Brevet FR3058185A1 — publié le 20180504

Cl RCUI T D'ADMI SSI ON D'AIR D'UN MOTEUR SURALI MENTE L'invention se rapporte à un circuit d'admission d'air d'un moteur suralimenté. Sur un moteur thermique suralimenté à allumage commandé, il est nécessaire de faire chuter rapidement la surpression en aval d'un compresseur de suralimentation à chaque fermeture du boîtier papillon. On fait chuter la pression pour un besoin de fiabilité de la roue de compresseur. Pour cela, certains moteurs peuvent utiliser une vanne de décharge située en aval du compresseur, qui renvoie l'air à l'entrée du compresseur. A titre d'exemple, la demande FR2986274 décrit un procédé de pilotage d'une suralimentation réalisée au moyen d'une architecture moteur comprenant un compresseur couplé à une turbine, un collecteur d'admission et un circuit de dérivation dudit compresseur contrôlé par une vanne de décharge, ledit circuit permettant de dévier une partie des gaz suralimentés en aval du compresseur vers une zone située en amont dudit compresseur. Un tel procédé permet de déterminer les conditions d'ouverture de la vanne de décharge. Or, de façon générale, lorsqu'il décidé d'ouvrir la vanne de décharge, un bruit inacceptable est produit à l'ouverture de celle-ci, par recirculation de l'air compressé dans le tronçon à basse pression du circuit d'admission d'air. Ce bruit remonte ensuite l'ensemble du circuit d'admission à basse pression, avant d'être rayonné par la bouche d'admission, puis transmis jusqu'à l'habitacle. Pour résoudre ce problème de bruit, les applications actuelles ou antérieures utilisent des artifices acoustiques traditionnels entre la source et la bouche d'admission d'air, comme par exemple les résonateurs de Helmholtz, les quarts d'onde, les mousses, ou les conduits poreux. Mais tous ces artifices permettent juste d'atténuer le bruit sans empêcher celui-ci de se produire, et nécessitent de plus une implantation rigoureuse et précise pour être réellement efficaces. Ces artifices sont des solutions coûteuses et encombrantes dans le compartiment moteur des véhicules automobiles. 3058185 2 Un circuit d'admission d'air d'un moteur suralimenté selon l'invention, permet d'atténuer, voire d'annuler, à sa source le bruit émis par la vanne de décharge, en s'affranchissant notamment des inconvénients relevés dans l'état de la technique. 5 Pour une bonne compréhension de l'invention les notions de « dérivation » et « circuit de dérivation » sont équivalentes. L'invention a pour objet un circuit d'admission d'air d'un moteur de véhicule suralimenté comprenant un compresseur placé dans ledit circuit et un circuit de dérivation comprenant une vanne de décharge et permettant 10 d'acheminer des gaz comprimés en aval du compresseur vers une zone de la ligne d'admission située en amont dudit compresseur. La principale caractéristique d'un d'admission d'air selon l'invention, est qu'un tronçon du circuit de dérivation compris entre la vanne de décharge et ladite zone comprend au moins deux branches aptes à acheminer les gaz 15 vers la zone, lesdites branches étant implantées dans un conduit délimitant ladite zone. De cette manière, les flux gazeux issus des différentes branches qui sont en communication avec le conduit délimitant la zone, pénètrent à la fois dans ledit conduit et dans les autres branches, limitant significativement la quantité de gaz amenée à remonter dans ledit conduit. De cette manière, le 20 bruit produit dans ledit conduit et provoqué par l'ouverture de la vanne, est grandement réduit. En effet, une partie de ce bruit est évacué au niveau de ces branches, atténuant grandement le bruit remontant dans le circuit d'admission jusqu'à l'entrée d'admission. Le conduit peut par exemple être constitué par un tube cylindrique et les branches peuvent par exemple être 25 constituées par des tubulures cylindriques. Le moteur du véhicule est un moteur thermique pouvant par exemple être à essence ou diesel. Le circuit de dérivation est un circuit monté en parallèle sur le circuit principal d'admission d'air. Il est supposé par exemple que le compresseur est couplé à une turbine placé sur une ligne d'échappement, pour former un turbocompresseur. En 30 variante, le compresseur peut aussi être un compresseur électrique. 