FR2734026A1 - Collecteur d'admission pour moteur a combustion interne et son procede de fabrication - Google Patents
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Abstract
Entre deux demi-coquilles (2, 3) moulées et fixées l'une contre l'autre, pour former une enveloppe (1), on monte des tubes d'air (12a, 12b) moulés d'une seule pièce par soufflage, et dont l'extrémité de sortie (14a, 14b) est retenue dans une demi-coquille (3) avec bride (6) de fixation à la culasse du moteur en étant raccordée de manière étanche à une ouverture (7) de la bride (6) pour l'alimentation d'un cylindre, grâce à un embout tubulaire formé d'un berceau (20a, 20b) moulé avec la bride (6) et la demi-coquille (3), et d'un cavalier (22a, 22b) se fixant sur le berceau pour retenir un anneau (17) sur l'extrémité de sortie du tube en comprimant un joint d'étanchéité (18) entre le tube (12a, 12b) et l'embout. Application en particulier aux collecteurs d'admission de moteurs à injection multipoint et allumage commandé.
Description
"COLLECTEUR D'ADMISSION POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE
ET SON PROCEDE DE FABRICATION"
L'invention concerne un collecteur d'admission, pour moteur à combustion interne équipé d'une installation d'alimentation en carburant de préférence par injection, en particulier du type dit "multipoint", comportant, pour chaque cylindre du moteur, au moins un injecteur qui injecte du carburant dans un conduit d'aspiration du collecteur d'admission d'air au moteur, directement en amont de la culasse du moteur et de la ou des soupapes d'admission du cylindre correspondant.
ET SON PROCEDE DE FABRICATION"
L'invention concerne un collecteur d'admission, pour moteur à combustion interne équipé d'une installation d'alimentation en carburant de préférence par injection, en particulier du type dit "multipoint", comportant, pour chaque cylindre du moteur, au moins un injecteur qui injecte du carburant dans un conduit d'aspiration du collecteur d'admission d'air au moteur, directement en amont de la culasse du moteur et de la ou des soupapes d'admission du cylindre correspondant.
Plus précisément, l'invention se rapporte à un tel collecteur d'admission, plus particulièrement destiné à équiper un moteur à allumage commandé, et qui comprend
- une enveloppe, délimitant un plenum destiné à être alimenté en air d'alimentation du moteur par une vanne à débit variable, telle qu'un corps de papillon, et munie d'au moins une bride de fixation à une culasse du moteur, la ou lesdites brides présentant au moins une ouverture d'alimentation de chaque cylindre du moteur, chaque ouverture d'alimentation débouchant, d'une part, dans l'enveloppe et, d'autre part, dans une face de fixation de la bride sur ladite culasse, et
- des tubes d'aspiration d'air recourbés, en nombre au moins égal à celui des cylindres du moteur, et montés dans l'enveloppe, de sorte que chaque tube alimente un cylindre correspondant en air qu'il reçoit par son entrée dans le plenum et qu'il transmet à une ouverture correspondante d'une bride par sa sortie reliée par des moyens de raccordement étanches à ladite ouverture d'alimentation.
- une enveloppe, délimitant un plenum destiné à être alimenté en air d'alimentation du moteur par une vanne à débit variable, telle qu'un corps de papillon, et munie d'au moins une bride de fixation à une culasse du moteur, la ou lesdites brides présentant au moins une ouverture d'alimentation de chaque cylindre du moteur, chaque ouverture d'alimentation débouchant, d'une part, dans l'enveloppe et, d'autre part, dans une face de fixation de la bride sur ladite culasse, et
- des tubes d'aspiration d'air recourbés, en nombre au moins égal à celui des cylindres du moteur, et montés dans l'enveloppe, de sorte que chaque tube alimente un cylindre correspondant en air qu'il reçoit par son entrée dans le plenum et qu'il transmet à une ouverture correspondante d'une bride par sa sortie reliée par des moyens de raccordement étanches à ladite ouverture d'alimentation.
On sait déjà fabriquer des collecteurs de ce type en moulant deux demi-coquilles de formes complémentaires correspondant à la forme de l'enveloppe et destinées à être solidarisées l'une contre l'autre par leur rebord périphérique, dans un plan de joint, pour former l'enveloppe.
La partie extérieure, par rapport au centre de courbure des tubes recourbés, de l'ensemble des tubes d'air est formée par les fonds d'empreintes moulées en creux dans chacune des deux demi-coquilles, et qui se prolongent lorsque les demi-coquilles sont refermées l'une contre l'autre. De manière analogue, la partie intérieure de l'ensemble des tubes d'air est formée par les fonds d'empreintes moulées en creux dans deux inserts moulés, en général dans la même matière que les demi-coquilles, par exemple en polyamide chargé de fibres de renfort, et chacun rapporté dans l'une respectivement des demi-coquilles, de sorte que les empreintes des inserts se prolongent également lors de la solidarisation des demi-coquilles l'une contre l'autre.Ce procédé permet donc de former les tubes par coopération de surfaces présentées par au moins quatre pièces moulées (deux demi-coquilles et deux inserts) qui sont associées.
