Brevet FR3071885A1 — publié le 20190405

COLLECTEUR D'ADMISSION A ENCOMBREMENT REDUIT Domaine technique L'invention se rapporte aux moteurs à combustion 5 interne, tels que les moteurs pour véhicules automobiles. Plus particulièrement, elle concerne un collecteur d'admission d'air qui permet de réduire l'encombrement de tels moteurs. État de la technique 10 Le collecteur d'admission est un élément d'un moteur à combustion interne dont la fonction est de fournir à chaque cylindre de la culasse la quantité d'air nécessaire à une combustion complète du carburant. Les collecteurs d'admission d'air connus de l'état de 15 la technique associent pour chaque cylindre au moins deux conduits d'admission d'air munis de volets mobiles entre une position d'ouverture et une position de fermeture du conduit. Ceci permet d'assurer deux fonctions : l'une, communément appelée « swirl » permet de 20 créer un tourbillon dans le cylindre pour améliorer l'homogénéité du mélange air-carburant dans la chambre. l'autre, communément appelé régime doseur, étouffoir ou ACV (pour Admission Control Valve en anglais), permet de réguler le taux d'air. 25 La figure 1 illustre un exemple d'un tel collecteur d'admission 1 connu de l'état de la technique. Dans ce collecteur 1, chaque paire de conduits d'admission 2, 3 est destinée à communiquer avec un cylindre, non représenté. Pour activer la fonction « swirl » un premier actionneur 4 agit sur 30 le volet de l'un des deux conduits 2, 3 en le fermant. En outre, pour activer la fonction « doseur », le collecteur comprend un deuxième actionneur 5 qui peut agir sur les volets 2 des deux conduits d'admission 2, 3, par exemple, en les fermant. Le fait d'avoir deux actionneurs 4, 5 séparés pour activer les deux fonctions engendre un encombrement important du moteur comprenant un tel collecteur d'admission. Il y a aussi une importante masse embarquée sur le moteur. Par ailleurs, la multiplication des composants pour faire activer les deux fonctions augmente le risque de défaillance. De plus, comme cela est illustré sur la figure 1, le deuxième actionneur 5 est en position de porte à faux, et compte tenu de son poids, l'ajout d'un élément de soutien, tel qu'un béquillage 6 est nécessaire. Ceci qui augmente encore plus l'encombrement et la masse embarquée du collecteur d'admission 1. L'objectif de la présente invention est de résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus en proposant un collecteur d'admission ayant un encombrement et une masse embarquée ainsi qu'un risque de défaillance réduits. Description de l'invention À cet effet, l'invention a pour objet un collecteur d'admission pour moteur à combustion interne comportant une culasse, le collecteur d'admission comprenant au moins un premier et un deuxième conduit d'admission destinés à être reliés à un cylindre de la culasse, le premier conduit d'admission est muni d'un premier volet et le deuxième conduit d'admission est muni d'un deuxième volet, le premier et le deuxième volets étant mobiles entre une position d'ouverture et une position de fermeture. Selon l'invention, les premier et deuxième volets mobiles sont actionnés par un moyen d'actionnement commun. Ainsi, selon l'invention, les premier et deuxième volets mobiles du collecteur d'admission sont actionnés par un moyen d'actionnement commun pour les passer de la position 3 d'ouverture à la position de fermeture ou inversement en passant par des positions intermédiaires. En d'autres termes, le collecteur d'admission comporte unseul moyen d'actionnement pour activer les deux fonctions « doseur » et 5 « swirl ». Grace à l'invention, le nombre de moyens d'actionnement est divisé par deux par rapport aux collecteurs d'admission connus de l'état de la technique. Ceci permet donc de réduire l'encombrement du moteur et de réduire sa masse embarquée. 10 Cette réduction des moyens d'actionnement est accompagnée d'une réduction du nombre de composants. Ainsi, le risque de défaillance est également réduit. Cela permet aussi de réduire le nombre d'actionneurs en position de porte à faux. De ce fait, il n'est plus nécessaire 15 d'ajouter des éléments de soutien comme les béquillages décrit précédemment. En conséquence, l'encombrement et la masse du moteur sont réduits d'avantage. Selon un exemple de réalisation, les premier et deuxième conduits d'admission sont adjacents. 