Brevet FR3053738A1 — publié le 20180112

DISPOSITIF FORMÉ D'UN RÉPARTITEUR D'ADMISSION D'AIR ET D'UN CARTER DE COMPRESSEUR ÉLECTRIQUE POUR MOTEUR THERMIQUE À SURALIMENTATION D'AIR [1] L'invention concerne de manière générale le domaine de l'automobile. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif formé d'un répartiteur d'admission d'air et d'un carter de compresseur électrique pour des moteurs thermiques équipés d'un compresseur électrique de suralimentation d'air. L'invention concerne également un moteur thermique à suralimentation d'air dans lequel est intégré un tel dispositif. [2] Dans le contexte de la réduction des émissions de CO2 des véhicules 10 automobiles, les constructeurs automobiles se sont orientés vers le développement de moteurs thermiques de plus faible cylindrée équipés de systèmes de suralimentation d'air plus performants et réactifs. [3] Le turbocompresseur thermique classique fonctionnant à partir de l'énergie récupérée dans les gaz chauds d'échappement du moteur thermique nécessite pour son 15 déclenchement une pression suffisante des gaz d'échappement. Le turbocompresseur thermique ne se déclenche en fait réellement qu'à partir d'une certaine vitesse de rotation du moteur thermique provoquant une montée en pression des gaz d'échappement. L'intégration d'un compresseur électrique dans un système de suralimentation d'air permet de palier à cet inconvénient connu du turbocompresseur thermique en étendant dans les 20 basses vitesses la plage de fonctionnement de la suralimentation d'air. [4] L'implantation d'un compresseur électrique de suralimentation d'air sous le capot moteur d'un véhicule automobile demande la disponibilité d'un volume conséquent. En effet, il est nécessaire de loger sous le capot moteur non seulement le compresseur électrique lui-même mais également un échangeur thermique eau-air qui lui est associé 25 pour son refroidissement et des conduites de raccordement et de dérivation à intégrer dans la boucle d'air du moteur thermique. [5] Les contraintes d'implantation du compresseur électrique sont encore plus importantes lorsque le moteur thermique est logé à l'avant du véhicule et que l'admission d'air est localisée sur une face arrière du moteur thermique. Cette face arrière du moteur 30 thermique est alors proche du tablier et de parties d'auvent latérales reliées au tablier du compartiment moteur. Il existe dans cette zone très peu de place pour loger le 3053738 2 compresseur électrique et pour assurer sa fixation mécanique. Une telle fixation mécanique requièrent des pièces intermédiaires qui doivent être fixées sur un ou des supports rigides du compartiment moteur. Dans cette partie du compartiment moteur, les pièces environnantes utilisables comme support rigide pour la fixation du compresseur 5 électrique sont limitées en nombre, car soit elles manquent de rigidité, comme les auvents et tablier, pour supporter le poids du compresseur électrique, soit elles sont soumises à des contraintes de processus de fabrication qui interdisent leur utilisation. [6] Le document W02011147512 décrit un carter d'un turbocompresseur de suralimentation associé à un collecteur d'admission d'un moteur thermique. Une partie formant entrée d'admission d'air d'un carter du compresseur s'emboite dans un élément de conduite rigide via lequel l'air à comprimer est acheminé vers le carter. Cet élément de conduite semble participer à la fixation mécanique du carter du compresseur du fait de cet emboitement, mais il constitue une pièce supplémentaire distincte du collecteur d'admission qui elle-même doit nécessairement être fixée mécaniquement sur un support rigide. [7] La présente invention vise à apporter une solution aux inconvénients susmentionnés de la technique antérieure en fournissant un dispositif formé d'un répartiteur d'admission d'air et d'un carter de compresseur électrique qui facilite l'implantation d'un compresseur électrique de suralimentation d'air sous le capot moteur d'un véhicule automobile. [8] Selon un premier aspect, l'invention concerne un dispositif comprenant un répartiteur d'admission d'air et un carter de compresseur électrique de suralimentation d'air de moteur thermique. Conformément à l'invention, le répartiteur d'admission d'air et le carter de compresseur sont formés en une seule pièce monobloc. [009] Selon une forme de réalisation particulière, la pièce monobloc est venue de moulage. [0010] Selon une autre forme de réalisation particulière, la pièce monobloc est venue de moulage par injection. [0011] Selon une caractéristique particulière, la pièce monobloc est en aluminium. 