Brevet FR3038264A1 — publié le 20170106

GROUPE MOTO-PROPULSEUR SURALIMENTE AVEC INTEGRATION D'UNE CONDUITE D'AIR DU TURBOCOMPRESSEUR SUR UNE CULASSE [0001] La présente invention porte sur un groupe moto-propulseur suralimenté à turbocompresseur avec intégration d'une conduite d'air du turbocompresseur sur une culasse fermant un bloc cylindres du groupe. Cette intégration de la conduite se fait dans une structure de logement intégrant aussi un élément du dispositif de suspension du groupe moto-propulseur destiné au support et à la fixation du groupe sur un châssis d'un véhicule automobile. [0002] Par groupe moto-propulseur suralimenté, il est entendu un moteur thermique avec tous ses éléments périphériques de suralimentation, d'admission d'air ou d'échappement des gaz sortant du moteur, ainsi que son dispositif de suspension pour sa fixation et son support sur un châssis d'un véhicule automobile. [0003] Le moteur suralimenté peut être un moteur essence ou Diesel, le groupe moto- propulseur étant équipé d'un turbocompresseur nécessitant au moins une conduite d'air associée au turbocompresseur, par exemple une conduite d'entrée aussi appelée raccord d'entrée d'air ou une conduite de sortie aussi appelée raccord de sortie d'air. Un tel groupe moto-propulseur comprend aussi des éléments de dépollution des gaz d'échappement quittant une ligne d'échappement sortant du moteur du groupe. [0004] Un turbocompresseur faisant partie d'un moteur suralimenté peut être constitué de trois parties distinctes dénommées ci-après étages : - l'étage « Carter turbine » destiné à recevoir et à évacuer les gaz d'échappement, issus de chaque combustion, - l'étage « Palier central » destiné à assurer le guidage, la lubrification et le refroidissement de l'axe sur lequel sont présentes les roues turbine et compresseur, - l'étage « Compresseur » destiné à recevoir, au niveau de son entrée, l'air à la pression atmosphérique et à distribuer, au niveau de sa sortie, l'air qu'il a comprimé. [0005] Les gaz d'échappement issus de la combustion dans le moteur transitent d'un collecteur d'échappement du moteur dans une ligne d'échappement des gaz. Une partie des gaz d'échappement dans la ligne est prélevée et dirigée vers l'entrée du carter de la turbine du turbocompresseur, dans l'étage « Carter turbine », afin d'actionner une roue de la turbine en tant qu'organe rotatif prévu dans la turbine. 3038264 2 [0006] Cette roue récupère au moins partiellement une énergie cinétique créée dans les gaz d'échappement la traversant, la roue de la turbine étant mise en rotation par les gaz d'échappement. Les gaz d'échappement sont ensuite dirigés vers la sortie de la turbine puis réintroduits dans la ligne d'échappement vers un ou des catalyseurs, pour y être 5 dépollués. [0007] La turbine entraîne un compresseur du turbocompresseur en étant solidaire de celui-ci par un axe dans l'étage « Palier central », le compresseur étant traversé par de l'air frais destiné à alimenter en air le moteur, air que le compresseur comprime. [0008] Dans l'étage « Compresseur », l'air en provenance de l'extérieur, donc à la 10 pression atmosphérique, est amené au compresseur dans une conduite d'entrée d'air ou raccord d'entrée d'air. Dans cette conduite d'entrée d'air, à son entrée ou préalablement à l'admission de l'air dans la conduite d'entrée, l'air est épuré au travers d'un ensemble filtre à air/débitmètre et est ensuite acheminé à l'entrée d'air du compresseur pour y être comprimé. 15 [0009] Il s'ensuit que plusieurs conduites d'air ou de gaz s'étendent au moins partiellement sur une face de la culasse du moteur thermique du groupe moto-propulseur. Un grand désavantage est que ces conduites peuvent interférer avec des éléments périphériques du groupe moto-propulseur se trouvant sur la face de la culasse. Ceci peut être le cas d'une biellette de reprise de couple interférant avec une conduite d'entrée d'air 20 au turbocompresseur. [0010] Par ailleurs, le groupe moto-propulseur comprend un dispositif de suspension destiné au support et à la fixation du groupe sur un châssis d'un véhicule automobile. Par exemple, de manière classique, un groupe moto-propulseur peut être fixé sur le châssis par l'intermédiaire d'au moins un élément dénommé support moteur intermédiaire. 