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Dispositif d'admission d'air pour moteur à combustion interne
La présente invention concerne un dispositif d'admission d'air pour moteur à combustion interne à cylindres. Ces moteurs, utilisés couramment dans la plupart des véhicules tels qu'automobiles et camions, sont habituellement alimentés en air par un système d'admission comprenant plusieurs éléments distincts . interconnectés au moyen de canalisations, tels que par exemple un filtre à air destiné à retenir d'éventuelles poussières, un boîtier papillon destiné à ajuster le débit d'air fourni au moteur, et un répartiteur destiné à distribuer l'air vers plusieurs tubulures d'admission alimentant en air chacun des cylindres du moteur.
Le fait que ces éléments soient distincts en accroît le coût et le volume total, en complique le montage, et accroît les risques de fuites
Par ailleurs, de tels moteurs comprennent généralement une pièce, dénommée cache-culasse, servant à isoler de l'extérieur du moteur les cames commandant l'ouverture et la fermeture des soupapes d'admission et d'échappement, et autres organes similaires. Ce cache-culasse, fixé classiquement à la partie supérieure du moteur, en accroît le volume global. Afin d'éliminer les éventuelles vapeurs combustibles et/ou huileuses s'accumulant sous le cache-culasse durant le fonctionnement du moteur, une canalisation relie généralement le cache-culasse au système d'admission, afin que lesdites vapeurs soient brûlées dans le moteur.
Ceci accroît encore la complexité du système d'admission.
En vue notamment de réduire le nombre de pièces à assembler lors du montage final des véhicules munis d'un moteur à combustion interne à cylindres, la présente invention vise à fournir un dispositif d'admission d'air intégrant la plupart des éléments essentiels d'un système d'admission d'air, et servant en outre de cache-culasse.
Dès lors, un premier objet de la présente invention concerne un boîtier hermétique pour dispositif d'admission d'air d'un moteur à combustion interne à cylindres, comprenant un orifice d'entrée d'air et plusieurs orifices de sortie, ledit boîtier étant conçu pour recevoir notamment un filtre à air, une vanne de réglage du débit d'air, et un répartiteur auquel sont raccordés les orifices de sortie, ledit boîtier comprenant un évidement latéral servant de cache-culasse pour le moteur
Ce boîtier peut être réalisé en tout matériau approprié, avantageusement, il est essentiellement constitué d'au moins une matière thermoplastique Par matière
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thermoplastique, on entend désigner tout polymère thermoplastique ou mélange de tels polymères, comprenant éventuellement un ou plusieurs additifs tels que lubrifiants, stabilisants,
pigments, matières de charge ou de renforcement, etc. On préfère utiliser un ou plusieurs polymère choisi parmi les polyoléfines, les
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polyamides, le polysulfure de phény ! ène, tes po ! yary ! amides et les po ! yphta) amides, et tout particulièrement parmi les polyamides et les polymères du propylène. La ou les matières thermoplastiques utilisées peuvent être mises en oeuvre par toute technique appropriée, par exemple par moulage par injection . S'il est avantageux que la plus grande partie du boîtier soit constituée d'au moins une matière thermoplastique, ceci n'exclut pas la présence de pièces spécifiques (inserts, vis, clips, ressorts, etc. ) constituées d'autres matériaux, par exemple d'un ou plusieurs métaux.
La partie du boîtier essentiellement constituée de matière (s) thermoplastique (s) ne constitue pas forcément une pièce unique. Au contraire, il est souvent préférable de la réaliser par assemblage (par exemple collage, soudage, vissage, encliquetage, etc. ) de plusieurs pièces élémentaires
Le boîtier de l'invention est destiné à constituer l'élément principal d'un dispositif d'admission d'air pour moteur à combustion interne. Un tel dispositif vise à distribuer un flux d'air aux différents cylindres d'un moteur, après notamment l'avoir filtré et en avoir réglé le débit. L'air pénètre dans le dispositif par l'orifice d'entrée d'air, et en ressort par les orifices de sortie, auxquels sont raccordées des tubulures amenant l'air à chacun des cylindres du moteur.
Ces tubulures sont généralement fixées au dispositif de manière amovible (par exemple par vissage ou clipsage). Le boîtier de l'invention permet de réaliser un tel dispositif d'une manière aisée, peu encombrante et peu coûteuse
A ces fins, le boîtier de l'invention est conçu pour recevoir les organes susmentionnés (filtre à air, etc.), c'est-à-dire que le boîtier a une forme et des dimensions appropriées, et qu'il comprend des moyens de fixation (par exemple des nervures, rainures, protubérances, filetages, encoches, inserts, etc) permettant de fixer ces organes dans le boîtier. Ces moyens de fixation peuvent faire partie intégrante du boîtier ou lui avoir été fixés après sa fabrication, par exemple par soudage ou collage.