Un collecteur ainsi réalisé convient à l'équipement d'un moteur diesel, en raison du faible gradient de pression entre l'atmosphère et le plenum du collecteur, en fonctionnement du moteur.
Par contre, dans un moteur à allumage commandé, où ce gradient de pression peut atteindre des valeurs moyennes plus importantes, de l'ordre de 70 kPa, en fonctionnement du moteur, la présence de fuites d'air entre les pièces assemblées pour former les tubes d'aspiration d'air contenus à l'intérieur du plenum a pour effet de modifier l'impédance acoustique du collecteur, d'où une baisse du rendement du moteur.
Il est donc impératif que dans un collecteur de ce type une bonne étanchéité, en particulier au niveau des tubes d'air, soit assurée.
A cet effet, on doit réaliser un joint d'étanchéité entre les inserts et les demi-coquilles par la pose de cordons d'un matériau polymérisable approprié, ce qui est une opération longue et délicate, s'ajoutant à la difficulté de réalisation avec de faibles tolérances des quatre pièces à assembler pour définir avec précision les tubes d'air.
Il en résulte qu'un tel collecteur peut devenir d'une réalisation coûteuse.
Le problème à la base de l'invention est de proposer un collecteur d'une structure avantageuse, essentiellement en une matière plastique thermomoulable, et semi-modulable, car acoustiquement adaptable à toute une famille de moteurs de cylindrées différentes par ajustement dimensionnel, et susceptible d'être réalisée par un procédé de fabrication plus économique, qui est également un objet de l'invention.
A cet effet, le collecteur d'admission selon l'invention, du type présenté ci-dessus, se caractérise en ce que chaque tube est un élément d'une seule pièce à la forme voulue. En outre lesdits moyens de raccordement étanche de sa sortie d'air à l'ouverture d'alimentation correspondante dans la bride correspondante comprennent de préférence un embout tubulaire de collecteur, porté par ladite bride et en saillie du côté opposé à la culasse, dans le prolongement de ladite ouverture d'alimentation correspondante, et dans lequel embout la partie d'extrémité de sortie dudit tube est retenue, avec interposition d'au moins un joint d'étanchéité souple entre le tube et l'embout de collecteur.
Les tubes d'air monoblocs étant par nature étanches, la nécessité de réaliser des cordons de joints d'étanchéité disparait.
Le procédé de fabrication selon l'invention se distingue essentiellement du procédé de l'état de la technique par la fabrication des tubes d'aspiration d'air et par la liaison de chaque tube à la bride de fixation du collecteur à la culasse du moteur.
Le procédé de fabrication selon l'invention, qui comprend les étapes consistant à mouler deux demi-coquilles de formes complémentaires correspondant à la forme de l'enveloppe et destinées à être solidarisées l'une contre l'autre par leur rebord périphérique, dans un plan de joint, pour former l'enveloppe, se caractérise en ce qu'il comprend de plus les étapes consistant
- à mouler chaque tube en une seule pièce à la forme voulue par soufflage, et de préférence par aspirationsoufflage, dans une matière plastique thermomoulable,
- à disposer chaque tube dans celle des demicoquilles qui est munie de la bride de fixation présentant ladite ouverture d'alimentation à laquelle ledit tube doit être relié de manière étanche par sa sortie d'air,
- à retenir ledit tube dans ladite demi-coquille et à assurer ledit raccordement étanche en introduisant et retenant l'extrémité de sortie dudit tube dans un embout tubulaire de collecteur correspondant, porté par ladite bride et en saillie du côté opposé à la culasse, dans le prolongement de ladite ouverture d'alimentation, et en disposant au moins un joint d'étanchéité souple entre ladite extrémité de sortie du tube et ledit embout de collecteur, et
- à disposer les deux demi-coquilles l'une contre l'autre, avec leurs tubes entre elles, en position de reconstitution de l'enveloppe, et à les solidariser par soudage dans ledit plan de joint pour former l'enveloppe.