25 [0011] Il existe par exemple un support moteur intermédiaire droit se trouvant sur une face latérale de la culasse orientée vers la droite du véhicule prise dans le sens de son avancement. Un tel support moteur intermédiaire droit peut être solidarisé en partie inférieure de la culasse et supporter le reste du groupe moto-propulseur. [0012] Par exemple, le document FR-A-2 957 025 décrit un dispositif de support et de 30 fixation d'un moteur sur le châssis d'un véhicule, le moteur comprenant un bloc-cylindres fermé par une culasse obtenue par un procédé de moulage en étant fixé au châssis du 3038264 3 véhicule par l'intermédiaire d'un support intermédiaire relié directement à une face de la culasse dans sa portion inférieure. [0013] Dans ce document, il est montré un support intermédiaire monobloc avec la culasse et un ensemble formé par la culasse et le support intermédiaire intégré à la 5 culasse est obtenu par une seule et même opération de moulage, de telle sorte que l'on supprime ainsi l'interface entre la culasse et le support intermédiaire. [0014] Si ce document montre un support intermédiaire faisant partie d'un dispositif de suspension du moteur, il ne traite cependant pas de la présence d'une conduite pouvant conduire à une possible interférence avec un élément présent sur la même face de la 10 culasse. [0015] En effet, sur la même face latérale de la culasse sur laquelle se trouve un support intermédiaire, il est classique d'implanter une conduite d'entrée d'air au turbocompresseur ou raccord d'entrée d'air. Cette conduite d'entrée d'air au turbocompresseur parcourt transversalement la culasse du moteur de la face d'admission vers la face d'échappement. 15 Toujours sur la même face latérale de la culasse, il est aussi fréquent qu'une biellette de reprise de couple soit aussi présente. [0016] Dans cette configuration, la conduite d'entrée d'air s'étend à la partie supérieure de la face latérale droite du groupe moto-propulseur, tout en respectant une spécification relative au choc piéton sur le capot du véhicule qui exige, entre autres, que cette conduite 20 d'entrée d'air ne présente aucun danger pour un piéton venant en collision avec le capot à l'avant du véhicule automobile. [0017] Le respect de cette spécification a pour conséquence qu'elle contraint fortement la conduite d'entrée d'air sur cette face droite, de telle sorte que la biellette de reprise de couple peut se retrouver en interférence avec la conduite. 25 [0018] Par conséquent, le problème à la base de l'invention est d'éviter des interférences entre une conduite se trouvant sur une face d'une culasse d'un moteur thermique d'un groupe moto-propulseur turbocompressé et au moins un élément présent sur cette face, cette face comprenant aussi un support intermédiaire faisant partie du dispositif de suspension du groupe sur un châssis du véhicule automobile. 30 [0019] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un groupe moto- propulseur avec un dispositif de suspension destiné au support et à la fixation du groupe sur un châssis d'un véhicule automobile, le groupe comportant un moteur avec un bloc 3038264 4 cylindres fermé par une culasse et un turbocompresseur avec au moins une conduite d'air sortant du ou alimentant en air le turbocompresseur en s'étendant sur une face de la culasse, le dispositif de suspension comprenant au moins un support moteur intermédiaire s'étendant sur ladite face, caractérisé en ce qu'il comprend une structure de logement 5 logeant en son intérieur un premier tronçon de la conduite d'air ainsi que le support moteur intermédiaire et solidarisée avec la culasse. [0020] L'effet technique est de rendre plus compact l'ensemble support moteur intermédiaire et conduite d'air en les intégrant dans une structure de logement. Cela 10 dégage de la place sur la face de la culasse et évite les interférences avec un ou d'autres éléments portés par la face comme par exemple une biellette de reprise de couple. [0021] Avantageusement, la structure de logement est venue de matière avec la culasse. Ceci permet de rendre l'ensemble culasse et structure de logement plus résistant. 