Brevet FR3098553A1 — publié le 20210115

Description Titre de l'invention : Procédé de nettoyage d'un répartiteur d'air [0001] La présente invention concerne un procédé de nettoyage d'un répartiteur d'air et une installation de nettoyage destinée à la mise en oeuvre de ce procédé. [0002] Classiquement, un répartiteur d'air, aussi appelé collecteur d'admission, comprend une entrée d'air et plusieurs sorties d'air destinées à être connectées à une culasse d'un moteur pour amener à chaque cylindre du moteur l'air nécessaire à la combustion du carburant. [0003] Lors du processus de fabrication des répartiteurs d'air, les pièces constitutives destinées à être assemblées ensemble pour former le répartiteur peuvent, être soumises à des pollutions particulaires diverses lors de leur manipulation par l'opérateur ou du fait de la présence de particules de poussière ou de sable dans l'environnement immédiat de la machine d'assemblage. Par ailleurs, les procédés d'assemblage mis en oeuvre à ce niveau peuvent également générer une pollution particulaire. Ainsi, dans le cas d'un assemblage réalisé par un procédé de soudure par vibration ou un autre procédé d'assemblage impliquant un frottement entre les pièces à assembler, il est fréquent que des particules de matière plastique soient arrachées lors du frottement des pièces soudées ensemble. Ces particules de matière plastique arrachées se déposent ensuite à l'intérieur du répartiteur et altèrent de manière importante le niveau de propreté dudit répartiteur. Cette pollution particulaire pouvant produire des dommages importants dans le moteur, les particules entrainant un vieillissement prématuré de la chambre de combustion (par exemple au niveau des soupapes, des cylindres ou encore des segments), et, par la suite, des pannes, voire une casse du moteur, il est généralement obligatoire d'effectuer un nettoyage complet du répartiteur d'air avant sa connexion sur la culasse A l'heure actuelle, les solutions pour nettoyer un répartiteur d'air sont de plusieurs types. Une première solution consiste par exemple à nettoyer mécaniquement, au moyen d'un outil de type goupillon, les surfaces apparentes du répartiteur. Cette solution s'avère toutefois longue et fastidieuse et peut s'avérer inadaptée si certaines parties du répartiteur ne peuvent être atteintes par l'outil du fait de la géométrie du répartiteur. Une deuxième solution consiste à opérer un lessivage du répartiteur. Une telle méthode de nettoyage est basée sur l'utilisation de compositions chimiques détergentes (compositions lessivielles) suffisamment fortes pour retirer les particules déposées sur les parois du répartiteur. Ces compositions détergentes sont introduites dans le répartiteur d'air, pendant le procédé de nettoyage. Cette solution présente toutefois plusieurs problèmes. L'un des problèmes est le fait, une fois le produit détergent introduit dans le répartiteur, il faut l'évacuer par un procédé de séchage et s'assurer qu'aucune trace de ce produit détergent ne soit encore présent 2 dans le répartiteur après l'opération de séchage. Le temps de cycle et le coût associé à ce procédé sont également des problèmes récurrents. Un autre problème est l'impact négatif sur l'environnement d'une telle solution du fait de l'utilisation de produits chimiques qui sont évacués à l'extérieur du véhicule via les gaz d'échappement. [0004] La présente invention vise donc à proposer un procédé de nettoyage ne présentant pas les inconvénients des solutions existantes susmentionnées, et, en particulier, un procédé de nettoyage qui soit à la fois simple à mettre en oeuvre, peu onéreux, non corrosif, non polluant, et permettant d'atteindre un niveau de propreté élevé. [0005] A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de nettoyage d'un répartiteur d'air, ledit répartiteur d'air comprenant plusieurs sorties d'air destinées à être connectées à une culasse d'un moteur à combustion interne, ledit procédé comprenant les étapes de : [0006] a) connecter de manière fluidique chacune des sorties d'air dudit répartiteur d'air à un réservoir de fluide sous pression par l'intermédiaire d'une conduite d'entrée de fluide ; [0007] b) disposer une vanne à ouverture rapide dans chacune des conduites d'entrée de fluide, ladite vanne permettant