- à mouler chaque tube en une seule pièce à la forme voulue par soufflage, et de préférence par aspirationsoufflage, dans une matière plastique thermomoulable,
- à disposer chaque tube dans celle des demicoquilles qui est munie de la bride de fixation présentant ladite ouverture d'alimentation à laquelle ledit tube doit être relié de manière étanche par sa sortie d'air,
- à retenir ledit tube dans ladite demi-coquille et à assurer ledit raccordement étanche en introduisant et retenant l'extrémité de sortie dudit tube dans un embout tubulaire de collecteur correspondant, porté par ladite bride et en saillie du côté opposé à la culasse, dans le prolongement de ladite ouverture d'alimentation, et en disposant au moins un joint d'étanchéité souple entre ladite extrémité de sortie du tube et ledit embout de collecteur, et
- à disposer les deux demi-coquilles l'une contre l'autre, avec leurs tubes entre elles, en position de reconstitution de l'enveloppe, et à les solidariser par soudage dans ledit plan de joint pour former l'enveloppe.
En variante, l'étape de moulage des tubes par soufflage peut être remplacée par une étape consistant à réaliser chaque tube en deux moitiés moulées, puis à assembler les deux moitiés par soudage le long d'un plan de joint passant par leur axe.
Avantageusement, le procédé consiste en outre à mouler chaque tube avec une section progressivement décroissante vers l'aval sur au moins une partie de sa longueur et/ou avec une entrée d'air convergente, en forme de tulipe, ainsi qu'à mouler chaque tube avec une section ayant sensiblement la même forme de son entrée à sa sortie d'air, et qui peut être une section circulaire ou, avantageusement comme précisé ci-dessous, une section oblongue.
Avantageusement, en outre, pour faciliter la fixation des tubes d'air dans les demi-coquilles, le procédé consiste également à grouper les tubes au moins par paires de tubes accolés sur au moins une partie de leur longueur, à fixer les tubes de chaque groupe de tubes dans une même demi-coquille munie d'une bride de fixation avec des ouvertures d'alimentation auxquelles les tubes dudit groupe sont raccordés avec étanchéité, à l'aide d'au moins un cavalier qui chevauche transversalement les tubes accolés dudit groupe, dans leur partie accolée, et qui est fixé par ses extrémités sur ladite demi-coquille.
A cet effet, il est avantageux que le procédé consiste en outre à mouler chaque tube avec une section oblongue et des méplats, parallèles au grand axe de sa section, sur ses faces en regard opposées, et à grouper les tubes en les accolant par leurs méplats.
De manière simple, les demi-coquilles avec leurs embases et les cavaliers peuvent être moulés en matière plastique, et les cavaliers peuvent être fixés sur une demicoquille correspondante par soudage ou bouterollage.
Avantageusement de plus, le procédé peut consister à mouler les tubes recourbés avec un rayon de courbure, dans le plan contenant leur axe, inférieur à celui de l'enveloppe, à mouler les demi-coquilles de l'enveloppe en matière plastique avec des brides de solidarisation sur leurs bords dans le plan de joint, et à solidariser les demi-coquilles l'une à l'autre pour former l'enveloppe par soudage, de préférence par vibrations, au niveau des brides de solidarisation.En effet, cette géométrie des tubes recourbés par rapport à la géométrie de l'enveloppe, ainsi que le mode de fixation des tubes dans les demi-coquilles, qui évitent les points de contact, et donc de frottement entre les tubes et les demi-coquilles, permettent de solidariser les demicoquilles de manière économique, par un soudage par vibrations au niveau de leurs brides de solidarisation, d'une manière connue, sans risque de rupture des tubes.
Avantageusement, le procédé consiste en outre
- à réaliser un embout de collecteur pour la retenue de chaque tube sur une demi-coquille et pour la liaison étanche dudit tube à une ouverture d'alimentation correspondante dans une bride de ladite demi-coquille, en moulant, d'une part, et d'une seule pièce avec ladite demi-coquille et ladite bride de fixation, un berceau de forme sensiblement hémi-cylindrique, dont l'extrémité interne à ladite demi-coquille présente un fond annulaire formant butée en saillie vers l'intérieur du berceau, et, d'autre part, un second cavalier rapporté de maintien dudit tube dans ledit berceau, ce second cavalier étant destiné à se fixer sur les bords du berceau et présentant une butée en saillie vers l'intérieur du berceau et en regard du fond annulaire du berceau,
- de préférence à rapporter et fixer un anneau autour dudit tube, à proximité de sa sortie d'air,
- à rapporter ledit joint d'étanchéité souple autour dudit tube, entre ledit anneau et ladite sortie d'air du tube,
- à mettre la partie d'extrémité de sortie dudit tube avec ledit anneau et ledit joint d'étanchéité en place dans ledit berceau correspondant, de sorte que l'anneau ou le joint soit retenu par butée contre ledit fond annulaire du berceau,
- à rapporter ledit second cavalier sur ledit berceau et la partie du tube logée dans ce dernier, et
- à fixer, de préférence par soudage aux ultrasons, le second cavalier sur le berceau.