De même, le boîtier comporte des moyens de cloisonnement, subdivisant ou permettant de subdiviser son volume intérieur en différentes zones séparées hermétiquement les unes des autres (ce qui n'exclut naturellement pas que des orifices ou des canalisations assurent une communication de certaines de ces zones entre elles ou avec des organes extérieurs) Ces moyens de cloisonnement peuvent par exemple consister en des
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rainures ou nervures auxquelles pourront être ultérieurement fixées des plaques, par exemple par collage ou par soudage Une ou plusieurs plaques servant de moyens de cloisonnement peuvent encore faire partie intégrante du boîtier.
Dans le cas de moteurs comprenant plusieurs soupapes d'admission par cylindre, on peut prévoir un orifice de sortie et une tubulure pour chaque soupape d'admission, ou encore utiliser des tubulures se dédoublant, permettant d'alimenter plusieurs soupapes d'admission à partir d'un même orifice de sortie Avantageusement, le boîtier comprend au moins deux orifices de sortie pour .
chaque cylindre, les différents orifices correspondant à un même cylindre étant raccordés à celui-ci par des tubulures de longueurs différentes, ainsi qu'un obturateur commun (à plusieurs voies) permettant d'imposer à l'air un trajet de longueur variable (cependant identique pour chaque cylindre à un moment donné), par exemple en fonction du régime du moteur, sous le contrôle d'un calculateur Le cas échéant, cette variante peut s'appliquer à chaque soupape d'admission si chaque cylindre comporte plusieurs soupapes d'admission
Le filtre à air peut être de tout type, et constitue un organe bien connu en tant que tel ; il comprend par exemple une feuille de feutre ou une feuille de papier plissée.
Pour en assurer la rigidité mécanique, le filtre peut être muni d'éléments de renforcement, par exemple d'un treillis métallique ou de matière plastique ; le filtre peut encore être déposé sur un support disposé dans le boîtier ou en faisant partie. A cette fin, il est avantageux que le boîtier comprenne un support destiné à supporter le filtre à air. Ce support peut par exemple consister en une nervure ou en un rebord périphériques faisant partie de la paroi du boîtier.
Le filtre à air peut être plan, séparant longitudinalement le boîtier en une partie amont et une partie aval par rapport au filtre ; il peut également être cylindrique (ou avoir toute forme topologiquement équivalente, par exemple celle d'une bande rectangulaire), l'entrée de l'air se faisant par exemple par le centre du cylindre. En vue de permettre un remplacement aisé du filtre, le boîtier comporte avantageusement une partie amovible, par exemple un couvercle vissé ou clipsé, permettant d'accéder au filtre et pouvant en outre, éventuellement, assurer son immobilisation par compression. Afin d'accroître son efficacité, le filtre est souvent muni d'un ou plusieurs joints empêchant toute fuite latérale.
Si le filtre à air est de grandes dimensions et si la vanne de réglage du débit d'air est disposée approximativement en regard de son centre, il peut être avantageux que la vanne-ou plus précisément l'une de ses parties fixes, par exemple un éventuel tronçon de canalisation dans lequel l'élément obturant de la
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vanne serait installé-soit munie d'une ou plusieurs protubérances permettant de soutenir le filtre en son centre.
La vanne de réglage du débit d'air est de préférence disposée en aval du filtre à air ; elle peut être de tout type connu. On peut notamment utiliser une vanne papillon, bien connue dans le secteur automobile, comprenant un disque rigide pivotant autour d'un axe et pouvant obturer un orifice que doit obligatoirement emprunter l'air. A cette fin, le boîtier comprend avantageusement une paroi séparant le répartiteur de la partie du boîtier où est installé le filtre à air, ladite paroi comportant un orifice apte à recevoir la vanne.
De préférence, cet orifice est prolongé par un tronçon de canalisation, dans lequel peut être installée la vanne, ou plus précisément son obturateur, c'est-à-dire sa partie mobile La vanne est commandée soit directement, par exemple par un organe de commande électromécanique installé à l'intérieur du boîtier (cet organe étant relié électriquement à un circuit de commande intérieur ou extérieur au boîtier), soit indirectement, par exemple au moyen d'une tringle ou d'un câble flexible la reliant mécaniquement à un mécanisme extérieur. La vanne peut en outre présenter des caractéristiques accessoires bien connues dans le domaine, elle peut notamment comprendre un bypass de ralenti.