20 Selon un autre exemple de réalisation, le collecteur d'admission comprend une paire de conduits d'admission par cylindre, chaque paire est composée d'un premier et d'un deuxième conduit d'admission. Par exemple, si le moteur comprend quatre cylindres alors le collecteur peut également 25 comporter quatre paires de conduits. Avantageusement, le moyen d'actionnement commun comprend une broche rotative traversant les premiers et les deuxièmes conduits d'admission et entrainant, lorsqu'elle tourne, les premiers et/ou les deuxièmes des volets mobiles de 30 la position d'ouverture à la position de fermeture ou inversement. Les premier ou deuxième volets mobiles peuvent être reliés à la broche rotative par une liaison élastique. 4 La liaison élastique peut comprendre un ressort connecté à une première extrémité de la broche rotative et à une deuxième extrémité de l'un des premier ou deuxième volets mobiles de façon exclusive. 5 Selon un aspect de l'invention, des volets mobiles parmi les premiers et deuxièmes volets peuvent être fixés solidaires de la broche rotative de façon exclusive. Par exemple, les premiers volets peuvent être fixés solidaires en rotation de la broche rotative et les deuxièmes 10 volets peuvent être reliés à la broche rotative par un système d'engagement en rotation selon un sens de rotation. En outre, le collecteur peut comporter au moins un ressort de rappel permettant de ramener les deuxièmes volets en position d'ouverture. 15 Selon une première variante, la broche est apte effectuer une première rotation selon un premier sens et une deuxième rotation selon un deuxième sens opposé au premier sens, lors de la première rotation seuls les premiers volets mobiles passent en position de fermeture, et lors de la 20 deuxième rotation, tous les volets mobiles passent en position de fermeture. La deuxième rotation n'est pas forcément précédée de la première rotation. De manière avantageuse, on peut avoir un étouffement du moteur sans passer par une étape intermédiaire qui comprend 25 une aspiration d'air en un mouvement tourbillonnant. Selon une autre variante, chaque premier conduit d'admission comporte une butée et la broche est apte effectuer une première et une deuxième rotation selon un seul et même sens, la première rotation passant les premiers volets 30 mobiles en position de fermeture, et la deuxième rotation passant les deuxièmes volets en position de fermeture, les premiers volets restant bloqués en position de fermeture par les butées. Ainsi avec deux rotations successives dans le même sens, on a la fermeture des conduits d'admission par les 5 premiers volets puis la fermeture des conduits d'admission restants par les deuxièmes volets. Ainsi de manière avantageuse, on a une succession de fermeture de conduits d'admission d'air. 5 Dans ce cas, les premiers volets peuvent reliés à la broche rotative par une liaison élastique et que les deuxièmes volets peuvent fixés solidaires de la broche rotative. Avantageusement, le collecteur d'admission comporte au moins un ressort de rappel permettant de ramener au moins un 10 volet mobile en position d'ouverture. L'invention porte également sur un moteur à combustion interne comprenant un collecteur d'admission comprenant au moins une partie des caractéristiques décrites ci-dessus. L'invention porte également sur un véhicule comprenant un tel 15 moteur. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif, non limitatif, la description faisant 20 référence aux dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 représente une vue d'un collecteur d'admission connu de l'état de la technique ; les figures 2A à 2C représentent des vues d'un collecteur d'admission selon l'invention à différents états 25 des volets mobiles ; les figures 3A à 3C illustrent un collecteur d'admission selon l'invention dans lequel les premiers conduits d'admission comportent des butées, les figures 4A à 4C illustrent un collecteur 30 d'admission selon l'invention dans lequel les premiers volets comportent des rainures. 