- à réaliser un embout de collecteur pour la retenue de chaque tube sur une demi-coquille et pour la liaison étanche dudit tube à une ouverture d'alimentation correspondante dans une bride de ladite demi-coquille, en moulant, d'une part, et d'une seule pièce avec ladite demi-coquille et ladite bride de fixation, un berceau de forme sensiblement hémi-cylindrique, dont l'extrémité interne à ladite demi-coquille présente un fond annulaire formant butée en saillie vers l'intérieur du berceau, et, d'autre part, un second cavalier rapporté de maintien dudit tube dans ledit berceau, ce second cavalier étant destiné à se fixer sur les bords du berceau et présentant une butée en saillie vers l'intérieur du berceau et en regard du fond annulaire du berceau,
- de préférence à rapporter et fixer un anneau autour dudit tube, à proximité de sa sortie d'air,
- à rapporter ledit joint d'étanchéité souple autour dudit tube, entre ledit anneau et ladite sortie d'air du tube,
- à mettre la partie d'extrémité de sortie dudit tube avec ledit anneau et ledit joint d'étanchéité en place dans ledit berceau correspondant, de sorte que l'anneau ou le joint soit retenu par butée contre ledit fond annulaire du berceau,
- à rapporter ledit second cavalier sur ledit berceau et la partie du tube logée dans ce dernier, et
- à fixer, de préférence par soudage aux ultrasons, le second cavalier sur le berceau.
En particulier, lorsque les tubes sont de section transversale circulaire, le procédé peut consister à assurer l'étanchéité entre la partie d'extrémité de sortie de chaque tube et l'embout de collecteur correspondant par compression axiale dudit joint d'étanchéité, qui est cylindrique, par ses faces planes d'extrémité entre une face radiale plane, tournée vers la sortie du tube, de l'anneau du tube et une face radiale plane, tournée vers l'intérieur de ladite demi coquille, du berceau et de ladite bride, lesdites faces radiales étant sensiblement perpendiculaires à l'axe du tube à sa sortie.
Par contre, lorsque les tubes d'air présentent avantageusement une section transversale oblongue, comme précisé ci-dessus, il est avantageux de mouler chaque berceau et le second cavalier correspondant de sorte que l'embout de collecteur formé par le berceau et le second cavalier présente une section transversale évoluant progressivement d'une forme circulaire, du côte de la bride de fixation et de son ouverture d'alimentation circulaire, à une forme oblongue, complémentaire de celle des tubes.
Dans ce cas, l'étanchéité entre la partie d'extrémité de sortie de chaque tube et l'embout de collecteur correspondant est avantageusement assurée par compression radiale dudit joint d'étanchéité entre, d'une part, le tube, et, d'autre part, le berceau et le second cavalier.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-dessous, à titre non limitatif, d'exemples de réalisation décrits en référence aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un collecteur pour moteur à quatre cylindres en ligne, la coupe étant sensiblement perpendiculaire à l'axe du moteur,
- la figure 2 est une demi-vue en partie en élévation en plan et en partie en coupe de la demi-coquille aval ou inférieure du collecteur de la figure 1, avec une des deux paires de tubes qui sont regroupés et retenus dans cette demi-coquille,
- les figures 3, 4 et 5 sont des coupes transversales respectivement selon III-III, IV-IV, V-V de la figure 1,
- la figure 6 est une vue en coupe axiale d'un tube d'air,
- la figure 7 est une vue en partie en coupe et en partie en élévation verticale de la paire des deux tubes regroupés représentés sur la figure 2, avant son montage dans la demi-coquille correspondante,
- la figure 8 est une vue schématique de face des entrées d'air des deux tubes de la figure 7, vues selon la flèche de la figure 6,
- les figures 9, 10 et 11 sont une vue et deux demivues schématiques représentant trois exemples de joints d'étanchéité souples comprimés radialement entre un tube et l'embout du collecteur correspondant,
- les figures 12 et 13 sont des vues correspondant respectivement aux figures 1 et 2 pour un second exemple de réalisation,
- les figures 14 et 15 sont des coupes transversales respectivement selon XIV-XIV et XV-XV de la figure 12, et
- la figure 16 est une demi-vue en coupe schématique d'un joint d'étanchéité cylindrique comprimé axialement et monté entre un tube et l'embout du collecteur correspondant.
