numérateur, la superficie de la plus petite section S6 définie dans l'agrandissement de section 14, et 10 - au dénominateur, la superficie de la plus grande section S4 définie dans l'agrandissement de section 14 est environ égal à 32%. L'agrandissement de section 14 est ici continu, car la superficie de la section augmente progressivement avec la distance à la section la plus petite S6 15 de la première portion d'extrémité 4. Comme le montrent les figures 8 et 9, l'organe de protection 10 peut être mécaniquement accroché à la première portion d'extrémité 4 du conduit 2. À cet effet, l'organe de protection 10 présente ici une terminaison annulaire 10.4 dont la section diminue progressivement jusqu'à l'extrémité libre de la 20 terminaison annulaire 10.4. L'extrémité libre de la terminaison annulaire 10.4 pénètre dans un logement annulaire 4.10 qui est complémentaire à la terminaison annulaire 10.4. Le logement annulaire 4.10 est formé par une surépaisseur de matériau thermoplastique qui couvre partiellement la terminaison annulaire 10.4. En d'autres termes, la terminaison annulaire 10.4 25 permet une accroche mécanique, notamment par frottements, dans le logement annulaire 4.10, à la manière d'une queue d'aronde. La canalisation 1 comprend en outre un embout de raccordement 16 qui est lié à la première portion d'extrémité 4. L'embout de raccordement 16 est ici du type à baïonnette. L'embout de raccordement 16 permet de raccorder la 30 première portion d'extrémité 1 à un raccord non représenté d'admission d'air dans le moteur à combustion interne M. Les figures 10 et 11 illustrent une canalisation 1 conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans la mesure où la canalisation 1 des figures 10 et 11 est similaire à la canalisation 1 des figures 3033020 10 1 à 9, la description du capteur 1 donnée ci-avant en relation avec les figures 1 et 2 peut être transposée à la canalisation 1 des figures 10 et 11, à l'exception des différences notables énoncées ci-après. La canalisation 1 des figures 10 et 11 diffère de la canalisation 1 5 des figures 1 à 9, car l'organe de protection 10 comprend deux éléments de protection 21 et 22. Chaque élément de protection 21 ou 22 a une surface interne respective 21.1 et 22.1 qui s'étend sur une partie respective 12.1 ou 12.2 de la surface externe 12 de la première portion d'extrémité 4. Ainsi, la surface interne 21.1 de l'élément de protection 21 s'étend 10 sur la partie 12.1 de la surface externe 12 de la première portion d'extrémité 4, et la surface interne 22.1 de l'élément de protection 22 s'étend sur la partie 12.2 de la surface externe 12 de la première portion d'extrémité 4. Les éléments de protection 21 et 22 sont configurés pour entourer substantiellement la première portion d'extrémité 4 du conduit 2. À cet effet, 15 l'élément de protection 21 a une forme complémentaire à la partie 12.1 de la surface interne 12, et l'élément de protection 22 a une forme complémentaire à la partie 12.2 de la surface interne 12. Comme dans l'exemple des figures 1 à 9, l'organe de protection 10 forme aussi une coque autour de la première portion d'extrémité 4 du conduit 2. 20 Comme les surfaces internes 21.1 et 22.1 coïncident respectivement avec les parties 12.1 et 12.2 de la surface externe 12, l'organe de protection 10 est plaqué sur la première portion d'extrémité 4 du conduit 2. L'organe de protection 10 entoure la première portion d'extrémité 4. L'organe de protection 10 recouvre la surface externe 12 de la première portion d'extrémité 4. 25 Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers décrits dans la présente demande de brevet, ni à des modes de réalisation à la portée de l'homme du métier. D'autres modes de réalisation peuvent être envisagés sans sortir du cadre de l'invention, à partir de tout élément équivalent à un élément indiqué dans la présente 30 demande de brevet. REVENDICATIONS1. Canalisation (1), pour canaliser au moins un fluide, par exemple de l'air provenant d'un turbocompresseur vers un moteur à combustion interne (M), la canalisation (1) comprenant un conduit (2) ayant au moins i) une première portion d'extrémité (4) et ii) une deuxième portion d'extrémité (6), le conduit (2) étant composé d'un matériau thermoplastique, la canalisation (1) étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un organe de protection (10) ayant une surface interne 10 (11 ; 21.1, 22.1) qui s'étend sur une surface externe (12) de la première portion d'extrémité (4). 2. Canalisation (1) selon la revendication 1, dans laquelle ledit au moins un organe de protection (10) entoure la première portion 15 d'extrémité (4). 3. Canalisation (1) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la première portion d'extrémité (4) présente un agrandissement de section (14) de sorte que la superficie d'une section (S6) située du côté de 20 la deuxième portion d'extrémité (6) est plus petite que la superficie d'une section (S4) située du côté opposé à la deuxième portion d'extrémité (6). 4. Canalisation (1) selon la revendication 3, dans laquelle un rapport ayant : 25 - au numérateur, la superficie de la plus petite section (S6) définie dans l'agrandissement de section (14), et - au dénominateur, la superficie de la plus grande section (S4) définie dans l'agrandissement de section (14) est inférieur à 100%, de préférence inférieur à 60%. 30 5. Canalisation (1) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle ledit au moins un organe de protection (10) est composé d'un 3033020 12 matériau thermoplastique, de préférence sélectionné dans le groupe constitué d'un polyamide et d'un polyester. 6. Canalisation (1) selon l'une des revendications précédentes, 5 dans laquelle le conduit (2) est composé d'un matériau thermoplastique sélectionné dans le groupe constitué d'un polyamide, d'un polyester, d'un thermoplastique élastomère. 7. Canalisation (1) selon l'une des revendications précédentes, 10 dans laquelle ledit au moins un organe de protection (10) et le conduit (2) ont des formes complémentaires de façon à permettre un accrochage mécanique par complémentarité de formes. 8. Canalisation (1) selon l'une des revendications précédentes, 15 dans laquelle ledit organe de protection (10) comprend au moins deux éléments de protection (21, 22), chaque élément de protection ayant une surface interne (21.1, 22.1) respective qui s'étend sur une partie respective (12.1, 12.2) de la surface externe (12) de la première portion d'extrémité (4). 20 9. Canalisation (1) selon la revendication 8, dans laquelle les éléments de protection (21, 22) sont configurés pour entourer substantiellement la première portion d'extrémité (4). 10. Canalisation (1) selon l'une quelconque des revendications 8 25 à 9, comprenant en outre un dispositif de fixation configuré pour fixer ensemble lesdits éléments de protection (21, 22). 11. Canalisation (1) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle ledit au moins un organe de protection (10 ; 21, 22) a des reliefs 30 internes. 3033020 13 12. Canalisation (1) selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre au moins un embout de raccordement (16) lié à la première portion d'extrémité (4). 5 13. Système d'alimentation, pour alimenter un moteur à combustion interne (M) en air provenant d'un turbocompresseur, le système d'alimentation étant caractérisé en ce qu'il comprend une canalisation (1) selon l'une des revendications précédentes.