6 Description détaillée Un exemple de réalisation d'un collecteur d'admission 10 conforme à l'invention est illustré par les figures 2A à 2C. Ce collecteur 10, comporte 8 conduits d'admission agencés 5 en 4 paires comprenant chacune un premier conduit d'admission 2, comprenant un premier volet mobile 21 et un deuxième conduit d'admission 3, comprenant un deuxième volet mobile 31. Chaque paire de conduits est destinée à communiquer avec un cylindre, non représenté, de la culasse. Ledit collecteur 10 d'admission 10 est selon les modes de réalisation décrits ci-après associé à un moteur thermique à 4 cylindres de type diesel, mais il peut aussi être associé a des moteurs thermiques avec un nombre de cylindres différent en variant le nombre de conduits d'admission. 15 Pour agir sur les volets mobiles 21, 31 le collecteur comporte des moyens d'actionnement communs comprenant un actionneur 13 et un système d'entrainement comprenant une broche rotative 14 traversant les conduits 2, 3 et entrainant les volets mobiles entre une position d'ouverture et une 20 position de fermeture de chaque conduit en passant par des positions intermédiaires qui permettent de moduler les flux d'air d'admission. Lors d'une rotation de cette broche autour de son axe suite à un actionnement par l'actionneur 13, elle peut entrainer l'ensemble des volets mobiles 21, 31. Elle peut 25 également entrainer sélectivement une partie des volets mobiles, par exemple, uniquement les premiers volets 21 ou bien uniquement les deuxièmes volets 31. Le collecteur d'admission 10 comporte également un ressort 15 permettant de ramener les volets en position 30 d'ouverture. Sur l'exemple de la figure 2A, tous les volets sont en positions d'ouverture. Dans ce cas, le collecteur d'admission 10 est à l'état de « repos », car aucune des fonctions « doseur » ou « swirl » n'est activée. 7 Dans l'exemple illustré par la figure 2B les deuxièmes volets 31 sont fermés et les premiers volets 21 sont ouverts. Dans ce cas la fonction « swirl » est activée. Dans le reste de la description, pour faciliter la 5 compréhension, deux types de volets sont désignés : les premiers volets et les deuxièmes volets. Il va de soi que la fermeture unique de seulement une partie des volets parmi les premiers et deuxièmes volets entraine un flux d'air d'admission dans un seul des deux conduits d'admission 10 connectés avec la chambre à combustion afin de générer un flux tourbillonnant selon un axe sensiblement parallèle à l'axe de la chambre de combustion qui est de révolution, d'air d'admission dans la chambre de combustion ou « swirl » . La fermeture des deux types de volets entraine un arrêt 15 d'admission d'air d'admission dans les chambres de combustion ce qui correspond à la fonction « étouffoir ». Dans l'exemple illustré par la figure 2C les volets 21, 31 sont tous fermés. Dans ce cas, la fonction « doseur » est activée. 20 Les figures 3A à 3C représentent des vues d'une coupe longitudinale dans un conduit d'admission, par exemple, un des premiers conduits d'admission 2 des figures 2A à 2C. Ces figures 3A à 3C montrant concrètement comment les deux fonctions « swirl » et « doseur » peuvent être activées. 25 De manière préférentielle, la section des volets est légèrement inférieure à la section de passage des conduits au jeu de fonctionnement près. Dans cet exemple, un des conduits, par exemple le premier conduit 2, comporte une butée 22 dans sa paroi 30 intérieure, comme cela est montré en figure 3A qui illustre le cas où le collecteur d'admission 10 est en état de repos. Selon un premier mode de réalisation illustré par les figures 4A à 4c, chacun des deuxièmes volets mobiles 31 est fixé solidaire en rotation avec la broche rotative 14 et 8 chacun des premiers volets mobiles 21 est relié à la broche rotative par une liaison élastique. Les premiers volets mobiles 21 peuvent avoir un déplacement relatif en rotation par rapport à la broche rotative. 5 Les premiers volets mobiles 21 comprennent, par exemple, une rainure radiale 210 selon un arc de cercle pour recevoir un pion radial 141 s'étendant depuis la surface de la broche rotative 14. Le pion radial 141 de la broche 14 et la rainure radiale 210 dans les premiers volets mobiles 21 10 constituent un système d'engagement. Lorsque le pion arrive en butée lors d'une rotation de la broche rotative, contre une extrémité dite d'engagement de la rainure 210, le pion est apte à entrainer l'extrémité d'engagement 211 de la rainure 210 donc le premier volet mobile 21 en rotation selon un sens 15 de rotation, comme le montre la figure 4B. Un élément élastique 15' est également fixé entre le pion 141 et une extrémité opposée à l'extrémité d'engagement pour ramener les premiers volets mobiles en position d'ouverture. La