Le répartiteur, placé en aval du filtre à air et de la vanne de réglage, est un simple volume servant à distribuer l'air vers les différents orifices de sortie, qui y débouchent. Bien qu'en principe l'air n'y pénètre que par l'intermédiaire de la vanne de réglage susmentionnée, on peut prévoir par exemple une entrée auxiliaire par laquelle une partie des gaz d'échappement (sous le contrôle d'une autre vanne) peut être introduite dans le répartiteur en vue d'être soumise à une nouvelle combustion (fonction EGR-"exhaust gas recirculation").
Par ailleurs, on peut encore munir le répartiteur d'un ou plusieurs piquages, c'est-à-dire d'un ou plusieurs orifices permettant de mettre le répartiteur en communication avec d'autres organes extérieurs au boîtier, en vue par exemple d'aspirer les vapeurs d'essence provenant d'un canister associé au réservoir à carburant, ou encore de mesurer la dépression régnant dans le répartiteur, de transmettre cette dépression à un éventuel régulateur de pression du carburant, de fournir un vide partiel à un système de freinage assisté ("master-VAC") ou à une vanne de recirculation des gaz d'échappement (EGR), etc.
Selon une variante avantageuse, l'une des parois du répartiteur forme une partie d'une paroi extérieure du boîtier, et est constituée d'une plaque latérale que l'on fixe au reste du boîtier (par exemple par soudage), préalablement fabriqué
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Cette variante permet de mouler par injection une pièce (démoulable) à laquelle il suffira de fixer une telle plaque latérale ainsi qu'un couvercle (permettant d'accéder au filtre à air, comme exposé ci-dessus) pour obtenir ledit boîtier.
Les orifices de sortie peuvent éventuellement être munis de tronçons de canalisation s'étendant à l'intérieur du boîtier. Cette variante est avantageuse dans la mesure où, pour des raisons de dynamique des fluides (résonance, etc.), il est souvent nécessaire de donner aux tubulures une longueur supérieure à un certain seuil, tout en limitant l'encombrement de ces tubulures dans le compartiment du . moteur. Par ailleurs, les orifices de sortie peuvent également être éventuellement munis de tronçons de canalisation s'étendant à l'extérieur du boîtier, en vue par exemple de faciliter la connexion des tubulures lors de l'assemblage final.
L'évidement latéral du boîtier servant de cache-culasse a une forme et des dimensions lui permettant effectivement de jouer ce rôle, c'est-à-dire d'abriter les cames commandant l'ouverture et la fermeture des soupapes du moteur, et autres organes similaires. Cet évidement doit être substantiellement hermétique vis-à-vis de l'intérieur comme de l'extérieur du boîtier, ou du moins le boîtier doit être conçu de façon à permettre de créer un tel évidement hermétique. A cette fin, le boîtier peut comporter des éléments tels que des nervures ou rainures, permettant d'y fixer (par exemple par collage ou soudage) une plaque de séparation ; alternativement, une telle plaque peut également faire partie intégrante du boîtier.
Bien que la séparation entre l'évidement et l'intérieur du boîtier soit décrite comme hermétique, il est toutefois avantageux que ledit évidement soit raccordé au répartiteur de manière à ce que les vapeurs s'accumulant sous le cache-culasse pendant le fonctionnement du moteur soient aspirées dans le répartiteur en vue d'être brûlées dans le moteur. Ce raccordement peut se faire au moyen d'une canalisation appropriée. Lorsque le répartiteur est adjacent à l'évidement et n'en est séparé que par une paroi, ce raccordement peut aisément se réaliser au moyen d'un ou plusieurs simples orifices percés dans cette paroi. Cette paroi peut faire partie intégrante du boîtier, ou y être fixée par soudage, collage, vissage ou par une technique similaire.
Il est avantageux qu'un déshuileur soit interposé entre l'évidement latéral et le répartiteur, afin d'empêcher que des gouttelettes d'huile ne soient aspirées dans le répartiteur Un tel déshuileur, bien connu en tant que tel, peut notamment comprendre des chicanes De plus, le boîtier peut être muni d'un orifice obturable permettant de remplir aisément d'huile le carter (c'est-à-dire la culasse) du moteur
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De manière connue en soi, le boîtier est muni, généralement à la périphérie de l'évidement latéral servant de cache-culasse, de moyens permettant de fixer le boîtier sur un moteur. Ces moyens peuvent notamment consister en une bride munie d'orifices, permettant une fixation par boulons. Un joint d'étanchéité peut avantageusement être interposé entre le boîtier et le moteur.
