Brevet FR3072131A1 — publié le 20190412

La présente invention concerne un ensemble d'admission d'air pour un moteur automobile, qui comprend un dispositif de redressement d'un flux d'air d'un tuyau d'admission d'air d'un véhicule automobile, pour optimiser la lecture d'un débitmètre. Les moteurs à combustion interne fonctionnent sur le principe de la combustion d'air et de carburant. Dans le cas des véhicules automobiles, l'air utilisé provient d'une ligne d'admission d'air qui permet de capter de l'air à l'extérieur du véhicule et de le filtrer avant qu'il ne soit injecté dans le moteur. D'une manière courante, les véhicules automobiles comprennent un débitmètre positionné dans un tuyau de la ligne d'admission d'air. Le débitmètre est un instrument de mesure permettant de détecter le débit d'air entrant dans le moteur. Cette détection permet notamment de contrôler le rapport stoechiométrique entre l'air et le combustible dans le moteur. De plus, le débitmètre permet aussi de contrôler le taux de recyclage des gaz d'échappement qui sont réinjectés dans le moteur. Par extension, les mesures du débitmètre sont utilisées pour les homologations aux normes de pollution des véhicules. Le débitmètre est donc un élément essentiel dont les mesures doivent être les plus précises possible. Or, le plus souvent, le débitmètre est positionné dans le tuyau d'admission d'air à la sortie de la boite à filtre, dans une zone dans laquelle le flux d'air est instable. En outre, en raison des contraintes de place dans le compartiment moteur du véhicule, le débitmètre est souvent positionné à la sortie d'un coude, ce qui augmente l'instabilité du flux d'air. L'instabilité du flux d'air fausse certaines mesures du débitmètre. Pour stabiliser le flux d'air il est connu de positionner une grille standard en amont du débitmètre. Cette disposition permet de redresser (stabiliser) une partie du flux d'air, mais s'avère insuffisante sur l'ensemble de la plage de débits d'air du fonctionnement du moteur. Ainsi, cette disposition se révèle, par exemple, insatisfaisante pour les bas débits d'air. Dans ce contexte, la présente invention a pour objectif de fournir un ensemble d'admission d'air pour un moteur automobile qui permette de stabiliser le 30 flux d'air sur l'ensemble de la plage de débits d'air du fonctionnement du moteur, pour permettre une mesure plus précise du débit d'air par un débitmètre. Selon une définition générale, l'invention concerne un ensemble d'admission d'air pour un moteur automobile qui comprend un tuyau d'admission d'air, un débitmètre et un dispositif de redressement d'un flux d'air positionné en 35 amont du débitmètre par rapport au sens de circulation du flux d'air dans le tuyau. Le dispositif de redressement d'un flux d'air comprend une partie périphérique et une 2 partie ajourée fixée à la partie périphérique. La partie ajourée comprend une pluralité de parois définissant une pluralité de cellules traversantes. Les cellules présentent des dimensions évolutives. D'une manière particulièrement avantageuse, les différences de 5 dimensions entre les cellules permettent de stabiliser le flux d'air sur l'ensemble de la plage de débits d'air du fonctionnement du moteur, pour permettre une mesure précise du débit d'air par un débitmètre. Ainsi, l'invention propose un ensemble d'admission d'air pour un moteur automobile qui permet de stabiliser le flux d'air sur l'ensemble de la plage de débits d'air du fonctionnement du moteur, pour permettre 10 une mesure précise du débit d'air par un débitmètre. La partie périphérique présente une côte longitudinale variable suivant un axe longitudinal de la partie périphérique. La côte longitudinale variable de la partie périphérique permet aux cellules de présenter une côte longitudinale évolutive suivant un axe longitudinal de la partie périphérique. 15 Selon un mode de réalisation, la partie ajourée peut comprendre une première série de parois planes suivant un axe longitudinal de la partie périphérique, parallèles entre elles, et une deuxième série de parois planes dans l'axe longitudinal, parallèles entre elles et perpendiculaires aux parois planes de la première série pour former une grille. 