raideur de l'élément élastique est choisie 20 pour permettre un déplacement du pion selon un sens de rotation en direction de l'extrémité d'engagement de la rainure radiale. Les premiers volets mobiles 21 sont donc reliés à la broche rotative 14 par une liaison élastique. Une première rotation selon un premier sens selon, par 25 exemple, un quart de tour amène les deuxièmes volets mobiles en appui sur une butée à l'entrée du conduit d'admission. Les premiers volets mobiles 21 selon ce premier sens de rotation ne sont pas entrainés et les conduits d'admission associés restent ouverts, comme montré en figure 4B. Ceci entraine la 30 fermeture d'un conduit d'admission sur deux, le flux d'air d'admission passe alors par le conduit ouvert pour générer un mouvement tourbillonnant ou « swirl » dans la chambre de combustion. 9 En tournant dans le sens opposé au premier sens selon un quart de tour, comme le montre la figure 4C, on passe par une étape où les deuxièmes et premiers volets mobiles sont en position d'ouverture. 5 En tournant davantage dans ce sens opposé selon un quart de tour supplémentaire, le pion radial de la broche vient en contact avec l'extrémité d'engagement de la rainure radiale des premiers volets mobiles et ceux-ci sont alors entrainés en rotation dans ce sens jusqu'à une position de 10 fermeture des premiers volets. Dans cette position angulaire de la broche rotative, les deuxièmes volets sont aussi en position de fermeture des conduits associés. Les deux conduits d'admission menant à chacun des cylindres sont alors fermés ou obturés pour permettre l'étouffement du moteur. 15 Pour revenir en position d'ouverture, la broche rotative tourne selon le premier sens selon un quart de tour et l'élément élastique entre le pion radial de la broche et le premier volet mobile permet l'ouverture du conduit d'admission associé au premier volet. 20 Selon un mode de réalisation de l'invention, chacun des premiers volets 21 est relié à la broche rotative par une liaison élastique. La liaison élastique peut être formée par un élément élastique, par exemple un ressort hélicoïdal, comprenant deux extrémités de liaison, la première extrémité 25 est fixée solidaire du volet mobile 21 et la seconde extrémité solidaire de la broche rotative. La raideur de l'élément élastique est choisie pour permettre une rotation supplémentaire de la broche rotative tout en ayant le premier volet 21 immobilisé. 30 Ainsi, une première rotation de la broche rotative 14 autour de son axe et selon la direction indiquée par la flèche, permet d'entrainer les premiers volets mobiles 21 en appui sur la butée 22 passant alors en position de fermeture 10 des conduits d'admission associés comme cela est montré par la figure 3B. De manière préférentielle, en cette première position de fermeture des premiers volets, les seconds volets mobiles 5 ne sont pas en position de fermeture. Un seul des deux conduits d'admission est fermé, le conduit restant ouvert permet l'amenée de l'air vers la chambre de combustion pour générer un mouvement tourbillonnant. Cette première position de la broche rotative avec uniquement les premiers volets en 10 position de fermeture est associée à la fonction « swirl ». Ainsi, une première rotation de la broche rotative peut amener chacun des premiers volets en appui sur les butées 140. Une seconde rotation est ensuite permise par la liaison 15 élastique entre chacun des premiers volets et la broche rotative. Ladite seconde rotation peut alors amener les seconds volets 31 en appui sur la butée en position de fermeture des seconds conduits comme le montre la figure 3C. Les premiers et seconds conduits sont alors sensiblement 20 fermés, un filet d'air peut cependant passer par le jeu entre le volet et la section de passage des conduits. Cette position où les premiers et seconds volets sont en position de fermeture correspond à régime étouffoir du moteur. Enfin, le ressort 15 permet de revenir à la position 25 d'ouverture de l'ensemble des volets 21, 31. Selon une variante non illustrée, la broche rotative est apte à effectuer une première rotation selon un premiers sens et une deuxième rotation selon un deuxième sens opposé au premier sens. Lors de la première rotation seuls les premiers 30 ou les deuxièmes volets mobiles passent en position de fermeture activant ainsi la fonction « swirl » et lors de la deuxième rotation, tous les volets mobiles passent en position de fermeture pour activer la fonction « doseur ». 