3058185 3 Avantageusement, le tronçon du circuit de dérivation comprend un nombre pair de branches, les branches étant implantées dans le conduit de manière à constituer des paires de branches se faisant face autour dudit conduit. En effet, afin que l'atténuation du bruit soit optimisée, chaque 5 branche est implantée dans le conduit de façon à se retrouver en face d'une autre branche. De cette manière, une fraction plus importante de gaz issu d'une branche va pénétrer dans la branche située en face. Deux branches sont supposées être situées l'une en face de l'autre si leurs axes longitudinaux, ou fibres neutres, sont alignés et confondus. 10 De façon préférentielle, la section de passage des gaz dans chacune des branches est inférieure à la section de passage des gaz dans le conduit. Préférentiellement, les sections de passage des gaz dans les branches sont identiques. De façon avantageuse, le conduit est cylindrique, le tronçon du circuit 15 de dérivation comprenant deux branches implantées dans ledit conduit de façon diamétralement opposée. Il s'agit d'une configuration simple limitant le nombre de branches implantées dans le conduit, et permettant de diminuer grandement le bruit produit par l'ouverture de la vanne de décharge. Avantageusement, la section de passage des gaz dans chacune des 20 branches est sensiblement égale à la moitié de la section de passage du tronçon s'il était constitué d'une seule branche. De façon préférentielle, chaque branche se termine par un segment rectiligne implanté dans le conduit. De cette manière, les gaz vont avoir tendance à pénétrer dans le conduit sans être perturbés par des mouvements 25 tourbillonnaires, facilitant la pénétration des gaz dans la branche située en face. Préférentiellement, la longueur du segment rectiligne est comprise entre 2 fois et 5 fois son diamètre interne. Ce ratio permet d'obtenir une 3058185 4 longueur optimisée de chaque branche en fonction de son diamètre interne pour obtenir une sortie des gaz rectiligne et non perturbée dans le conduit. Selon un premier mode de réalisation préféré d'un circuit d'admission selon l'invention, la vanne de décharge est déportée, le circuit de dérivation 5 étant distinct du compresseur. De cette manière, le circuit de dérivation comprenant la vanne de décharge est indépendant du compresseur et peut donc être monté séparément de celui-ci. Selon un autre mode de réalisation préféré d'un circuit d'admission selon l'invention, la vanne de décharge est intégrée dans un carter du 10 compresseur. Pour cette configuration, la position de la vanne de décharge est figée par rapport à celle du compresseur, permettant une bonne reproductibilité de montage d'une ligne d'admission selon l'invention. Un circuit d'admission selon l'invention présente l'avantage d'être particulièrement efficace, en atténuant le bruit produit par l'ouverture de la 15 vanne de décharge dès sa source, au moyen d'une géométrie originale du circuit de dérivation comprenant ladite. Une conséquence de cet avantage est qu'un tel circuit d'admission est de conception simple et peu encombrante, en évitant notamment de mettre en oeuvre des moyens volumineux et réclamant une bonne précision de montage, pour venir contrecarrer le bruit une fois que 20 celui-ci a été créé. On donne ci-après une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un circuit d'admission selon l'invention, en se référant aux figures suivantes, La figure 1 est une vue schématique de l'architecture d'un moteur à 25 combustion interne de l'état de la technique, comprenant un turbocompresseur ainsi qu'un circuit de dérivation comprenant une vanne de décharge, - La figure 2A est une vue de côté d'un compresseur et d'un circuit de dérivation d'un circuit d'admission selon l'invention, 3058185 5 - La figure 2B est une vue sous un autre angle du compresseur et du circuit de dérivation de la figure 2A, La figure 3 est une vue schématique agrandie de la zone de raccordement entre un circuit de dérivation et un conduit 5 d'admission d'un circuit d'admission selon l'invention, - La figure 4A est une vue schématique et partielle d'un premier mode de réalisation d'un circuit d'admission selon l'invention, - La figure 4B est une vue schématique et partielle d'un deuxième mode de réalisation d'un circuit d'admission selon l'invention. 