Un autre objet de la présente invention concerne un dispositif d'admission d'air pour moteur à combustion interne à cylindres, comprenant un boîtier hermétique tel que décrit ci-dessus, contenant notamment un filtre à air, une vanne de réglage du débit d'air, et un répartiteur auquel sont raccordés les orifices de sortie ledit boîtier comprenant un évidement latéral servant de cache-culasse pour le moteur.
De préférence, le dispositif également est essentiellement constitué d'au moins une matière thermoplastique, sans exclure la présence de pièces spécifiques (vanne papillon, inserts, vis, clips, ressorts, etc. ) constituées d'autres matériaux, par exemple de métaux.
Des détails concernant le filtre à air, la vanne de réglage et le répartiteur ont été donnés ci-dessus.
Outre ces différents organes, on peut avantageusement intégrer au dispositif un calculateur assurant notamment la commande de la vanne de réglage du débit d'air, ledit calculateur étant muni d'un capteur de pression s'étendant dans le répartiteur et mesurant la pression qui y règne. L'un des avantages de cette variante est qu'elle rend superflu le montage séparé d'un capteur de pression dans le répartiteur, et son raccordement au calculateur par un câble Le calculateur peut par exemple être enfiché dans le boîtier par un orifice pratiqué dans une partie de sa paroi commune au répartiteur, le calculateur étant au moins partiellement accessible depuis l'extérieur dudit boîtier de façon à pouvoir aisément le raccorder à d'autres organes et/ou l'extraire en cas de besoin. Dans un tel cas, un joint d'étanchéité peut être requis.
Le calculateur peut également être connecté à un ou plusieurs organes internes au dispositif de l'invention, par exemple à un organe électromécanique commandant l'ouverture de la vanne de réglage du débit d'air.
Le dispositif décrit ci-dessus répond aux objectifs initialement énumérés-il permet une réduction du nombre de pièces constituant le système d'admission d'un moteur à combustion interne, ce qui entraîne un gain de poids et de volume (d'où un coût inférieur) ainsi qu'un assemblage final au moteur plus rapide
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Un autre objet de la présente invention concerne dès lors un moteur à combustion interne à cylindres, auquel est associé un dispositif d'admission d'air tel que défini ci-dessus, servant en outre de cache-culasse, et dont les orifices de sortie sont raccordés aux cylindres du moteur par des tubulures.
L'orifice d'entrée, par où pénètre l'air, peut déboucher directement à l'air libre ; il peut également être relié par une canalisation à la sortie d'un autre organe disposé en amont, tel que par exemple un organe d'insonorisation DESCRIPTION DES DESSINS
Les figures annexées illustrent de façon non limitative différentes variantes de réalisation de l'invention, qui ont été réalisées à titre d'exemple.
La figure 1 représente schématiquement, en élévation, une coupe d'un dispositif conforme à l'invention. La figure 2 représente une coupe du même dispositif vu de profil. Les figures 3 et 4 représentent, en coupe de profil, d'autres dispositifs conformes à l'invention Ces figures sont schématiques et ne représentent pas tous les détails de réalisation, par exemple, elles ne décrivent pas les détails du raccordement des tubulures aux orifices de sortie (par encliquetage ou vissage, etc.).
Le dispositif comprend un boîtier (1) en matière thermoplastique dans lequel l'air pénètre par un orifice d'entrée d'air (2). L'air est tout d'abord filtré par un filtre à air (3) ; ensuite il traverse une vanne papillon (4) permettant d'en régler le débit (dont le mécanisme de commande n'est pas représenté), puis il arrive dans un répartiteur (5) comprenant 4 orifices de sortie (6), reliés chacun à un cylindre du moteur (non représenté) par une tubulure (7). A la figure 2, on constate que ces tubulures sont prolongées à l'intérieur du répartiteur par des tronçons de canalisations.
Ce dispositif est destiné à être monté sur un moteur à combustion interne à cylindres ; à cette fin, un évidement (8), pratiqué sur le côté inférieur du boîtier (1) et séparé de l'intérieur du boîtier (1) par une paroi (9), sert de cache-culasse du moteur, permettant d'isoler du milieu extérieur les cames commandant les soupapes du moteur, et/ou d'autres organes similaires.