- la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un collecteur pour moteur à quatre cylindres en ligne, la coupe étant sensiblement perpendiculaire à l'axe du moteur,
- la figure 2 est une demi-vue en partie en élévation en plan et en partie en coupe de la demi-coquille aval ou inférieure du collecteur de la figure 1, avec une des deux paires de tubes qui sont regroupés et retenus dans cette demi-coquille,
- les figures 3, 4 et 5 sont des coupes transversales respectivement selon III-III, IV-IV, V-V de la figure 1,
- la figure 6 est une vue en coupe axiale d'un tube d'air,
- la figure 7 est une vue en partie en coupe et en partie en élévation verticale de la paire des deux tubes regroupés représentés sur la figure 2, avant son montage dans la demi-coquille correspondante,
- la figure 8 est une vue schématique de face des entrées d'air des deux tubes de la figure 7, vues selon la flèche de la figure 6,
- les figures 9, 10 et 11 sont une vue et deux demivues schématiques représentant trois exemples de joints d'étanchéité souples comprimés radialement entre un tube et l'embout du collecteur correspondant,
- les figures 12 et 13 sont des vues correspondant respectivement aux figures 1 et 2 pour un second exemple de réalisation,
- les figures 14 et 15 sont des coupes transversales respectivement selon XIV-XIV et XV-XV de la figure 12, et
- la figure 16 est une demi-vue en coupe schématique d'un joint d'étanchéité cylindrique comprimé axialement et monté entre un tube et l'embout du collecteur correspondant.
Le collecteur des figures 1 et 2, pour un moteur à quatre cylindres en ligne, comprend une enveloppe 1 rigide, en matière plastique moulable et thermosoudable, constituée de deux demi-coquilles 2 et 3, chacune moulée dans ce matériau, ayant des formes complémentaires qui correspondent à la forme de l'enveloppe 1. Les deux demi-coquilles 2 et 3 se referment l'une contre l'autre, par leurs rebords périphériques, pour reconstituer la forme de l'enveloppe 1, et sont solidarisées l'une à l'autre dans un plan de joint
P, défini par des brides de solidarisation 4 et 5, en saillie vers l'extérieur sur leurs rebords, par soudage aux vibrations au niveau de ces brides 4 et 5, après montage dans les demi-coquilles 2 et 3 de quatre tubes d'aspiration d'air (un par cylindre du moteur), groupés en deux paires de tubes accolés, comme représenté sur la figure 2 et décrit ci-dessous en référence aux figures 6 à 8.
P, défini par des brides de solidarisation 4 et 5, en saillie vers l'extérieur sur leurs rebords, par soudage aux vibrations au niveau de ces brides 4 et 5, après montage dans les demi-coquilles 2 et 3 de quatre tubes d'aspiration d'air (un par cylindre du moteur), groupés en deux paires de tubes accolés, comme représenté sur la figure 2 et décrit ci-dessous en référence aux figures 6 à 8.
La bride 5 de la demi-coquille 3, venant en regard de la bride 4 de la demi-coquille 2 sur toute la périphérie des demi-coquilles, est supportée, sur un côté de l'enve- loppe 1, par la partie supérieure d'une bride 6 de fixation du collecteur à la culasse du moteur, cette bride 6 étant moulée d'une seule pièce avec la demi-coquille 3 et sa bride périphérique 5.La bride 6 présente, pour chaque cylindre du moteur, une ouverture d'alimentation 7, venue de moulage, de section transversale circulaire, qui débouche d'un côté dans la face plane 8 de fixation de la bride 6 sur la culasse du moteur et, de l'autre côté, à l'intérieur de la demicoquille 3, inférieure sur la figure 1 et dite demi-coquille aval, car destinée à loger les parties aval des tubes d'air, par opposition à la demi-coquille 2 supérieure sur la figure 1, dite demi-coquille amont, car destinée à loger les parties amont des tubes d'air.La bride 6 présente également, pour chaque cylindre, un logement 9 pour un injecteur de carburant, ce logement 9 s'ouvrant dans la face 10 de la bride 6 qui est opposée à la face 8 de fixation à la culasse, et à l'extérieur de la demi-coquille 3, d'une part, et, d'autre part, chaque logement 9 débouche dans une ouverture d'alimentation 7 correspondante. La bride 6 présente enfin des trous 11, également venus de moulage comme les ouvertures 7 et logements 9, pour le passage d'organes de fixation du collecteur sur la culasse.
Le collecteur comprend également un tube recourbé d'aspiration d'air pour chaque cylindre, soit, comme déjà mentionné, quatre tubes d'air groupés en deux paires de tubes accolés sur une partie de leur longueur.