10 En se référant à la figure 1, un exemple de structure de moteur 1 à combustion interne impliquant un turbocompresseur 2, comprend une entrée d'air 3, un filtre à air 4, un conduit d'acheminement 30 de l'air vers le compresseur 5, puis une canalisation 6 reliant ledit compresseur 5 à un collecteur d'admission 7 placé en amont du moteur 8, pour convoyer de l'air 15 suralimenté vers ledit moteur 8, en passant par un refroidisseur d'air suralimenté 9 (RAS). Les gaz d'échappement sortent du moteur 8 par l'intermédiaire d'un collecteur d'échappement 10, qui acheminent lesdits gaz brûlés vers la turbine 11 au moyen d'une conduite 12 de liaison, l'air en sortie de turbine 11 étant orientés vers un catalyseur 13 avant d'être évacués vers 20 l'extérieur du véhicule. Le flux d'air suralimenté est régulé dans la canalisation 6 par l'intermédiaire d'une vanne, pouvant être avantageusement constituée par un boitier papillon 14 placé entre le refroidisseur 9 et le collecteur d'admission 7. Le boitier papillon 14 comporte un clapet 17 de régulation pivotant, pouvant s'ouvrir ou se fermer selon les phases d'utilisation du 25 moteur. Les gaz d'échappement peuvent être directement envoyés vers le catalyseur 13, sans passer par la turbine 11, au moyen d'une dérivation 15 équipée d'une vanne de type soupape de décharge 16, ladite vanne 16 étant sollicitée pour réguler le flux de gaz passant par la dérivation 15, et donc, par voie de conséquence, le flux de gaz passant par la turbine 11. 30 Cette structure de moteur 1 comprend également une dérivation 18 au 3058185 6 niveau du compresseur 5, pour acheminer de l'air suralimenté depuis une zone aval dudit compresseur 5 située en amont du boitier papillon 14, vers une zone amont du compresseur 5 située en aval du filtre à air 4. Le flux d'air passant par cette dérivation 18 est piloté au moyen d'une vanne de décharge 5 19, par exemple une vanne pneumatique ou électrique, placée dans ladite dérivation 18. Cette dérivation 18 au niveau du compresseur 5, lorsqu'elle est ouverte, permet de faire baisser la pression des gaz suralimentés produits dans la canalisation 6 par le compresseur 5, en évacuant une partie de ces gaz. Cette structure de moteur 1 dispose ici d'un premier capteur de pression 10 20 d'air suralimenté situé entre le RAS 9 et le boitier 14 papillon, et d'un deuxième capteur 21 placé dans le collecteur d'admission 7, les mesures de pression acquises par ces deux capteurs 20,21 dictant la configuration du boitier papillon 14 ainsi que celle de la vanne de décharge 19. Le circuit d'admission comprend tous les éléments compris entre 15 l'entrée d'air 3 et le collecteur d'admission 7, lui-même étant supposé être inclus dans ledit circuit. En se référant aux figures 2A et 2B, la dérivation 18 comprenant la vanne de décharge 19 présente un tronçon amont 22 reliant un conduit 23 du circuit d'admission situé en aval du compresseur 5 à une cavité 24 enfermant 20 la vanne 19 de décharge, et un tronçon aval 25 reliant ladite cavité 24 à un conduit 26 du circuit d'admission situé en amont dudit compresseur 5. Ce tronçon aval 24 se divise ici en deux branches 27, 28 reliant chacune la cavité 24 audit conduit amont 26. La cavité 24 contenant la vanne 19 de décharge et le conduit amont 26 sont cylindriques, et les deux branches 27, 28 sont 25 implantées dans ladite cavité 24 de façon diamétralement opposée et sont implantées dans ledit conduit amont 26 de façon diamétralement opposée. Chaque branche 27, 28 comprend ainsi un premier segment rectiligne 29 implanté dans la cavité 24, prolongé par un deuxième segment incurvé 30 lui-même prolongé par un troisième segment 31 rectiligne débouchant dans le 30 conduit amont 26, ledit premier segment 29 et ledit troisième segment 31 étant ici parallèles. De cette manière, chaque branche peut avoir un profil en 3058185 7 forme de C ou en forme de U. Chacune des deux branches 27, 28 est composée d'une tubulure cylindrique reliant la cavité 24 au conduit amont 26, les deux branches 27, 28 ayant le même diamètre. Préférentiellement, la longueur du troisième segment 31 est supérieure ou égale à trois fois son 5 diamètre pour permettre au gaz circulant dans la branche 27, 28 de déboucher dans le conduit amont 26 sans être perturbé. Les gaz comprimés dans le conduit 23 situé en aval du compresseur 5, peuvent être évacués vers le conduit amont 26, via la dérivation 18 au moyen d'une ouverture de la vanne de décharge 19. Les gaz passent ainsi d'abord par 10 le tronçon amont 22 de la dérivation 18, puis par la cavité 24 logeant la vanne de décharge 