Le dispositif de la figure 3 est particulièrement compact, grâce au fait que la vanne papillon (4) est disposée sur le côté du répartiteur (5), et non au-dessus, ce qui permet de réduire la hauteur totale du dispositif On a en outre représenté sur la figure 3 un déshuileur (12), interposé entre l'évidement (8) et le répartiteur (5)
A la figure 4, le dispositif de l'invention est muni d'un calculateur (10), inséré dans un orifice pratiqué dans la paroi extérieure du boîtier (maintenu en place par
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des moyens non représentés), et comportant un capteur (13) s'étendant dans le répartiteur (5) et permettant de mesurer la pression qui y règne Des joints assurent l'étanchéité du boîtier et du répartiteur.
(Le calculateur ne s'étend naturellement pas sur toute la longueur du dispositif-perpendiculairement au plan de la figure-, sans quoi l'air ne pourrait pas circuler du filtre à air vers le répartiteur)
La paroi du boîtier dans laquelle sont pratiqués les orifices de sortie (6) n'est pas commune au répartiteur, et un tronçon de canalisation (11) raccorde chaque orifice de sortie (6) au répartiteur (5). En vue de plan, ces tronçons de canalisation (11) sont disposés de part et d'autre de ! a vanne (4). En outre, les axes de ces tronçons de canalisation (11) sont disposés dans le plan de la paroi interne (9) séparant l'évidement latéral (8) de J'espace intérieur du boîtier, où circule l'air. Ces tronçons forment donc des protubérances semi-cylindriques parallèles dans chacune de ces deux zones.
La paroi latérale du répartiteur commune à la paroi extérieure du boîtier est constituée d'une plaque (14) qui y est soudée, et la paroi supérieure (15) du boîtier est amovible, permettant notamment un remplacement aisé du filtre. On notera qu'à l'exception de ces deux éléments (14-15) rapportés ultérieurement, la partie restante du boîtier constitue une pièce unique qui a été moulée par injection en une seule opération, en utilisant une installation de moulage comportant :
- un poinçon inférieur, mobile verticalement, qui a servi à former l'évidement latéral (8) et la surface inférieure de la paroi interne (9), y compris les parois inférieures (semi-cylindriques) des tronçons de canalisation (11), - un poinçon latéral droit, mobile horizontalement, qui a servi à former le répartiteur (5), y compris son orifice où sera fixée la vanne de réglage du débit (4), ainsi que la surface intérieure des tronçons de canalisation (11) reliant le répartiteur (5) aux orifices de sortie (6), et - un poinçon supérieur, mobile verticalement, qui a servi à former le reste de l'espace intérieur du boîtier (comprenant notamment le logement du filtre à air) et la surface supérieure de la paroi interne (9), y compris les parois supérieures (semi-cylindriques) des tronçons de canalisation (11),
Une fois que cette pièce a été moulée, on y a monté le filtre à air, la vanne de réglage du débit d'air (y compris le tronçon de canalisation dans lequel elle est disposée et son dispositif de commande), et les autres accessoires nécessaires au fonctionnement du dispositif. On a également percé les orifices assurant la communication de certaines zones du boîtier les unes avec les autres ou avec
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l'extérieur. Ensuite, on a rendu le répartiteur (5) définitivement hermétique vis-àvis de l'extérieur du boîtier en y soudant la plaque (14), on a fixé le couvercle (15) au boîtier, et on a inséré le calculateur (10) dans son logement.
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Air intake device for internal combustion engine
The present invention relates to an air intake device for an internal combustion engine with cylinders. These engines, commonly used in most vehicles such as cars and trucks, are usually supplied with air by an intake system comprising several distinct elements. interconnected by means of pipes, such as for example an air filter intended to retain possible dust, a butterfly box intended to adjust the air flow supplied to the engine, and a distributor intended to distribute the air towards several pipes of intake supplying air to each engine cylinder.
The fact that these elements are separate increases their cost and total volume, complicates assembly, and increases the risk of leaks.
Furthermore, such engines generally comprise a part, called a cylinder head cover, used to isolate from the outside of the engine the cams controlling the opening and closing of the intake and exhaust valves, and the like. This cylinder head cover, conventionally attached to the upper part of the engine, increases the overall volume. In order to eliminate any combustible and / or oily vapors which accumulate under the cylinder head cover during engine operation, a pipe generally connects the cylinder head cover to the intake system, so that said vapors are burned in the engine.
This further increases the complexity of the intake system.
With a view in particular to reducing the number of parts to be assembled during the final assembly of vehicles fitted with an internal combustion engine with cylinders, the present invention aims to provide an air intake device integrating most of the essential elements of an air intake system, and also serving as a cylinder head cover.
