Brevet FR3089569A1 — publié le 20200612

Description Titre de l'invention : BOITE D'ENTRÉE D'AIR DE RÉPARTITEUR [0001] L'invention concerne une boîte ou tubulure d'entrée d'air de répartiteur d'admission d'air dans un moteur à combustion interne. [0002] L'invention concerne aussi un système de répartiteur, un moteur à combustion, et un véhicule comprenant une telle boîte d'entrée d'air de répartiteur. [0003] Afin de réduire les émissions (le gaz polluants et nocifs pour la santé, les moteurs thermiques comprennent un refroidisseur à eau de l'air de suralimentation permettant de réguler la température de l'air en entrée du moteur. Ces échangeurs peuvent être intégrés au répartiteur. [0004] Afin d'obtenir un refroidissement optimal de l'air, il est préférable que dans l'échangeur thermique, la vitesse de l'air et sa répartition soit le plus homogène possible. [0005] L'architecture des moteurs actuels impose une ligne d'admission d'air formant un coude juste en amont du répartiteur d'air. Ceci crée des hétérogénéités dans le répartiteur et donc un échange de chaleur non optimal. [0006] Le but de l'invention est de fournir un système d'admission d'air de répartiteur permettant d'homogénéiser la vitesse et la répartition des gaz entrant dans l'échangeur ou le répartiteur du moteur thermique. [0007] L'invention concerne un connecteur d'admission connecté audit boitier qui comporte un tube d'amenée des gaz d'admission selon une première direction prolongée par unc première portion de guidage comportant unc paroi plane perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à la direction d'admission des gaz dans le boitier d'admission. L'invention concerne également un système d'admission d'air pour moteur thermique comprenant un boitier d'admission d'air destiné à être connecté à une culasse du moteur définissant une direction d'admission des gaz dans le boitier d'admission et un connecteur selon l'invention. [0008] Dans un mode de réalisation, la première portion de guidage comprend une portion sensiblement en forme de tronc de prisme droit, et dont une face du tronc de prisme droit est la paroi plane. [0009] Dans un mode de réalisation, la première portion de guidage présente une section de passage de gaz dont l'aire est croissante dans le sens de circulation des gaz. [0010] Dans un mode de réalisation, la première portion de guidage comprend un déflecteur agencé en amont de la paroi plane. [0011] Dans un mode de réalisation, la première portion de guidage est apte à diriger et à 2 répartir les gaz sur toute la section de passage aval du connecteur. [0012] Dans un mode de réalisation, le connecteur est fixé au boiticr d'admission d'air. [0013] Dans un mode de réalisation, le connecteur est connecté à une seconde portion de guidage dont l'aire de la section de passage amont est sensiblement égale à l'aire de la section de passage aval du boîtier. [0014] Dans un mode de réalisation, la seconde portion de guidage comprend une face frontale comprenant une première partie plane s'étendant depuis la première portion de guidage pour dévier les gaz et une deuxième partie plane présentant un angle supérieur à 30° avec la première portion plane et présentant un angle de 90° ou d'environ 90° avec la direction d'admission des gaz. [0015] Dans un mode de réalisation, la seconde portion de guidage est fixée à la première portion de guidage par des éléments de fixation. [0016] Dans un mode de réalisation, le tube d'amenée et la première portion de guidage sont réalisés en une seule pièce monobloc. [0017] L'invention concerne également un moteur à combustion comprenant un système d'admission d'air selon l'invention. [0018] L'invention concerne enfin un véhicule, notamment un véhicule automobile comprenant un moteur selon l'invention. [0019] Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, deux modes de réalisation d'un connecteur d'admission. [0020] [fig.1] La figure 1 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'une boîte d'entrée d'air de répartiteur. [0021] [fig.2] La figure 2 est une vue en coupe du premier mode de réalisation de la boîte d'entrée d'air de répartiteur selon la figure 1 couplée à un échangeur de chaleur. [0022] [fig.3] La figure 3 est une vue en perspective du premier mode de réalisation de la boîte d'entrée d'air selon la figure 1 couplée à un échangeur de chaleur. [0023] [fig.4] La figure 4 est une vue du dessus du premier mode de réalisation de boîte d'entrée d'air couplée à un échangeur. [0024] [fig.SA] La figure SA est une vue de face d'une boîte d'entrée d'air selon un deuxième mode de réalisation où une première portion de guidage de la boîte est désaxée relativement à une seconde portion de guidage. [0025] [fig.SB] La figure 5B est une vue en perspective du deuxième mode de réalisation de boîte 3 d'entrée d'air couplée à un répartiteur. [0026] [fig.6] La