20 Les parois planes peuvent être écartées les unes des autres selon un pas variable. Le pas variable permet aux cellules de présenter des dimensions évolutives. Selon un autre mode de réalisation, la partie ajourée peut comprendre une pluralité de parois annulaires. Les parois annulaires de la partie ajourée peuvent être excentriques. 25 L'excentricité des parois annulaires permet aux cellules de présenter des dimensions évolutives. Les parois annulaires peuvent être reliées par un réseau d'entretoises. Selon une disposition particulière, la partie périphérique peut présenter une section transversale sensiblement circulaire. Le tuyau d'admission d'air peut présenter un coude en aval duquel est positionné le dispositif de redressement d'un flux d'air. Les cellules de plus faibles dimensions du dispositif de redressement d'un flux d'air peuvent être positionnées vers l'intérieur du coude. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention 35 ressortiront clairement de la description détaillée ci-après de deux modes de 3 réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 est une représentation schématique en perspective d'un ensemble d'admission d'air selon un premier mode de réalisation de 5 l'invention ; - La figure 2 est une représentation schématique de face d'un dispositif de redressement selon le premier mode de réalisation de l'invention ; - La figure 3 est une vue de face d'un dispositif de redressement selon le premier mode de réalisation de l'invention ; 10 - La figure 4 est une représentation schématique en perspective d'un ensemble d'admission d'air selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - La figure 5 est une représentation schématique de face d'un dispositif de redressement selon le deuxième mode de réalisation de 15 l'invention ; - La figure 6 est une représentation schématique de coté d'un dispositif de redressement selon l'invention ; - La figure 7 est une représentation du comportement d'un flux d'air dans un coude dépourvu de dispositif de redressement ; 20 - La figure 8 est tableau comparatif du comportement d'un flux d'air dans un coude dépourvu de dispositif de redressement, dans un coude comprenant un dispositif de redressement de l'art antérieur et dans un ensemble d'admission d'air selon l'invention ; - La figure 9 est un graphique comparatif de l'évolution de la vitesse 25 d'écoulement d'un flux d'air dans un coude, en fonction de la distance par rapport au coude, pour un coude dépourvu de dispositif de redressement, dans un coude comprenant un dispositif de redressement de l'art antérieur et dans un ensemble d'admission d'air selon l'invention. 30 L'invention porte sur un ensemble d'admission d'air 100, pour un véhicule automobile. L'ensemble d'admission d'air 100 comprend un tuyau d'admission d'air 101 présentant un coude 104 en aval duquel sont positionnés un dispositif de redressement d'un flux d'air 1 et un débitmètre 102. Le dispositif de redressement d'un flux d'air 1 comprend une partie périphérique 3 et une partie ajourée 4 fixée à la partie périphérique 3. 4 Le dispositif de redressement d'un flux d'air 1 peut, par exemple, être réalisé en tôle, ou peut être réalisé en matériau plastique moulé ou injecté. Selon les exemples ici présentés, la partie périphérique 3 présente une section transversale sensiblement circulaire. La partie périphérique 3 peut être 5 dimensionnée pour être ajustée serrée dans un tuyau d'admission d'air 101. Selon les exemples présentés en figure 1, 4 et 6, la partie périphérique 3 présente une première face transversale 8 et une deuxième face transversale 9. Entre la première face transversale 8 et la deuxième face transversale 9, la partie périphérique 3 présente une côte longitudinale 7 variable suivant un axe longitudinal Il de la partie 10 périphérique. Selon l'exemple présenté en figure 4, la deuxième face transversale 9 présente une portion concave 9a et une portion convexe 9b. Cette géométrie particulière de la deuxième face transversale 