19. En se référant à la figure 3, lesdits gaz progressent ensuite dans les deux branches 27, 28 pour déboucher dans le conduit amont 26 du circuit d'admission. En raison de la disposition particulière de l'arrivée de ces deux 15 branches 27, 28 dans le canal amont 26, à savoir en étant diamétralement opposées, une fraction des gaz provenant de l'une des deux branches 27, 28 et débouchant dans le canal amont 26, va s'engouffrer dans la branche 27, 28 située en face, réduisant ainsi la fraction des gaz amenée à remonter dans ledit canal amont 26 vers l'entrée d'air 3. Ce phénomène est réciproque avec 20 l'autre branche 27, 28 et bénéficie donc aux deux branches 27, 28. Par conséquent, la quantité des gaz en provenance des branches 27, 28 de la dérivation 18 et destinée à remonter dans le circuit d'admission jusqu'à l'entrée d'admission 3, est fortement réduite, atténuant ainsi fortement, voire annulant, le bruit lié à la remontée des gaz dans ledit circuit. 25 En se référant à la figure 4A, selon un premier mode de réalisation préféré d'un circuit d'admission d'air selon l'invention, la vanne 19 de décharge est déportée de sorte que la dérivation 18 soit externe au compresseur 5. Pour cette configuration le compresseur 5 et la dérivation 18 sont deux éléments indépendants qu'il faut monter séparément, en respectant 30 une certaine rigueur et une certaine précision. 3058185 8 En se référant à la figure 4B, selon un deuxième mode de réalisation préféré d'un circuit d'admission d'air selon l'invention, la vanne 19 de décharge est intégrée à un carter 32 du compresseur 5. Pour cette configuration, le compresseur 5 et la vanne 19 de décharge sont regroupés 5 pour constituer un ensemble compact facile à monter. REVENDICATIONS1. Circuit d'admission d'air d'un moteur de véhicule suralimenté comprenant un compresseur (5) placé dans ledit circuit et un circuit de dérivation (18) comprenant une vanne (19) de décharge et permettant d'acheminer des gaz comprimés en aval du compresseur (5) vers une zone (26) du circuit d'admission située en amont dudit compresseur (5), caractérisée en ce qu'un tronçon (25) du circuit de dérivation (18) compris entre la vanne (19) de décharge et ladite zone (26) comprend au moins deux branches (27, 28) aptes à acheminer les gaz vers la zone (26), et en ce que lesdites branches (27, 28) sont implantés dans un conduit (26) délimitant ladite zone. 2. Circuit d'admission selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tronçon (25) du circuit de dérivation (18) comprend un nombre pair de branches (27, 28), et en ce que les branches (27, 28) sont implantées dans le conduit (26) de manière à constituer des paires de branches (27, 28) se faisant face autour dudit conduit (26). 3. Circuit d'admission selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la section de passage des gaz dans chacune des branches (27, 28) est inférieure à la section de passage des gaz dans le conduit (26). 4. Circuit d'admission selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les sections de passage des gaz dans les branches (27, 28) sont identiques. 5. Circuit d'admission selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le conduit (26) est cylindrique, et en ce que le tronçon (25) du circuit de dérivation (18) comprend deux branches (27, 28) implantées dans ledit conduit (26) de façon diamétralement opposée. 3058185 10 6. Circuit d'admission selon la revendication 5, caractérisée en ce que la section de passage des gaz dans chacune des branches (27, 28) est sensiblement égale à la moitié de la section de passage des gaz dans le du tronçon (25) s'il était constitué d'une seule branche. 5 7. Circuit d'admission selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que chaque branche (27, 28) se termine par un segment (31) rectiligne implanté dans le conduit (26). 8. Circuit d'admission selon la revendication 7, caractérisé en ce que la longueur du segment rectiligne (31) est comprise entre 2 fois et 5 fois 10 son diamètre interne. 9. Circuit d'admission selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la vanne de décharge (19) est déportée et en ce que le circuit de dérivation (18) est distinct du compresseur (5). 10.Circuit d'admission selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, 15 caractérisée en ce que la vanne de décharge (19) est intégrée dans un carter (32) du compresseur (5).