15 Le montage de la structure de logement sur la culasse ne requiert pas de moyens de fixation ni d'ajustement par usinage préalable des surfaces respectives formant l'interface entre la structure de logement et la face de la culasse la portant. [0022] Avantageusement, la structure de logement présente une paroi externe formée par le support moteur intermédiaire, le support moteur intermédiaire étant traversé dans sa 20 longueur par le premier tronçon. [0023] Avantageusement, ladite face de la culasse porte une biellette de reprise de couple. 25 [0024] Avantageusement, des deuxième et troisième tronçons prolongent sur un côté respectif le premier tronçon pour former la conduite d'air. [0025] Avantageusement, les deuxième et troisième tronçons sont coudés avec une première portion dans le prolongement du premier tronçon et une seconde portion coudée 30 sensiblement à angle droit vers le haut de la face latérale de la culasse. [0026] Avantageusement, la conduite d'air est une conduite d'entrée d'air du turbocompresseur et s'étend dans la longueur d'une face latérale de la culasse du groupe moto-propulseur. 3038264 5 [0027] Avantageusement, la structure de logement est disposée à la portion inférieure de la face latérale de la culasse du groupe moto-propulseur. [0028] Avantageusement, le deuxième tronçon présente une entrée d'air partant d'un 5 ensemble filtre à air/débitmètre. [0029] Avantageusement, le troisième tronçon débouche dans une entrée d'air du turbocompresseur. 10 [0030] L'invention concerne un véhicule automobile comportant un tel groupe moto- propulseur et un châssis, le groupe moto-propulseur étant fixé et supporté sur le châssis à l'aide d'un dispositif de suspension comprenant au moins un support moteur intermédiaire, le groupe moto-propulseur comprenant une structure de logement logeant en son intérieur un premier tronçon de la conduite d'air ainsi que le support moteur intermédiaire, cette 15 structure de logement étant solidarisée avec la culasse. [0031] Avantageusement, le groupe moto-propulseur présente une conduite d'entrée d'air au turbocompresseur sur une face latérale de la culasse orientée vers la droite du véhicule prise dans le sens d'avancement du véhicule. 20 [0032] D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - les figures 1 et 2 sont des représentations schématiques d'une vue en perspective selon un angle respectif d'une portion d'un groupe-motopropulseur selon l'état 25 de la technique, montrant notamment une face latérale droite de la culasse du groupe comprenant une conduite d'entrée d'air et un support intermédiaire droit, la conduite d'entrée d'air étant montrée à la figure 1 et ôtée à la figure 2 à laquelle le support intermédiaire droit est visible, - la figure 3 est une représentation schématique d'une vue en perspective d'une 30 portion d'un groupe-motopropulseur selon un mode de réalisation de la présente invention, montrant notamment une face latérale droite de la culasse du groupe à laquelle est solidarisée une structure de logement intégrant en son intérieur une conduite d'entrée d'air et un support intermédiaire droit, - la figure 4 est une représentation schématique d'une vue en perspective d'une 35 culasse avec une structure de logement d'un seul tenant avec la culasse, cette culasse 3038264 6 faisant partie d'un groupe moto-propulseur selon un mode de réalisation de la présente invention. [0033] Il est à garder à l'esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l'invention. Elles constituent des représentations schématiques de 5 principe destinées à faciliter la compréhension de l'invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier les dimensions des différents éléments illustrés ne sont pas représentatives de la réalité. [0034] Aux figures de la présente demande, il