figure 6 représente un véhicule comprenant un moteur thermique comprenant une boîte d'entrée d'air d'échangeur en amont en amont d'un répartiteur selon un mode de réalisation de l'invention. [0027] [fig.7] La figure 7 est une vue en perspective d'un système deuxième mode de réalisation du système d'entré d'air selon l'invention dans lequel la direction d'entré et parallèle à la direction de sortie des gaz [0028] [fig.8] La figure 8 est une vue de coupe du deuxième mode de réalisation du système selon l' invention. [0029] Un premier mode de réalisation d'un connecteur (aussi appelé «boîte d'entrée d'air » dans la suite de la description) d'un boiticr intégrant un échangeur-répartiteur est décrit ci-après en référence aux figures 1 à 4. [0030] La boîte d'entrée d'air 1 comprend une pluralité d'élément pour guider des gaz d'admission vers un l'altier d'admission 13 enveloppant un échangeur prolongé par un répartiteur d'admission. Notamment, la boîte d'air 1 permet avantageusement de modifier la direction du flux des gaz d'admission selon une plage d'angle importante pouvant varier environ de 90° à 180° entre la direction A du flux en amont de l'entrée de la boîte et la direction du flux de la boîte, le flux d'air peut arriver vers le boitier contreflux ou en sens opposé au flux d'air du boitier entrant à l'admission dans le moteur. [0031] Par le terme « environ », on entend ici et dans le reste de la demande à 15% près, pré- férentiellement à 10% près. [0032] La boîte d'entrée 1 comprend également des déflecteurs et des portions de guidage permettant d'agrandir la section de passage des gaz le long de leur trajet dans la boîte pour déboucher dans le répartiteur et permettant de fournir un flux de gaz homogène sur toute la section du répartiteur. [0033] La boîte d'entrée d'air 1 comprend un tube de guidage ou un tube d'amené 2 des gaz d'admission. [0034] Le tube d'amené 2 est de forme cylindrique ou sensiblement cylindrique. Le tube peut être cylindrique à section de passage de gaz circulaire ou carrée ou rectangulaire ou ovale. De préférence, l'aire de la section de passage des gaz est constante ou sensiblement constante entre l'entrée et la sortie du tube d'amené 2. Le tube d'amené 2 guide les gaz d'admission selon une première direction A. [0035] Le tube d'amené 2 comprend une entrée pour l'arrivée des gaz. L'entrée comprend une bride de fixation 16. La bride de fixation autorise avantageusement la fixation de la boîte d'entrée 1 à une ligne d'air haute pression, par exemple à un boîtier papillon. [0036] Le tube d'amené 2 comprend une sortie débouchant dans une entrée d'une première portion de guidage 3. La première portion de guidage 3 comprend au moins un déflecteur pour dévier les gaz provenant du tube 2 vers une deuxième direction B. La première portion de guidage 3 comprend une sortie débouchant dans une entrée d'une seconde portion de guidage 4. [0037] La deuxième direction B est différente de la première direction A. Préférentiellement, la première direction A présente un angle avec la deuxième direction B d'environ 45°. [0038] La première portion de guidage 3 a préférentiellement une face frontale 7 ayant unc forme de trapèze. La première portion de guidage 3 comprend une face frontale 7. La face frontale 7 est la face de la première portion de guidage 3 qui croise ou qui fait face à la direction A des gaz dans le tube d'amené 2. Préférentiellement, la première portion de guidage comprend une portion sensiblement en forme de tronc de prisme droit. Une des faces de ladite portion en forme de tronc de prisme droit est la face frontale 7. [0039] Par une forme en tronc de prisme droit, on entend une forme de prisme droit dont deux faces opposées sont manquantes pour laisser circuler les gaz à travers ladite portion sensiblement en forme de tronc de prisme droit. [0040] La première portion de guidage 3 dévie ainsi les gaz issus du tube d'amené 2 d'environ 45°. [0041] La face frontale 7 est une face plane ou sensiblement plane. La planéité de cette face frontale 7 autorise avantageusement l'optimisation de l'espace occupé par la boîte d'entrée d'air 1 et optimise la déviation des gaz vers une seconde portion de guidage 4. La face frontale plane 7 est un déflecteur. [0042] L'aire de de la section de passage des gaz de la première portion de guidage 3 est par exemple croissante de l'entrée vers la sortie de la première portion. [0043] De préférence, la géométrie de la section de passage des gaz évolue le long de la première portion de guidage, par exemple continûment et/ou progressivement. A l'entrée de la première portion de guidage, la géométrie de la section de passage des gaz est de préférence identique à la géométrie de la section de passage des gaz en sortie du tube. A la sortie de la première portion de guidage, la géométrie de la section de