Therefore, a first object of the present invention relates to a hermetic housing for air intake device of an internal combustion engine with cylinders, comprising an air intake port and several outlet ports, said housing being designed to receive in particular an air filter, an air flow control valve, and a distributor to which the outlet orifices are connected, said housing comprising a lateral recess serving as a cylinder head cover for the engine
This box can be made of any suitable material, advantageously, it essentially consists of at least one thermoplastic material per material
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thermoplastic, is intended to denote any thermoplastic polymer or mixture of such polymers, optionally comprising one or more additives such as lubricants, stabilizers,
pigments, fillers or reinforcements, etc. It is preferred to use one or more polymers chosen from polyolefins,
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polyamides, pheny polysulfide! ene, your po! yary! amides and po! yphta) amides, and particularly among polyamides and polymers of propylene. The thermoplastic material (s) used can be used by any suitable technique, for example by injection molding. If it is advantageous that the largest part of the housing consists of at least one thermoplastic material, this does not exclude the presence of specific parts (inserts, screws, clips, springs, etc.) made of other materials, for example of one or more metals.
The part of the housing essentially made of thermoplastic material (s) does not necessarily constitute a single part. On the contrary, it is often preferable to make it by assembling (for example gluing, welding, screwing, snapping, etc.) of several elementary parts.
The housing of the invention is intended to constitute the main element of an air intake device for an internal combustion engine. Such a device aims to distribute a flow of air to the different cylinders of an engine, after in particular having filtered it and having adjusted the flow rate. The air enters the device through the air inlet port, and exits through the outlet ports, to which are connected the pipes supplying air to each of the engine cylinders.
These pipes are generally fixed to the device in a removable manner (for example by screwing or clipping). The housing of the invention makes it possible to produce such a device in an easy, space-saving and inexpensive manner.
For these purposes, the housing of the invention is designed to receive the abovementioned members (air filter, etc.), that is to say that the housing has an appropriate shape and dimensions, and that it includes fixing means (for example ribs, grooves, protrusions, threads, notches, inserts, etc.) for fixing these members in the housing. These fixing means can be an integral part of the case or have been fixed to it after its manufacture, for example by welding or gluing.
Likewise, the housing includes partitioning means, dividing or allowing its interior volume to be subdivided into different zones hermetically separated from each other (which does not of course exclude that orifices or pipes ensure communication of some of these zones between them or with external bodies) These partitioning means may for example consist of
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grooves or ribs to which plates can later be fixed, for example by gluing or welding One or more plates serving as partitioning means may also form an integral part of the housing.
In the case of engines comprising several intake valves per cylinder, it is possible to provide an outlet orifice and a manifold for each intake valve, or else to use split manifolds, making it possible to supply several intake valves from of the same outlet orifice Advantageously, the housing comprises at least two outlet orifices for.
each cylinder, the different orifices corresponding to the same cylinder being connected to the latter by tubes of different lengths, as well as a common shutter (with several channels) making it possible to impose on the air a path of variable length (however identical for each cylinder at a given moment), for example depending on the engine speed, under the control of a computer If necessary, this variant can be applied to each intake valve if each cylinder has several valves admission
The air filter can be of any type, and constitutes a member well known as such; it includes, for example, a sheet of felt or a sheet of pleated paper.
To ensure its mechanical rigidity, the filter can be provided with reinforcing elements, for example a metallic or plastic mesh; the filter can also be deposited on a support arranged in the housing or forming part of it. To this end, it is advantageous for the housing to include a support intended to support the air filter. This support may for example consist of a rib or a peripheral rim forming part of the wall of the housing.
The air filter can be flat, separating the housing longitudinally into an upstream part and a downstream part with respect to the filter; it can also be cylindrical (or have any topologically equivalent shape, for example that of a rectangular strip), the air entering being for example through the center of the cylinder. In order to allow an easy replacement of the filter, the box advantageously comprises a removable part, for example a screwed or clipped cover, allowing access to the filter and being able, moreover, possibly, to immobilize it by compression. To increase its efficiency, the filter is often fitted with one or more seals preventing any lateral leakage.
If the air filter is of large dimensions and if the air flow control valve is arranged approximately opposite its center, it may be advantageous for the valve - or more precisely one of its fixed parts, for example a possible section of pipe in which the shutter element of the
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valve would be installed - either provided with one or more protrusions to support the filter in its center.
The air flow control valve is preferably located downstream of the air filter; it can be of any known type. One can in particular use a butterfly valve, well known in the automotive sector, comprising a rigid disc pivoting about an axis and capable of closing an orifice which must necessarily take the air. To this end, the housing advantageously comprises a wall separating the distributor from the part of the housing where the air filter is installed, said wall comprising an orifice capable of receiving the valve.