est illustré une face droite de la culasse avec une conduite d'entrée d'air à un turbocompresseur ainsi qu'un support intermédiaire 10 droit faisant partie du dispositif de suspension du groupe moto-propulseur. [0035] Ceci est purement illustratif et la présente invention peut s'appliquer à toute face de la culasse d'un groupe moto-propulseur sur laquelle se trouve une conduite ainsi qu'un élément de suspension du groupe, cette conduite n'étant pas forcément reliée à un turbocompresseur et n'étant pas forcément une conduite d'air d'entrée à un 15 turbocompresseur comme de sortie d'un turbocompresseur. [0036] Comme illustré aux figures 1 et 2, conformément à l'état de la technique, un groupe moto-propulseur est muni d'un dispositif de suspension destiné au support et à la fixation du groupe sur un châssis d'un véhicule automobile. [0037] A ces figures, le groupe comporte un moteur M avec un bloc cylindres entouré 20 par une culasse 5 et un turbocompresseur 1. Une conduite d'air, en une seule partie 3 à la figure 1 selon l'état de la technique et à plusieurs tronçons 6 à 8 selon la présente invention, peut sortir du ou alimenter en air le turbocompresseur 1 en s'étendant sur une face de la culasse 5. Aux figures 1 et 3, la conduite d'air 3, 6 à 8 est une conduite d'entrée d'air dans le turbocompresseur 1. 25 [0038] Sur cette même face, le dispositif de suspension comprend au moins un support moteur intermédiaire 4 s'étendant sur ladite face, ce support intermédiaire n'étant visible qu'a la figure 2. Ce support moteur intermédiaire 4 est solidarisé à la culasse 5 du groupe. Ceci peut être fait par des moyens de fixation, auquel cas la solidarisation est avantageusement une solidarisation amovible. Conformément à l'état de la technique 30 illustré par le document FR-A-2 957 025, le support moteur intermédiaire 4 peut aussi être monobloc ou d'un seul tenant avec la culasse 5 du groupe moto-propulseur, c'est-à-dire venu de matière avec la culasse 5. 3038264 7 [0039] Aux figures 1 et 2 prises en combinaison, il est visible que le support intermédiaire 4, se trouvant en dessous de la conduite 3, et la conduite 3 occupent une grande place sur la face de la culasse 5 sur laquelle ils s'étendent, ladite face pouvant être la face orientée vers la droite du véhicule. Ainsi, la conduite 3, de par son positionnement 5 en haut de la face de la culasse 5, présente l'inconvénient de pouvoir interférer avec une biellette de reprise de couple 2. [0040] Comme montré aux figures 3 et 4, un groupe moto-propulseur selon la présente invention reprend les caractéristiques précédemment mentionnées à la différence près que le groupe moto-propulseur comprend une structure de logement 10 logeant en son 10 intérieur un premier tronçon 6 de la conduite d'air 6 à 8 ainsi que le support moteur intermédiaire, alors non visible car à l'intérieur de la structure de logement 10. Cette structure de logement 10 est solidarisée avec la culasse 5. [0041] Aux figures 3 et 4, le support intermédiaire n'est pas visible car intégré dans la structure de logement 10. Le premier tronçon 6 est aussi intégré dans la structure de 15 logement 10 et n'est visible qu'aux figures 3 et 4 que par ses extrémités faisant saillie de la structure de logement 10 que le premier tronçon traverse dans sa longueur. [0042] Comme il peut être vu à la figure 3, la face de la culasse 5 portant la structure de logement 10 porte aussi une biellette 2 de reprise de couple. Avec une telle structure de logement 10, la biellette 2 de reprise de couple n'interfère plus avec la conduite d'air 6 à 8. 20 [0043] Par rapport à une conduite d'air 3 selon l'état de la technique montrée à la figure 1 et qui se trouvait en partie supérieure de la face de la culasse 5, la conduite d'air 6 à 8 selon la présente invention a été abaissée et se trouve dans la partie inférieure de la face de la culasse 5 à proximité du support moteur intermédiaire en étant intégrée dans la structure de logement 10. 