Chaque tube, tel que le tube 12 de la figure 6, est un tube recourbé moulé d'une seule pièce en une matière plastique thermomoulable par soufflage, ou plus précisément par le procédé connu d'aspiration-soufflage. On réalise ainsi un tube 12 léger, relativement rigide, à paroi mince et étanche, à surfaces interne et externe lisses.Dans cet exemple, chaque tube tel que 12 est moulé avec une entrée d'air 13 en forme de volute ou de tulipe convergente vers l'aval, et la surface de la section du tube diminue progressivement de son entrée 13 à sa sortie 14, de préférence de l'ordre de 10 % de sa section d'entrée, tandis que la forme de la section du tube est constante de son entrée 13 à sa sortie 14, et, dans cet exemple, est une forme oblongue, visible sur les figures 7 et 8, la paroi de chaque tube présentant deux méplats opposés 15 parallèles au grand axe 16 de la section oblongue du tube.Chaque tube tel que 12 est recourbé selon une boucle presque complète dans le plan de la figure 6, sur la majeure partie de sa longueur à partir de son entrée 13, et sa partie aval est de plus coudée ou contrecoudée dans une direction perpendiculaire au plan de la figure 6, comme représenté sur les figures 2 et 7.Grâce aux méplats 15 et à leurs formes recourbées, deux tubes tels que 12a et 12b, groupés en une paire de tubes pour alimenter chacun l'un respectivement de deux cylindres adjacents, peuvent être accolés par leurs méplats 15 sur la majeure partie de leur longueur à partir de leurs entrées 13a et 13b (voir figure 8), tandis que leurs sorties 14a et 14b (voir figure 7) sont écartées l'une de l'autre pour être chacune raccordée de manière étanche à l'une respectivement de deux ouvertures d'alimentation 7 voisines l'une de l'autre dans la bride 8 pour alimenter les deux cylindres correspondants.
En variante, au lieu d'être moulé par soufflage, chaque tube peut être réalisé en deux moitiés séparément moulées, puis soudées l'une à l'autre le long d'un plan de joint passant par l'axe du tube, de façon à obtenir un tube monobloc.
Un anneau 17, par exemple en matière plastique thermosoudable, de section interne correspondant en forme et en surface à la section externe de chaque tube tel que 12 à proximité de sa sortie 14, est rapporté et fixé par thermosoudure, par exemple par le procédé connu de soudure dit "par miroir", autour du tube à proximité de sa sortie 14, pour former un épaulement annulaire en saillie radiale vers l'extérieur. Puis un joint d'étanchéité souple et annulaire 18, qui peut, à titre d'exemples non limitatifs, être le joint à lèvres 18a de la figure 9, le joint à section cruciforme 18b de la figure 10 ou le joint torique 18c de la figure 11, est monté autour de la partie d'extrémité de sortie de chaque tube tel que 12, entre son anneau 17 et sa sortie 14.Les deux tubes 12a et 12b groupés en paire de tubes accolés, comme sur la figure 7, avec leur anneau 17 et leur joint d'étanchéité 18 (non représenté sur la figure 7) sont ensuite disposés dans la demi-coquille aval 3. L'extrémité de sortie, avec l'anneau 17 et le joint d'étanchéité 18, de chacun des tubes 12a et 12b est introduite dans un berceau respectivement 20a et 20b moulé d'une seule pièce avec la demi-coquille 3 et la bride 6. Ce berceau 20a, 20b fait saillie sur la bride 6 du côté opposé à la culasse du moteur et a la forme sensiblement d'un hémi-cylindre ouvert vers le plan de joint P et délimitant un conduit central qui prolonge une ouverture 7 correspondante vers l'intérieur de la demi-coquille 3.A son extrémité dans la demi-coquille 3, chaque berceau 20a, 20b présente une chambre annulaire délimitée par un fond annulaire 21a, 21b en saillie radialement vers l'intérieur du berceau 20a, 20b, pour former une butée s'opposant à la sortie axiale de l'anneau 17 et du joint 18 sur l'extrémité de sortie du tube 12a, 12b. Lors de cette mise en place de l'extrémité de sortie du tube 12a ou 12b dans le berceau 20a ou 20b, le joint d'étanchéité 18 (tel que 18a, 18b ou 18c), autour du tube est comprimé radialement entre le tube et le berceau 20a, 20b. La retenue de chacun des tubes 12a et 12b dans le berceau 20a ou 20b de la demi-coquille 3 et son raccordement étanche à l'ouverture 7 correspondante, grâce au joint d'étanchéité, sont complétés par un cavalier 22a ou 22b rapporté transversalement sur la partie d'extrémité du tube engagée dans le berceau 20a ou 20b, et prenant appui par son pourtour contre les bords de ce berceau, le cavalier 22a, 22b présentant un rebord 23a, 23b en forme de fond annulaire en saillie vers l'intérieur du berceau 20a, 20b, et en regard du rebord 21a, 21b de ce dernier. Ce cavalier 22a, 22b est moulé en matière plastique et soudé par ultrasons sur son pourtour sur les bords du berceau 20a ou 20b.Le maintien du tube et l'étanchéité de sa liaison à l'ouverture 7 correspondante sont ainsi assurés grâce au joint d'étanchéité et à un embout de collecteur, formé par le berceau 20a ou 20b et le cavalier 22a ou 22b correspondant, ce dernier ayant, comme montré sur les coupes des figures 4 et 5, un évidement complémentaire de celui du berceau 20a ou 20b pour définir un conduit de section progressivement variable raccordant la sortie oblongue 14a ou 14b du tube à la section circulaire de l'ouverture 7 correspondante, comme représenté par la coupe de la figure 3. Le berceau 20a, 20b ainsi que le cavalier 22a, 22b correspondant sont moulés de sorte que leurs évidements présentent cette évolution correspondante de section.