Preferably, this orifice is extended by a section of pipe, in which the valve can be installed, or more precisely its shutter, that is to say its movable part. The valve is controlled either directly, for example by a electromechanical control installed inside the housing (this member being electrically connected to a control circuit inside or outside the housing), either indirectly, for example by means of a rod or a flexible cable mechanically connecting it to a mechanism outside. The valve may also have accessory characteristics well known in the art, it may in particular include an idle bypass.
The distributor, placed downstream of the air filter and the regulating valve, is a simple volume used to distribute air to the various outlet orifices, which open there. Although, in principle, air only enters through the aforementioned regulating valve, an auxiliary inlet can be provided, for example, through which part of the exhaust gases (under the control of another valve ) can be introduced into the distributor in order to be subjected to a new combustion (EGR- "exhaust gas recirculation" function).
Furthermore, the distributor can also be provided with one or more nozzles, that is to say with one or more orifices making it possible to put the distributor in communication with other members outside the housing, for example for '' suck in petrol vapors from a canister associated with the fuel tank, or measure the vacuum prevailing in the distributor, transmit this vacuum to a possible fuel pressure regulator, provide a partial vacuum to a system assisted braking ("master-VAC") or an exhaust gas recirculation valve (EGR), etc.
According to an advantageous variant, one of the walls of the distributor forms part of an outer wall of the housing, and consists of a side plate which is fixed to the rest of the housing (for example by welding), previously manufactured
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This variant makes it possible to injection mold a part (demouldable) to which it will suffice to attach such a side plate as well as a cover (allowing access to the air filter, as explained above) to obtain said housing.
The outlet orifices can optionally be provided with pipe sections extending inside the housing. This variant is advantageous insofar as, for reasons of fluid dynamics (resonance, etc.), it is often necessary to give the pipes a length greater than a certain threshold, while limiting the size of these pipes in the compartment. engine. Furthermore, the outlet orifices can also be optionally provided with pipe sections extending outside the housing, for example in order to facilitate the connection of the pipes during the final assembly.
The lateral recess of the housing serving as a cylinder head cover has a shape and dimensions which effectively enable it to play this role, that is to say to house the cams controlling the opening and closing of the engine valves, and other similar bodies. This recess must be substantially hermetic with respect to the interior as well as the exterior of the housing, or at least the housing must be designed so as to allow such a hermetic recess to be created. To this end, the housing may include elements such as ribs or grooves, making it possible to fix thereon (for example by gluing or welding) a separation plate; alternatively, such a plate can also be an integral part of the housing.
Although the separation between the recess and the interior of the housing is described as hermetic, it is however advantageous that said recess is connected to the distributor so that the vapors accumulate under the cylinder head cover during engine operation. are drawn into the distributor to be burned in the engine. This connection can be made by means of an appropriate pipe. When the distributor is adjacent to the recess and is only separated by a wall, this connection can easily be achieved by means of one or more simple holes drilled in this wall. This wall can be an integral part of the housing, or be fixed to it by welding, gluing, screwing or by a similar technique.
It is advantageous for an oil separator to be interposed between the lateral recess and the distributor, in order to prevent oil droplets from being drawn into the distributor. Such an oil separator, well known as such, may in particular include baffles In addition, the housing can be provided with a closable orifice making it possible to easily fill the engine casing (i.e. the cylinder head) with oil.
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In a manner known per se, the housing is provided, generally at the periphery of the lateral recess serving as a cylinder head cover, with means making it possible to fix the housing to a motor. These means may in particular consist of a flange provided with orifices, allowing fixing by bolts. A seal can advantageously be interposed between the housing and the motor.
Another object of the present invention relates to an air intake device for an internal combustion engine with cylinders, comprising a sealed housing as described above, containing in particular an air filter, a valve for adjusting the flow rate of air, and a distributor to which the outlet orifices are connected, said housing comprising a lateral recess serving as a cylinder head cover for the engine.
Preferably, the device also essentially consists of at least one thermoplastic material, without excluding the presence of specific parts (butterfly valve, inserts, screws, clips, springs, etc.) made of other materials, for example metals.
Details regarding the air filter, control valve and distributor have been given above.
In addition to these various members, it is advantageously possible to integrate into the device a computer ensuring in particular the control of the air flow adjustment valve, said computer being provided with a pressure sensor extending in the distributor and measuring the pressure therein. reign. One of the advantages of this variant is that it eliminates the need for separate mounting of a pressure sensor in the distributor, and its connection to the computer by a cable. The computer can for example be plugged into the housing by an orifice made in a part of its wall common to the distributor, the computer being at least partially accessible from the outside of said housing so as to be able to easily connect it to other members and / or extract it if necessary. In such a case, a seal may be required.