9 fait varier la côte longitudinale 7 entre un minimum et un maximum. La côte longitudinale 7 variable est une disposition technique de l'invention particulièrement avantageuse dont la fonction sera détaillée 15 ultérieurement. La partie ajourée 4 est fixée à la partie périphérique 3. Selon les exemples ici présentés, la partie ajourée 4 peut être venue de moulage avec la partie périphérique 3. La partie ajourée 4 comprend une pluralité de parois 11 définissant des 20 cellules 15. Selon un premier mode de réalisation présenté en figure 2, la partie ajourée 4 comprend une première série de parois 11a planes orientées suivant l'axe longitudinal Il de la partie périphérique 3, parallèles entre elles, et une deuxième série de parois 11b planes orientées suivant l'axe longitudinal Il de la partie périphérique 3, 25 parallèles entre elles et sécantes au parois 11a planes de la première série pour former une grille 12. Chaque paroi 11a et 11b plane présente une côte longitudinale égale à la côte longitudinale 7 de la partie périphérique 3. La grille 12 définit une pluralité de cellules 15 traversantes. Les parois 11a 30 et 11b planes sont écartées selon un pas 17 variable et irrégulier, de telle sorte que les cellules 15 présentent des dimensions différentes. La fonction des cellules 15 présentant des dimensions différentes sera détaillée ultérieurement. Selon un deuxième mode de réalisation présenté en figure 3, la partie ajourée 4 comprend une pluralité de parois 11c annulaires. Chaque paroi 11c 35 annulaire présente une côte longitudinale égale à la côte longitudinale 7 de la partie 5 périphérique 3. Les parois 11c annulaires sont maintenues par un réseau d'entretoises (non représenté). Les parois 11c annulaires délimitent des cellules 15 traversantes. Les parois 11c annulaires sont excentriques les unes par rapport aux autres, et sont aussi 5 excentriques par rapport à la partie périphérique 3. Ainsi les cellules 15 entre les parois 11c annulaires présentent des dimensions distinctes. Le dispositif de redressement d'un flux d'air 1 est positionné en amont du débitmètre 102 par rapport au sens I de circulation du flux d'air dans le tuyau d'admission d'air 101. Le dispositif de redressement du flux d'air 1 peut être 10 positionné de sorte que les cellules 15 de plus faibles dimensions soient orientées vers l'intérieur du coude 104. En condition d'utilisation, tel que représenté sur la figure 7, dans un tuyau d'admission d'air 101 démuni de dispositif de redressement d'un flux d'air 1, on observe que le flux d'air I présente une vitesse plus importante dans la zone III à 15 l'intérieur du coude 104, que dans le reste du coude 104. Cette différence de vitesse dans le coude 104, engendre une dépression à la sortie du coude 104, qui se traduit par une forte perte de vitesse du flux dans la zone IV à l'issue du coude 104. Il en résulte des turbulences et un important décalage de vitesses au sein du flux d'air I, dans la zone V dans laquelle le débitmètre 102 est usuellement positionné. 20 Comme représenté sur les figures 1 et 4, le dispositif de redressement d'un flux d'air 1 est positionné dans la zone IV. Ainsi, à la sortie du coude 104, le flux I traverse le dispositif de redressement d'un flux d'air 1. En traversant le dispositif de redressement d'un flux d'air 1, le flux d'air I s'écoule dans les différentes cellules 15. Les différences de volumes entre les cellules 15 permettent de stabiliser le flux d'air I 25 sur toute la plage de débits d'air du fonctionnement du moteur, pour permettre une mesure plus précise du débit d'air par le débitmètre 102. Par stabiliser, on entend que le dispositif de redressement d'un flux d'air 1 permet d'homogénéiser les vitesses d'écoulement du flux d'air I. Pour apprécier quantitativement les améliorations apportées par 30 l'invention, on peut se reporter à la figure 8 qui présente une série de vues en coupe comparatives du comportement du flux d'air I à l'issue de la zone IV, pour un tuyau d'admission d'air dépourvu de tout système de redressement (colonne A), pour un tuyau d'admission d'air