Les deux tubes 12a et 12b sont également retenus dans la demi-coquille aval 3 par un second cavalier 24, également moulé en matière plastique, qui chevauche transversalement ces deux tubes 12a et 12b dans leur partie accolée, et est fixé de préférence par des bouterolles en matière plastique 25, en saillie vers le plan de joint P dans la demi-coquille 3, et engagés dans des orifices aux extrémités du second cavalier 24, pour être ensuite écrasés thermiquement sur ce dernier. Ainsi, le cavalier 24 maintient les tubes 12a et 12b appliqués contre une embase 26 de support, formée par une surépaisseur de la demi-coquille 3, en saillie vers l'intérieur de cette dernière.
Comme les tubes 12a et 12b ont été moulés par soufflage avec un rayon de courbure général qui est inférieur au rayon de courbure des parties arrondies des demicoquilles 2 et 3 de l'enveloppe 1, on évite ainsi les contacts et frottements entre les tubes et la demi-coquille amont 2, lors du soudage par vibrations des deux demicoquilles 2 et 3 l'une contre l'autre, qui impose de petits déplacements relatifs alternés des demi-coquilles 2 et 3 provoquant des frottements entre les brides 4 et 5 conduisant à un thermosoudage.On note, d'ailleurs, que les contacts entre les tubes et la demi-coquille aval 3 sont limités aux contacts avec le cavalier 24 et l'embase 25 et au contact de l'anneau 17 de l'extrémité de sortie des tubes 12a, 12b avec l'embout tubulaire constitué par le berceau 20a ou 20b et le cavalier 22a ou 22b, de sorte qu'on évite toute source possible de frottements perturbateurs entre les tubes et les deux parties de l'enveloppe, pouvant conduire à des ruptures pendant la phase de soudure par vibrations, qui constitue la phase finale d'assemblage du collecteur.
On obtient ainsi un collecteur dont l'enveloppe 1 délimite une chambre interne 27, appelée plenum, qui est alimentée en air d'alimentation du moteur par une ouverture (non représentée) par exemple ménagée dans le centre d'une face d'extrémité de l'enveloppe 2 parallèlement au plan de la figure 1, cette ouverture étant reliée à un corps de papillon. Chaque tube tel que 12a ou 12b monté dans l'enveloppe 1 aspire de l'air dans le plenum 27 par son entrée 13a ou 13b et transmet cet air par sa sortie 14a ou 14b à une ouverture d'alimentation 7 de la bride 6 pour alimenter un cylindre correspondant. On comprend que l'enveloppe 1 contient, dans sa moitié non représentée sur la figure 2, deux autres tubes d'aspiration d'air symétriques des tubes 12a et 12b et montés de la même façon.
L'exemple de collecteur d'admission des figures 12 et 13 comporte de nombreuses caractéristiques en commun avec celui qui vient d'être décrit, de sorte que les éléments analogues sont repérés par les mêmes références numériques affectées d'un symbole prime, et que l'on se contente ciaprès de décrire les différences présentées par ce second exemple par rapport au premier.
Tout d'abord, les tubes 12'a et 12'b sont de section transversale circulaire. Toutefois, ils sont également accolés sur une partie de leur longueur et sont appliqués par un cavalier 24' contre une embase de support 26' à l'intérieur de la demi-coquille aval 3', le cavalier 24' étant, comme dans l'exemple précédent, fixé par bouterollage ou thermosoudure sur des pions 25' de cette demi-coquille 3'
De même, les extrémités de sortie des tubes 12'a et 12'b sont entourées d'un anneau 17' et d'un joint d'étanchéité souple 18' et sont chacune raccordées de manière étanche à une ouverture correspondante 7' de la bride de fixation 6' à la culasse par un embout tubulaire.Mais, dans cet exemple, ce dernier est constitué d'un berceau 20'a ou 20'b de section transversale de forme en U et de valeur constante, avec un fond annulaire formant butée radiale interne 21'a ou 21'b, du côté de la demi-coquille 3', ainsi que d'un cavalier 22'a ou 22'b essentiellement plat avec une butée en arc-de-cercle 23'a ou 23'b en saillie vers l'intérieur du berceau 20'a ou 20'b et en regard du fond annulaire 21'a ou 21'b de ce dernier. L'embout de collecteur ainsi réalisé pour chaque extrémité de sortie d'un tube 12'a ou 12'b est de préférence de section circulaire de diamètre constant, avec une face, orientée vers le tube correspondant qui est plane et perpendiculaire à l'axe du tube dans sa partie d'extrémité de sortie. Le joint d'étanchéité cylindrique 18' est, dans cet exemple, comprimé axialement par ses deux faces d'extrémité radiale et planes entre, d'un côté, la face radiale plane de l'anneau 17' qui est tournée vers la bride 6' et, de l'autre côté, une face radiale plane, tournée vers l'intérieur de la demi-coquille 3', dans le fond du berceau 20'a ou 20'b correspondant, sur la bride 6', ces différentes faces radiales étant sensiblement perpendiculaires à l'axe du tube 12'a ou 12'b à sa sortie.