The computer can also be connected to one or more members internal to the device of the invention, for example to an electromechanical member controlling the opening of the air flow control valve.
The device described above meets the objectives initially listed - it allows a reduction in the number of parts constituting the intake system of an internal combustion engine, which leads to a gain in weight and volume (hence a cost lower) as well as faster final assembly to the engine
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Another object of the present invention therefore relates to an internal combustion engine with cylinders, with which is associated an air intake device as defined above, also serving as a cylinder head cover, and the outlet orifices of which are connected to the engine cylinders by pipes.
The inlet, through which the air enters, can lead directly to the open air; it can also be connected by a pipe to the outlet of another member arranged upstream, such as for example a soundproofing member DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
The appended figures illustrate, without limitation, various alternative embodiments of the invention, which have been produced by way of example.
Figure 1 shows schematically, in elevation, a section of a device according to the invention. Figure 2 shows a section of the same device seen in profile. Figures 3 and 4 show, in profile section, other devices according to the invention These figures are schematic and do not represent all the details of embodiment, for example, they do not describe the details of the connection of the pipes to the orifices outlet (by latching or screwing, etc.).
The device comprises a housing (1) made of thermoplastic material into which air enters through an air inlet orifice (2). The air is first filtered by an air filter (3); then it passes through a butterfly valve (4) allowing the flow rate to be adjusted (the control mechanism of which is not shown), then it arrives in a distributor (5) comprising 4 outlet orifices (6), each connected to an engine cylinder (not shown) by a pipe (7). In FIG. 2, it can be seen that these pipes are extended inside the distributor by sections of pipes.
This device is intended to be mounted on an internal combustion engine with cylinders; for this purpose, a recess (8), formed on the lower side of the housing (1) and separated from the interior of the housing (1) by a wall (9), serves as a cylinder head cover, making it possible to isolate from the outside environment the cams controlling the engine valves, and / or other similar members.
The device of FIG. 3 is particularly compact, thanks to the fact that the butterfly valve (4) is arranged on the side of the distributor (5), and not above, which makes it possible to reduce the total height of the device. further shown in Figure 3 an oil separator (12), interposed between the recess (8) and the distributor (5)
In FIG. 4, the device of the invention is provided with a computer (10), inserted into an orifice made in the outer wall of the housing (held in place by
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means not shown), and comprising a sensor (13) extending in the distributor (5) and making it possible to measure the pressure therein Seals ensure the sealing of the housing and the distributor.
(The computer does not naturally extend over the entire length of the device - perpendicular to the plane of the figure-, otherwise the air could not flow from the air filter to the distributor)
The wall of the housing in which the outlet orifices (6) are made is not common to the distributor, and a section of pipe (11) connects each outlet orifice (6) to the distributor (5). In plan view, these pipe sections (11) are arranged on either side of! with valve (4). In addition, the axes of these pipe sections (11) are arranged in the plane of the internal wall (9) separating the lateral recess (8) from the interior space of the housing, where the air circulates. These sections therefore form parallel semi-cylindrical protuberances in each of these two zones.
The side wall of the distributor common to the outer wall of the housing consists of a plate (14) which is welded thereto, and the upper wall (15) of the housing is removable, in particular allowing an easy replacement of the filter. It will be noted that with the exception of these two elements (14-15) reported later, the remaining part of the housing constitutes a single part which has been injection molded in a single operation, using a molding installation comprising:
- a lower punch, vertically movable, which served to form the lateral recess (8) and the lower surface of the internal wall (9), including the lower (semi-cylindrical) walls of the pipe sections (11), - a right lateral punch, movable horizontally, which served to form the distributor (5), including its orifice where the flow control valve (4) will be fixed, as well as the interior surface of the pipe sections (11) connecting the distributor (5) at the outlet openings (6), and - an upper punch, movable vertically, which served to form the rest of the interior space of the housing (notably comprising the air filter housing) and the upper surface the internal wall (9), including the upper (semi-cylindrical) walls of the pipe sections (11),
Once this part has been molded, the air filter, the air flow control valve (including the section of pipe in which it is placed and its control device), and the other accessories are mounted necessary for the operation of the device. We have also drilled the holes ensuring the communication of certain areas of the housing with each other or with
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outside. Then, the distributor (5) was made completely airtight from the outside of the housing by welding the plate (14) to it, the cover (15) was fixed to the housing, and the computer (10) was inserted. in his home.