muni d'un système de l'art antérieur (colonne B) et pour un ensemble d'admission d'air 100 selon l'invention (colonne C). Les coupes sont 35 réalisées dans un plan transversal du coude 104, et sont données pour trois valeurs de débit différentes : 220 kg/h, 440 kg/h et 880 kg/h. Ainsi, il apparaît que pour les trois 6 vitesses testées, le dispositif de redressement d'un flux d'air 1 permet d'obtenir un flux d'air I présentant une meilleur homogénéité de vitesses d'écoulement. On peut aussi se reporter au graphique de la figure 9 qui représente la vitesse moyenne d'écoulement en fonction de la distance au coude 104. La distance 5 est calculée en multiple du diamètre D du coude 104. Le graphique permet de comparer la vitesse moyenne d'écoulement pour un coude dépourvu de tout système de redressement (courbe E), pour un coude muni d'un système de l'art antérieur (courbe F) et pour un ensemble d'admission d'air 100 selon l'invention (courbe G). Comme on peut l'observer, l'ensemble d'admission d'air 100 présente les 10 vitesses moyennes d'écoulement les plus faibles pour la région comprise entre 0.4D et 4D, cette région correspondant à la zone de positionnement du débitmètre 102. Ainsi, l'ensemble d'admission d'air 100 permet de ralentir et homogénéiser la vitesse du flux d'air pour permettre une meilleur fiabilité de lecture du débit par le débitmètre. 15 Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation représentées ci-dessus, REVENDICATIONS1. Ensemble d'admission d'air (100) pour un moteur automobile, comprenant un tuyau d'admission d'air (101), un débitmètre (102) et un dispositif de 5 redressement d'un flux d'air (1) positionné en amont du débitmètre (102) par rapport au sens (I) de circulation du flux d'air dans le tuyau (101), le dispositif de redressement d'un flux d'air (1) comprenant une partie périphérique (3) et une partie ajourée (4) fixée à la partie périphérique (3), la partie ajourée (4) comprenant une pluralité de parois (11) définissant une pluralité de cellules (15) traversantes, l'ensemble 10 d'admission d'air (100) étant caractérisé en ce que les cellules (15) présentent des dimensions évolutives. 2. Ensemble d'admission d'air (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie périphérique (3) présente une côte longitudinale (7) variable 15 suivant un axe longitudinal (II) de la partie périphérique. 3. Ensemble d'admission d'air (100) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie ajourée (4) comprend une première série de parois (11a) planes suivant un axe longitudinal (II) de la partie 20 périphérique, parallèles entre elles, et une deuxième série de parois (11a) planes dans l'axe longitudinal (II), parallèles entre elles et perpendiculaires aux parois (11a) planes de la première série pour former une grille (12). 4. Ensemble d'admission d'air (100) selon la revendication 3, caractérisé 25 en ce que les parois (11a - 11b) planes sont écartées les unes des autres selon un pas (17) variable. 5. Ensemble d'admission d'air (100) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie ajourée (4) comprend une 30 pluralité de parois (11c) annulaires. 6. Ensemble d'admission d'air (100) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les parois (11c) annulaires de la partie ajourée (4) sont excentriques. 35 7. Ensemble d'admission d'air (100) selon l'une des quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les parois (11c) annulaires sont reliées par un réseau d'entretoises. 8 8. Ensemble d'admission d'air (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la partie périphérique (3) présente une section transversale sensiblement circulaire. 9. Ensemble d'admission d'air (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le tuyau d'admission d'air (101) présente un coude (104) en aval duquel est positionné le dispositif de redressement d'un flux d'air (1). 10. Ensemble d'admission d'air (100) selon la revendication 9, caractérisé en ce que les cellules (15) de plus faibles dimensions du dispositif de redressement d'un flux d'air (1) sont positionnées vers l'intérieur du coude (104).