11 L'invention, porte également sur un moteur comprenant le collecteur d'admission décrit ci-dessus, ainsi qu'un REVENDICATIONS1. Collecteur d'admission (10) pour moteur à combustion interne comportant une culasse et au moins un 5 cylindre, le collecteur d'admission comprenant au moins un premier (2) et un deuxième (3) conduit d'admission destinés à être reliés à un cylindre de la culasse, le premier conduit d'admission (2) est muni d'un premier volet (21) et le deuxième conduit d'admission (3) est muni d'un deuxième volet 10 (31), le premier et le deuxième volets (21, 31) étant mobiles entre une position d'ouverture et une position de fermeture, caractérisé en ce que les premier et deuxième volets mobiles (21, 31) sont actionnés par un moyen d'actionnement commun. 15 2. Collecteur d'admission (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier et le deuxième conduits d'admission (2,3) sont adjacents. 3. Collecteur d'admission (1) selon l'une des comprend une chaque paire 20 revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il paire de conduits d'admission (2,3) par cylindre, est composée d'un premier (2) et d'un deuxième d'admission. (3) conduit 25 4. Collecteur d'admission (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen d'actionnement commun comprend une broche rotative (14) traversant les premier et deuxième conduits d'admission (2, 3) et entrainant, lorsqu'elle tourne, des volets parmi les 30 premier et deuxième volets mobiles (21, 31) de la position d'ouverture à la position de fermeture ou inversement. 5. Collecteur d'admission (1) selon la revendication caractérisé en ce que les premier ou deuxième volets 13 mobiles sont reliés à la broche rotative par une liaison élastique. 6. Collecteur d'admission (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la liaison élastique comprend un ressort connecté à une première extrémité de la broche rotative et à une deuxième extrémité de l'un des premier ou deuxième volets mobiles de façon exclusive. 7. Collecteur d'admission (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que des volets mobiles parmi les premiers et deuxièmes volets sont fixés solidaires de la broche rotative de façon exclusive. 8. Collecteur d'admission (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les premiers volets sont fixés solidaires en rotation de la broche rotative et que les deuxièmes volets sont reliés à la broche rotative par un système d'engagement en rotation selon un sens de rotation. 9. Collecteur d'admission (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un ressort de rappel permettant de ramener les deuxièmes volets en position d'ouverture. 10. Collecteur d'admission (1) selon la revendication 4 a 9, caractérisée en ce que, la broche rotative (14) est apte à effectuer une première rotation selon un premier sens et une deuxième rotation selon un deuxième sens opposé au premier sens, lors de la première rotation seuls les premiers volets mobiles (21) passent en position de fermeture, et lors de la deuxième rotation, tous les volets mobiles (21,31) passent en position de fermeture. 14 11. Collecteur d'admission (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que chaque premier conduit d'admission (2) comporte une butée (22) et en ce que la broche est apte à effectuer une première et une deuxième 5 rotations selon un même sens, la première rotation passant tous les premiers volets mobiles (21) en position de fermeture, et la deuxième rotation passant les deuxièmes volets (31) en position de fermeture, les premiers volets (21) restant bloqués en position de fermeture par les butées (22). 10 12. Collecteur d'admission selon la revendication 11 combinée avec l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que les premiers volets (21) sont reliés à la broche rotative par une liaison élastique et que les 15 deuxièmes volets sont fixés solidaires de la broche rotative. 13. Collecteur d'admission (1) selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un ressort de rappel permettant de ramener les premiers 20 volets mobiles (21) en position d'ouverture. 14. Moteur à combustion interne comprenant un collecteur d'admission (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13. 25 15. Véhicule comprenant un moteur selon la revendication 14.