3053738 3 [0012] Selon une autre caractéristique particulière, la pièce monobloc comprend une partie formant muret de liaison mécanique reliant une face du répartiteur d'admission d'air et une paroi de logement d'hélice du carter de compresseur. [0013] Selon une autre caractéristique particulière, la pièce monobloc comprend une 5 face plane rectifiée formant une autre face du répartiteur d'admission d'air. [0014] Selon un autre aspect, l'invention concerne aussi un ensemble de suralimentation d'air de moteur thermique comprenant un répartiteur d'admission d'air et un compresseur électrique de suralimentation d'air. Conformément à l'invention, cet ensemble comprend un dispositif tel que décrit brièvement ci-dessus. 10 [0015] L'invention concerne également un moteur thermique à suralimentation d'air équipé de l'ensemble de suralimentation d'air ci-dessus et un véhicule automobile équipé de ce moteur thermique. [0016] D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-dessous de plusieurs formes de réalisation 15 particulières de l'invention en référence aux dessins annexés, dans lesquels : [0017] les Figs.1A et 1B sont des vues en perspective montrant le dispositif selon l'invention ; [0018] la Fig.2 est une vue en perspective montrant un ensemble de suralimentation d'air comportant le dispositif de la Fig.1 ; et 20 [0019] la Fig.3 est une vue en perspective montrant un moteur thermique à suralimentation d'air équipé avec de l'ensemble de suralimentation d'air selon l'invention de la Fig.2. [0020] En référence aux Figs.1A, 1B et 2, il est maintenant décrit une forme de réalisation particulière 1 d'un dispositif selon l'invention formé d'un répartiteur d'admission 25 d'air 10 et d'un carter 11 de compresseur électrique de suralimentation d'air. Conformément à l'invention, dans toutes ses formes de réalisation, le dispositif 1 selon l'invention est formé en une seule pièce monobloc. Cette pièce monobloc est typiquement venue de moulage. Dans la suite de la description, le dispositif 1 est désigné « dispositif monobloc ». Typiquement, le dispositif monobloc 1 est une pièce en aluminium obtenue par moulage par injection. 3053738 4 [0021] De manière classique, le répartiteur d'admission d'air 10 est destiné à être fixé à une culasse d'un moteur thermique et comporte un orifice d'admission d'air 100 et différents orifices de sortie d'air 101a, 101b, 101c et 101d. Les orifices de sortie 101a à 102d sont situés sur une face plane avant 102 et répartissent l'air vers différents cylindres 5 du moteur (quatre cylindres dans cet exemple de réalisation). Le répartiteur 10 est monté sur la culasse du moteur thermique par la face plane avant 102 et comporte différents passage de vis 102a pour sa fixation sur la culasse. Typiquement, la face plane avant 102 est une face plane rectifiée par usinage de manière à autoriser un ajustement correct sur une face plane correspondante de la culasse du moteur thermique. 10 [0022] Le carter de compresseur 11 comprend essentiellement un logement circulaire 110 destiné à loger une hélice (non représentée) du compresseur 11, une volute de compression d'air 111, une entrée d'air 112 et une sortie d'air 113. L'entrée d'air 112 et la sortie d'air 113 sont munies chacune d'un embout circulaire de raccordement et sont situées respectivement dans une partie centrale du logement circulaire 110 et à une 15 extrémité de la volute 111. [0023] Le carter de compresseur 11 est lié mécaniquement au répartiteur d'admission d'air 10 au niveau d'une face arrière 103 de celui-ci. Le répartiteur d'admission d'air 10 comporte sur sa face arrière 103, à une partie haute de celle-ci, différentes formes extérieures en relief 103a qui correspondent à des parois de tubulures d'air internes du 20 répartiteur 10 et, à une partie basse de celle-ci, une forme globalement arrondie 103b visible à la Fig.2. [0024] Comme montrée aux Figs.1A, 1B et 2, la liaison entre le répartiteur d'admission d'air 10 et le carter de compresseur 11 est assurée par un muret de liaison mécanique 104. 