de contrôler le débit de fluide entrant dans le répartiteur d'air au niveau des sorties d'air en fonction de son ouverture ; [0008] c) contrôler l'ouverture des vannes à ouverture rapide de manière à accroître de manière très rapide ledit débit de fluide entrant dans le répartiteur d'air au niveau des sorties d'air, et ainsi créer une onde de choc à l'intérieur du répartiteur d'air ; [0009] d) évacuer le fluide ayant circulé à l'intérieur du répartiteur d'air par au moins une conduite de sortie de fluide. [0010] Ainsi configuré, le procédé de l'invention permettra de créer une onde de choc à l'intérieur du répartiteur d'air, cette onde de choc étant susceptible de décoller les particules déposées à l'intérieur du répartiteur d'air. Ces particules sont ensuite évacuées avec le fluide lors de l'étape finale du procédé. [0011] Le procédé de l'invention pourra comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou de manière combinée : [0012] - la pression dans le réservoir de fluide est supérieure ou égale à 5 bars, et de préférence est égale à 5 bars. [0013] - le volume du réservoir de fluide est compris entre 10 litres et 20 litres, et de préférence est égale à 16 litres. [0014] - le fluide contenu dans le réservoir de fluide est de l'air. [0015] - lors de l'étape c), le temps d'ouverture des vannes est inférieur à 10 msec et le débit de fluide généré lors de cette ouverture est supérieur à 9 m3/sec, et de préférence égal à 9.6 m3/sec. [0016] - l'étape c) est répétée entre deux et dix fois après un temps de pause de 2.5 sec avant d'effectuer l'étape d), et, de préférence, est répétée deux fois après un temps de pause 3 de 2.5 sec avant d'effectuer l'étape d). [0017] La présente invention concerne également une installation de nettoyage destinée à la mise en oeuvre du procédé tel que défini précédemment, comprenant : [0018] - un réservoir de fluide sous pression ; [0019] - plusieurs conduites d'entrée de fluide connectées de manière fluidique au réservoir de fluide sous pression et destinées à être connectées de manière fluidique aux sorties d'air d'un répartiteur d'air ; [0020] - une vanne à ouverture rapide disposée dans chacune des conduites d'entrée de fluide, ladite vanne permettant de contrôler le débit de fluide entrant dans le répartiteur d'air au niveau des sorties d'air en fonction de son ouverture ; [0021] - un détecteur de pression apte à détecter la pression du fluide en aval des vannes à ouverture rapide ; [0022] - un dispositif de contrôle apte à recevoir le signal détecté par le détecteur de pression et à contrôler l'ouverture de chacune des vannes en fonction dudit signal de manière à créer une onde de choc à l'intérieur du répartiteur d'air. [0023] Dans une configuration particulière de l'invention, la pression dans le réservoir de fluide pourra être supérieure ou égale à 5 bars, et de préférence être égale à 5 bars. [0024] Dans une autre configuration particulière de l'invention, le volume du réservoir de fluide pourra être compris entre 10 litres et 20 litres, et de préférence être égal à 16 litres. [0025] Dans une autre configuration particulière de l'invention, les vannes à ouverture rapide pourront s'ouvrir en moins de 10 msec et générer un débit de fluide supérieur à 9 mIsec lors de leur ouverture. [0026] L'invention sera davantage comprise à la lecture de la description non limitative qui va suivre, faite en référence aux figures ci-annexées. [0027] [fig.1] est une vue de dessous en perspective d'un répartiteur d'air conventionnel. [0028] [fig.2] est une vue schématique d'une installation de nettoyage destinée à la mise en oeuvre du procédé de l'invention. [0029] [fig.3] est un diagramme représentant l'évolution dans le temps de la pression du fluide en aval des vannes à ouverture rapide de l'installation de la figure 1. [0030] En référence à la figure 1, il est représenté un répartiteur d'air 20 de type conventionnel. Ce répartiteur 20 comprend notamment un conduit 23 d'entrée d'air et plusieurs conduits 22 de sortie d'air, chacun des conduits 22 étant destiné à être connecté à un conduit d'entrée d'air correspondant de la culasse du moteur. [0031] En référence à la figure 2, il est représenté une installation de nettoyage 10 conforme à l'invention. Cette installation 10 comprend