passage des gaz est de préférence rectangulaire ou sensiblement rectangulaire. Par exemple, la longueur de la section de passage des gaz est comprise entre environ 10 fois et 20 fois la largeur de la section de passage, préférentiellement est égale à environ 15 fois la largeur de la section de passage. De préférence, l'aire de la section de passage augmente entre 0% et 100% entre l'entrée et la sortie de la seconde portion de guidage. [0044] La section de la première portion de guidage 3 peut comprendre un côté appartenant à la face frontale et deux cotés latéraux adjacents 8 à la face frontale. Dans un mode de réalisation, les longueurs des côtés latéraux de la section peuvent être constantes le long de la première portion de guidage et la longueur du côté appartenant à la face frontale 7 augmente depuis le tube d'amené 2 vers la seconde portion de guidage 4. Préférentiellement, la longueur du côté appartenant à la face frontale 7 augmente de façon linéaire depuis le tube 2 vers la seconde portion de guidage 4. [0045] La face frontale 7 présente préférentiellement une forme trapézoïdale. La première portion de guidage comprend aussi une face arrière 7' sensiblement parallèle à la face frontale. La face frontale 7 est préférentiellement une paroi plane. La paroi plane est perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à la troisième direction C correspondant à la direction des gaz à la sortie du connecteur 1. [0046] La première portion de guidage 3 comprend au moins deux faces latérales 8 ad- jacentes à la face frontale. Ces deux faces latérales 8 ne sont pas parallèles. Ces deux faces latérales sont des déflecteurs et sont conçues pour s'éloigner l'une de l'autre de manière à augmenter la section de la première portion de guidage 3 en direction de la seconde portion de guidage. [0047] Ces faces latérales 8 dévient les gaz d'admission provenant du tube d'amené 2 de manière à disperser les gaz sur toute la section de la première portion de guidage 3. Préférentiellement, les faces latérales 8 dévient les gaz sur un plan parallèle à la face frontale plane 7. [0048] Préférentiellement, les faces latérales présentent un angle avec la deuxième direction B compris entre environ 30° et environ 70°. [0049] Ainsi, la face frontale 7 plane autorise la déviation des gaz vers une entrée de la seconde portion, et les faces latérales 8 autorisent une dispersion des gaz sur toute la section de la première portion de guidage. [0050] De préférence, les faces frontale 7, arrière 7' et latérales 8 sont planes ou sen- siblement planes. Les faces sont de préférence raccordées les unes aux autres par des congés. [0051] Dans un mode de réalisation, le tube de guidage 1 et la première portion de guidage 3 sont réalisés en une seule pièce monobloc. [0052] La sortie de la première portion de guidage 3 débouche sur l'entrée de la seconde portion de guidage 4. La seconde portion de guidage 4 comprend au moins un déflecteur pour dévier les gaz provenant de la première portion de guidage 3 vers une troisième direction C. [0053] La troisième direction C est différente de la deuxième direction B. Préféren- tiellement, la troisième direction C présente un angle d'environ 90° avec la deuxième direction B. [0054] La troisième direction C est différente de la première direction A. Préférentiellement, la première direction A présente un angle avec la troisième direction C d'environ 140°. 6 [0055] La seconde portion de guidage 4 comprend une sortie ou ouverture 14 apte à coopérer avec un l'échangeur du boîtier d'admission 13, en particulier une entrée de répartiteur. [0056] La seconde portion de guidage 4 comprend une section de passage de gaz croissante, depuis l'entrée de la seconde portion de guidage 3 jusqu'à la sortie 14 de la seconde portion de guidage. [0057] La seconde portion de guidage 4 comprend une face frontale conçue pour être adjacente, en particulier raccordée continûment, à la face frontale 7 de la première portion de guidage 3. La face frontale de la seconde portion de guidage comprend une première partie 9 et une deuxième partie 10. La première partie 9 peut être adjacente à la face frontale 7 de la première portion de guidage 3. La première partie 9 est disposée entre la face frontale 7 de la première portion de guidage 3 et la deuxième partie 10. [0058] La première partie 9 permet de dévier les gaz provenant de la première portion de guidage 3. La première partie 9 peut être une surface plane ou sensiblement plane. La première partie 9 présente un angle avec la deuxième direction pour dévier les gaz. Cet angle peut être d'environ 45°. [0059] La seconde portion de guidage 4 peut comprendre également au moins un déflecteur latéral 6 permettant de dévier les gaz sur les côtés latéraux de la seconde portion de guidage 4 adjacents à la première face 9. Le au moins un déflecteur