25 [0025] Le muret de liaison 104 comporte une base se prolongeant depuis une forme en relief 103a, dans la partie haute de la face arrière 103, jusqu'à la forme arrondie 103 dans la partie basse de la face arrière 103 du répartiteur. Le muret de liaison 104 est lié dans sa partie haute au carter de compresseur 11, sur une longueur d'une face extérieure d'une paroi circulaire 110a du logement d'hélice 110. 30 [0026] La Fig.2 montre un ensemble de suralimentation d'air de moteur thermique 3 comprenant le dispositif monobloc formé du répartiteur d'admission d'air 10 et du carter de compresseur 11, et des composants 20 montés sur le carter de compresseur 11. Le carter 3053738 5 de compresseur 11 assemblé avec les composants 20 forme un compresseur électrique de suralimentation d'air 2. [0027] Les composants 20 comprennent typiquement un carter de moteur électrique 200, un moteur électrique et son électronique de puissance et de commande et l'hélice de 5 compresseur (non représentés). Le moteur électrique et son électronique de puissance et de commande sont logés dans le carter de moteur électrique 200. De manière connue, l'hélice de compresseur est portée par un arbre tournant du moteur électrique en étant fixée mécaniquement à une extrémité de celui-ci. Comme montré à la Fig.2, le carter de moteur électrique 200, intégrant les autres composants 20, est assemblé mécaniquement, 10 typiquement par vissage, sur le carter de compresseur 11 de manière à former le compresseur électrique de suralimentation d'air 2. [0028] La Fig.3 montre un moteur thermique à suralimentation d'air 4 de véhicule automobile dans lequel est intégré l'ensemble 3 selon l'invention. Comme cela apparaît à la Fig.3, le dispositif monobloc est fixée mécaniquement sur une culasse 40 du moteur 15 thermique 4 par son répartiteur d'admission d'air 10. Conformément à l'invention, cette fixation mécanique rigide du répartiteur 10 sur la culasse 4 fixe aussi le compresseur de suralimentation d'air 2 du fait de la structure monobloc du dispositif 1. [0029] Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation particulières qui ont été décrites ici à titre d'exemple. L'homme du métier, selon les applications de 20 l'invention, pourra y apporter différentes modifications et variantes qui entrent dans la portée des revendications ci-annexées. REVENDICATIONS1. Dispositif comprenant un répartiteur d'admission d'air (10) et un carter (11) de compresseur électrique de suralimentation d'air de moteur thermique, caractérisé en ce que ledit répartiteur d'admission d'air (10) et ledit carter de compresseur (11) sont formés en une seule pièce monobloc (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce monobloc (1) est venue de moulage. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite pièce monobloc (1) est venue de moulage par injection. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite pièce monobloc (1) est en aluminium. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite pièce monobloc (1) comprend une partie formant muret de liaison mécanique (104) reliant une face (103) dudit répartiteur d'admission d'air (10) et une paroi de logement d'hélice (110a) dudit carter de compresseur (11). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce monobloc comprend une face plane rectifiée (102) formant une autre face dudit répartiteur d'admission d'air (10). 7. Ensemble de suralimentation d'air de moteur thermique (3) comprenant un répartiteur d'admission d'air (10) et un compresseur électrique de suralimentation d'air (2), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 8. Moteur thermique à suralimentation d'air (4) de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble (3) selon la revendication 7. 9. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un moteur thermique (4) selon la revendication 8.