notamment un premier réservoir d'air 11, d'un volume de 100 1, ledit premier réservoir 11 étant relié, au moyen d'une première conduite 12 d'entrée d'air, à un deuxième réservoir d'air 13, d'un volume de 16 1. Un régulateur de pression 15 disposé dans la première conduite 12 permet de réguler la pression d'air dans le deuxième réservoir 13 de manière à ce que cette pression soit sensiblement égale à 5 bars. Le deuxième réservoir d'air 13 est relié au moyen d'une pluralité de deuxième conduites 14 d'entrée d'air à une interface 21 d'un répartiteur d'air 20 vers laquelle débouche des conduits 22 de sortie d'air du répartiteur 20. Dans chacune des deuxièmes conduites 14 sont disposées des électrovannes 16 à ouverture rapide, l'ouverture des électrovannes 16 étant commandée par une unité de commande 17 connectée électroniquement aux électrovannes 16. L'unité de commande 17 est également connectée électroniquement à un détecteur de pression 18 positionné de telle manière à détecter la pression d'air à l'intérieur de l'interface 21. Dans une première configuration possible de l'installation de nettoyage, des conduites 19 de sortie d'air débouchant dans les deuxièmes conduites 14, en aval des électrovannes 16, pourront être ouvertes ou fermées au moyen de vannes d'ouverture/fermeture 19' de manière à permettre, respectivement à empêcher, l'échappement de l'air contenu dans le répartiteur d'air 20. En particulier, les vannes 19' pourront être ouvertes à la fin du procédé de nettoyage de manière à expulser l'air pollué par les particules recouvrant initialement les parois internes du répartiteur d'air 20 et qui ont été retirées desdites parois au cours du procédé de nettoyage mis en oeuvre par l'installation 10. Dans une deuxième configuration possible de l'installation de nettoyage, les conduites 19 et les vannes 19' pourront être absentes. Dans ce cas, l'expulsion de l'air pollué par les particules se fera au travers des orifices laissés ouverts du répartiteur d'air 20, notamment au travers du conduit 23 d'entrée d'ah-. [0032] Ce procédé de nettoyage repose sur le principe d'une ouverture très rapide des élec- trovannes 16 qui va générer une onde de choc à l'intérieur du répartiteur d'air 20. Comme représenté sur la figure 3, cette ouverture très rapide se fera avantageusement en moins de 10 msec et générera une onde de pression de 3 bars environ. Cette impulsion de pression pourra être répétée à plusieurs reprises dans un certain laps de temps, et, notamment, à deux reprises au cours d'un cycle de nettoyage d'une durée de 2.5 sec. Le débit d'air généré lors de cette ouverture pourra être supérieur à 9 MIsec, et de préférence égal à 9.6 ml/sec. [0033] Le tableau 1 ci-dessous fournit les résultats comparatifs de deux exemples de ré- partiteurs d'air soumis à des essais de propreté effectués en conformité avec la norme ISO 16232. Ces résultats présentent les quantités de particules mesurées dans le répartiteur ainsi que la répartition de ces particules en terme de gradient de granulométrie, en micromètres (mm). Le répartiteur d'air de l'exemple 1 correspond à un premier répartiteur d'air qui n'a pas été soumis au procédé de nettoyage de l'invention. Le répartiteur d'air de l'exemple 2 est identique à celui de l'exemple 1, à la différence qu'il a été soumis au procédé de nettoyage de l'invention. [0034] [Tableaux]] EXEMPLE 1 EXEMPLE 2 GAIN Gravimétrie (en mg) 50-150 um 1710 786 - 54.0 % 150-400 uni 396 112 - 71.7 % 400-500 um 41 12 - 70.7 % 500-1000 um 49 7 - 83.7 % > 1000 nm 9 2 - 77.8 % Quantité de particules 2205 919 - 58.3 % [0035] Au vu de ces résultats, il faut constater que le répartiteur d'air de l'exemple 2 présente un niveau de propreté très nettement supérieur à celui de l'exemple I. En particulier, le répartiteur d'air de l'exemple 2 possède un taux de particules inférieur à plus de la moitié du taux de particules mesuré pour le répartiteur d'air de l'exemple 1. On constate également que le répartiteur d'air de l'exemple 2 ne possède quasiment pas de particules possédant une taille supérieure à 500 mn. Le niveau de propreté atteint grâce au procédé de l'invention permet ainsi d'envisager une utilisation du répartiteur d'air de l'exemple 2 au sein d'un véhicule automobile sans qu'il soit nécessaire de soumettre