latéral 6 permet de dévier les gaz selon une composante orthogonale aux directions A, B et C. [0060] Ainsi, le long de la première partie 9, la longueur de la section selon la direction per- pendiculaire aux directions B et C est croissante. [0061] La deuxième partie 10 de la seconde portion de guidage 4 est plane ou sensiblement plane. La deuxième partie 10 présente un angle avec la première partie 9 d'au moins environ 30°, préférentiellement d'environ 45°. La deuxième partie 10 présente également un angle d'environ 90° avec la troisième direction C. La deuxième partie 10 est sensiblement parallèle au plan orthogonal à la troisième direction C de manière à dévier une partie des gaz vers une partie inférieure de l'ouverture 14. [0062] Par « partie inférieure », on désigne ici la partie la plus éloignée du tube de guidage selon la deuxième direction B. [0063] La première partie 9 et la deuxième partie 10 de la seconde portion de guidage 4 peuvent être raccordées l'une à l'autre par une partie courbée 17. [0064] De préférence, la géométrie de la section de passage des gaz évolue le long de la seconde portion de guidage, par exemple continûment et/ou progressivement. A l'entrée de la seconde portion de guidage, la géométrie de la section de passage des gaz est de préférence identique à la géométrie de la section de passage des gaz en sortie de la première portion de guidage. A la sortie de la seconde portion de guidage, la géométrie de la section de passage des gaz est de préférence rectangulaire ou sen- 7 siblement rectangulaire, préférentiellement, ladite section correspond à la section de l'entrée du boîtier d'admission. Par exemple, la longueur de la section de passage des gaz est comprise entre 3 fois et 10 fois la largeur de la section de passage. Dc préférence, l'aire de la section de passage peut être constante ou peut augmenter jusqu'à 10 fois entre l'entrée et la sortie de la seconde portion de guidage. [0065] Dc préférence, les première et deuxième parties 9, 10 de face sont planes ou sen- siblement planes. De préférence, les faces latérales 6 sont planes ou sensiblement planes. Les faces sont de préférence raccordées les unes aux autres par des congés. [0066] Dc préférence, là seconde portion de guidage 4 ne forme pas une pièce monobloc avec la première portion de guidage 3 et le tube d'amené 2. Dc préférence, la seconde portion de guidage 4 est rapportée ou fixée sur la première portion de guidage 3. [0067] La première portion de guidage peut être disposée centrée sur la seconde portion de guidage comme illustré sur les figures 3 et 4. [0068] Dans un autre mode de réalisation alternatif illustré sur les figures SA et SB, la première portion de guidage 3 peut être disposée non centrée ou désaxée sur la seconde portion de guidage 4. Dans ce cas, la seconde portion de guidage 4 peut ne comprendre qu'un seul déflecteur latéral 6. [0069] La seconde portion de guidage 4 peut être fixée à la première portion de guidage 3 par des éléments de liaison ou de fixation 18 comme illustré sur la figure SB. Les éléments de fixation 18 peuvent comprendre une bride de fixation et / ou des systèmes de vis / écrous. [0070] Dans un deuxième mode de réalisation illustré sur les figures 7 et 8, la première direction d'entrée des gaz à l'entrée du tube d'amené 2 est sensiblement parallèle à la direction d'admission des gaz ou à la troisième direction C. La première portion de guidage 3 comprend un déflecteur 19 agencé en amont de la paroi plane 7. De plus, la première portion de guidage 3 comprend une portion sensiblement en forme de prisme ou de prisme droit. L'entré et la sortie de la portion 3 en forme de prisme droit sont comprises sur une même face dudit prisme droit, préférentiellement sur la face opposée à la paroi plane 7. [0071] L'invention concerne également un système 11 comprenant un répartiteur d'air 13 couplé à la boîte d'entrée d'air 1 de répartiteur selon l'invention pour récupérer les gaz sortant de ladite boîte d'entrée d'air 1. Le répartiteur est préférentiellement couplé à l'ouverture 14 de la seconde portion de guidage 4 de ladite boîte d'entrée d'air 1 pour récupérer les gaz sortant de ladite seconde portion de guidage 4. [0072] Le répartiteur comprend préférentiellement un échangeur de chaleur tel qu'un échangeur à eau pour le refroidissement de l'air provenant de la boîte d'entrée d'air 1. [0073] L'invention concerne également un moteur thermique 20 ou un moteur à combustion comprenant un tel système ou comprenant une ligne d'admission d'air haute pression 8 comprenant une hotte d'entrée d'air 1 selon l'invention. [0074] L'invention concerne également un véhicule 21 comprenant un tel moteur 20. [0075] Par « section ». on entend ici la section de la hotte d'entrée définie perpendicu- lairement à la direction ou à la direction moyenne du flux de gaz. 9