25 [0044] La structure 10 de logement est sensiblement de forme parallélépipédique avec le premier tronçon 6 de la conduite 6 à 8 s'étendant dans la structure 10 de logement selon sa longueur. La structure 10 de logement s'étend avantageusement sur la partie inférieure de la face latérale de la culasse 5 qui la porte, ceci dans la longueur de cette face latérale. [0045] La longueur de la face latérale s'entend comme étant perpendiculaire aux axes 30 des cylindres dans la culasse 5 donc s'étendant entre deux faces opposées de la culasse 5 tandis que la hauteur de la face latérale s'entend en étant parallèle aux axes des 3038264 8 cylindres dans la culasse 5 en reliant le fond de la culasse 5 à sa partie supérieure laissée ouverte aux figures 3 et 4. [0046] Le premier tronçon 6 de la conduite d'air 6 à 8 s'étend sensiblement parallèlement au support moteur intermédiaire dans la structure de logement 10, ceci dans 5 la longueur de cette structure. La structure de logement 10 est percée d'un orifice 10a sur chacune de ses faces latérales pour la sortie du premier tronçon 6 de la structure de logement 10. [0047] Dans un mode préférentiel de la présente invention, la structure de logement 10 est venue de matière avec la culasse 5 et donc monobloc avec la culasse 5. Ceci peut être 10 réalisé en fonderie par une seule et même opération de moulage. [0048] Ce mode préférentiel de la présente invention permet d'intégrer directement la structure de logement 10 dans la culasse 5 et donc de se passer d'interface entre la culasse 5 et le support moteur intermédiaire 4 de même que de moyens de fixation, notamment des vis, pour solidariser la structure de logement 10 avec la culasse 5. Il n'est 15 aussi plus nécessaire de prévoir des moyens de passage pour les moyens de fixation en perçant des orifices à travers la structure de logement 10. [0049] En effet, l'existence d'une telle interface entre la structure de logement 10 et la culasse 5 du moteur impliquerait aussi de réaliser des usinages de surfaces relativement précis sur la structure de logement 10 et la culasse 5 en plus de prévoir des moyens de 20 fixation. [0050] Un désavantage de ce mode préférentiel avec culasse 5 et structure de logement 10 monobloc ou d'un seul tenant est que si la structure de logement 10 est endommagée on ne peut effectuer son remplacement sans changer aussi la culasse 5. [0051] Dans un mode de réalisation non limitatif de l'invention, la structure de logement 25 10 peut présenter une paroi externe formée par le support moteur intermédiaire 4, le support moteur intermédiaire 4 étant traversé dans sa longueur par le premier tronçon 6. Dans ce cas, c'est le support moteur intermédiaire 4 qui peut former au moins partiellement la structure de logement 10, ce qui représente une économie de matière. [0052] La conduite 6 à 8 peut être une conduite d'entrée d'air ou une conduite de sortie 30 d'air du turbocompresseur 1. Aux figures 3 et 4, la conduite d'air 6 à 8 est une conduite d'entrée d'air du turbocompresseur 1 et s'étend dans la longueur d'une face latérale de la culasse 5 du groupe moto-propulseur. 3038264 9 [0053] La conduite d'air 6 à 8, conforme à la présente invention, comprend donc plusieurs tronçons 6 à 8 dont, comme déjà mentionné, un premier tronçon 6 qui est incorporé dans la structure de logement 10. La conduite d'air 6 à 8 peut comprendre aussi des deuxième et troisième tronçons 7, 8 qui prolongent sur un côté respectif le premier 5 tronçon 6 pour former la conduite d'air 6 à 8. [0054] Les deuxième et troisième tronçons 7, 8 présentent une première portion dans le prolongement du premier tronçon 6, donc s'étendant dans la longueur de la face de la culasse 5. Les deuxième et troisième tronçons 7, 8 présentent une seconde portion coudée vers le haut, sensiblement à angle droit, donc dans la hauteur de la face de la 10 culasse 5 pour déboucher par des extrémités formant les portions d'entrée et de sortie de la conduite 6 à 8. [0055] Dans l'exemple non limitatif des figures 3 et 4, le deuxième tronçon 7 est le tronçon d'entrée de la conduite d'air 6 à 8 en étant relié à l'entrée d'air dans la conduite par l'intermédiaire