ledit répartiteur d'air à des opérations de nettoyage additionnelles. [0036] Le procédé de nettoyage de la présente invention pourra s'appliquer à tout répartiteur d'air possédant plusieurs sorties d'air. Il pourra également s'appliquer à toute pièce d'un moteur de véhicule automobile traversée par un débit de fluide, notamment les raccords entrée turbo, les raccords sortie turbo ou les boîtiers de sortie d'eau. 6 [Revendication 1] REVENDICATIONSProcédé de nettoyage d'un répartiteur d'air (20), ledit répartiteur d'air (20) comprenant plusieurs sorties d'air (22) destinées à être connectées à une culasse d'un moteur à combustion interne, ledit procédé comprenant les étapes de : a. connecter de manière fluidique chacune des sorties d'air (22) dudit répartiteur d'air (20) à un réservoir de fluide (13) sous pression par l'intermédiaire d'une conduite (14) d'entrée de fluide ; h. disposer une vanne (16) à ouverture rapide dans chacune des conduites (14) d'entrée de fluide, ladite vanne (16) permettant de contrôler le débit de fluide entrant dans le répartiteur d'air (20) au niveau des sorties d'air (22) en fonction de son ouverture ; c. contrôler l'ouverture des vannes (16) à ouverture rapide de manière à accroître de manière très rapide ledit débit de fluide entrant dans le répartiteur d'air (20) au niveau des sorties d'air (22), et ainsi créer une onde de choc à l'intérieur du répartiteur d'air (20); d. évacuer le fluide ayant circulé à l'intérieur du répartiteur d'air (20) par au moins une conduite (19, 23) de sortie de fluide. [Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, caractérisé en cc que la pression dans le réservoir de fluide (13) est supérieure ou égale à 5 bars, et de préférence est égale à 5 bars. [Revendication 3] Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en cc que le volume du réservoir de fluide (13) est compris entre 10 litres et 20 litres, et de préférence est égale à 16 litres. [Revendication 4] Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en cc que le fluide contenu dans le réservoir de fluide (13) est de l'air. [Revendication 5] Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en cc que, lors de l'étape c), le temps d'ouverture des vannes (16) est inférieur à 10 msec et le débit de fluide généré lors de cette ouverture est supérieur à 9 mIsec, et de préférence égal à 9.6 m7sec. [Revendication 6] Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape c) est répétée entre deux et dix fois après un temps de pause 7 [Revendication 7] de 2.5 sec avant d'effectuer l'étape d), et, de préférence, est répétée deux fois après un temps de pause de 2.5 sec avant d'effectuer l'étape d). Installation de nettoyage (10) destinée à la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant : - un réservoir de fluide (13) sous pression ; - plusieurs conduites (14) d'entrée de fluide connectées de manière fluidique au réservoir de fluide (13) sous pression et destinées à être connectées de manière fluidique aux sorties d'air (22) d'un répartiteur d'air (20); - une vanne (16) à ouverture rapide disposée dans chacune des conduites (14) d'entrée de fluide, ladite vanne (16) permettant de contrôler le débit de fluide entrant dans le répartiteur d'air (20) au niveau des sorties d'air (22) en fonction de son ouverture ; - un détecteur de pression (18) apte à détecter la pression du fluide en aval des vannes (16) à ouverture rapide ; - un dispositif de contrôle (17) apte à recevoir le signal détecté par le détecteur de pression (18) et à contrôler l'ouverture de chacune des vannes (16) en fonction dudit signal de manière à créer une onde de choc à l'intérieur du répartiteur d'air (20). 8. Installation (10) selon la revendication 7, caractérisée en ce que la pression dans le réservoir de fluide (13) est supérieure ou égale à 5 bars, et de préférence est égale à 5 bars. 9. Installation (10) selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le volume du réservoir de fluide (13) est compris entre 10 litres et 20 litres, et de préférence est égal à 16 litres. 10. Installation (10) selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que les vannes (16) à ouverture rapide sont aptes à s'ouvrir en moins de 10 msec et à générer un débit de fluide supérieur à 9 m3/sec lors de leur ouverture.