d'un ensemble filtre à air/débitmètre 9. Le troisième tronçon 8 rejoint 15 l'entrée du turbocompresseur 1 en formant la portion de sortie d'air de la conduite 6 à 8. [0056] L'invention concerne un véhicule automobile comportant un tel groupe moto-propulseur et un châssis, le groupe moto-propulseur étant fixé et supporté sur le châssis à l'aide d'un dispositif de suspension comprenant au moins un support moteur intermédiaire 4, ce support moteur intermédiaire étant seulement visible aux figures 1 et 2 car à 20 l'intérieur de la structure de logement 10 dans le groupe moto-propulseur montré aux figures 3 et 4. [0057] Le groupe moto-propulseur peut présenter une conduite d'entrée d'air 6 à 8 au turbocompresseur 1 sur une face latérale de la culasse 5 orientée vers la droite du véhicule prise dans le sens d'avancement du véhicule, le dispositif de suspension 25 comprenant sur cette face latérale un support intermédiaire moteur droit. [0058] L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'a titre d'exemples. REVENDICATIONS: 1. Groupe moto-propulseur avec un dispositif de suspension destiné au support et à la fixation du groupe sur un châssis d'un véhicule automobile, le groupe comportant un moteur (M) avec un bloc cylindres fermé par une culasse (5) et un turbocompresseur (1) avec au moins une conduite d'air sortant du ou alimentant en air le turbocompresseur (1) en s'étendant sur une face de la culasse (5), le dispositif de suspension comprenant au moins un support moteur intermédiaire (4) s'étendant sur ladite face, caractérisé en ce qu'il comprend une structure de logement (10) logeant en son intérieur un premier tronçon (6) de la conduite d'air ainsi que le support moteur intermédiaire (4) et solidarisée avec la culasse (5). 2. Groupe moto-propulseur selon la revendication 1, dans lequel la structure de logement (10) est venue de matière avec la culasse (5). 3. Groupe moto-propulseur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la structure de logement (10) présente une paroi externe formée par le support moteur intermédiaire (4), le support moteur intermédiaire (4) étant traversé dans sa longueur par le premier tronçon (6). 4. Groupe moto-propulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite face de la culasse (5) porte une biellette (2) de reprise de couple. 5. Groupe moto-propulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel des deuxième et troisième tronçons (7, 8) prolongent sur un côté respectif de la structure de logement (10) le premier tronçon (6) pour former la conduite d'air. 6. Groupe moto-propulseur selon la revendication 5, dans lequel la conduite d'air est une conduite d'entrée d'air du turbocompresseur (1) et s'étend dans la longueur d'une face latérale de la culasse (5) du groupe moto-propulseur. 7. Groupe moto-propulseur selon la revendication 6, dans lequel le deuxième tronçon (7) présente une entrée d'air associée à un ensemble filtre à air/débitmètre (9). 8. Groupe moto-propulseur selon la revendication 7, dans lequel le troisième tronçon (8) débouche dans une entrée d'air du turbocompresseur (1). 3038264 11 9. Véhicule automobile comportant un groupe moto-propulseur et un châssis, le groupe moto-propulseur étant fixé et supporté sur le châssis à l'aide d'un dispositif de suspension comprenant au moins un support moteur intermédiaire (4), caractérisé en ce que le groupe moto-propulseur est conforme à l'une quelconque des revendications 5 précédentes en comprenant une structure de logement (10) logeant en son intérieur un premier tronçon (6) de la conduite d'air ainsi que le support moteur intermédiaire (4), cette structure de logement (10) étant solidarisée avec la culasse (5). 10. Véhicule automobile selon la revendication 9, dans lequel le groupe moto-propulseur présente une conduite d'entrée d'air au turbocompresseur (1) sur une face latérale de 10 la culasse (5) orientée vers la droite du véhicule prise dans le sens d'avancement du véhicule, le dispositif de suspension comprenant sur cette face latérale le support intermédiaire moteur droit (4). 15