De même, les extrémités de sortie des tubes 12'a et 12'b sont entourées d'un anneau 17' et d'un joint d'étanchéité souple 18' et sont chacune raccordées de manière étanche à une ouverture correspondante 7' de la bride de fixation 6' à la culasse par un embout tubulaire.Mais, dans cet exemple, ce dernier est constitué d'un berceau 20'a ou 20'b de section transversale de forme en U et de valeur constante, avec un fond annulaire formant butée radiale interne 21'a ou 21'b, du côté de la demi-coquille 3', ainsi que d'un cavalier 22'a ou 22'b essentiellement plat avec une butée en arc-de-cercle 23'a ou 23'b en saillie vers l'intérieur du berceau 20'a ou 20'b et en regard du fond annulaire 21'a ou 21'b de ce dernier. L'embout de collecteur ainsi réalisé pour chaque extrémité de sortie d'un tube 12'a ou 12'b est de préférence de section circulaire de diamètre constant, avec une face, orientée vers le tube correspondant qui est plane et perpendiculaire à l'axe du tube dans sa partie d'extrémité de sortie. Le joint d'étanchéité cylindrique 18' est, dans cet exemple, comprimé axialement par ses deux faces d'extrémité radiale et planes entre, d'un côté, la face radiale plane de l'anneau 17' qui est tournée vers la bride 6' et, de l'autre côté, une face radiale plane, tournée vers l'intérieur de la demi-coquille 3', dans le fond du berceau 20'a ou 20'b correspondant, sur la bride 6', ces différentes faces radiales étant sensiblement perpendiculaires à l'axe du tube 12'a ou 12'b à sa sortie.
Dans les deux exemples décrits ci-dessus, les tubes comme les demi-coquilles peuvent être réalisés en une matière plastique telle que le polyamide, chargé de fibres de renfort.
Claims (13)
1. Collecteur d'admission, pour moteur à combustion interne de préférence à injection, en particulier multipoint, le collecteur comprenant
- une enveloppe (1, 1'), délimitant un plenum (27, 27') destiné à être alimenté en air d'alimentation du moteur par une vanne à débit variable, telle qu'un corps de papillon, et munie d'au moins une bride (6, 6') de fixation à une culasse du moteur, la ou lesdites brides présentant au moins une ouverture (7, 7') d'alimentation de chaque cylindre du moteur, chaque ouverture (7, 7') d'alimentation débouchant, d'une part, dans l'enveloppe (1, 1') et, d'autre part, dans une face (8, 8') de fixation de la bride (6, 6') sur ladite culasse, et
- des tubes (12a, 12b, 12'a, 12'b) d'aspiration d'air recourbés, en nombre au moins égal à celui des cylindres du moteur, et montés dans l'enveloppe (1, 1'), de sorte que chaque tube alimente un cylindre correspondant en air qu'il reçoit par son entrée (13a, 13b, 13'a, 13'b) dans le plenum (27, 27') et qu'il transmet à une ouverture (7, 7') correspondante d'une bride (6, 6') par sa sortie (14a, 14b, 14'a, 14'b) reliée par des moyens de raccordement étanches à ladite ouverture d'alimentation (7, 7'), caractérisé en ce que chaque tube (12a, 12b, 12'a, 12'b) est un élément d'une seule pièce à la forme voulue.
2. Collecteur d'admission selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de raccordement étanches de sa sortie d'air à l'ouverture (7, 7') d'alimentation correspondante dans la bride (6, 6') correspondante comprennent un embout (20a-22a, 20b-22b, 20'a-22'a, 20'b22'b) tubulaire de collecteur, porté par ladite bride (6, 6') et en saillie du côté opposé à la culasse, dans le prolongement de ladite ouverture (7, 7') d'alimentation correspondante, et dans lequel embout la partie d'extrémité de sortie dudit tube est retenue, avec interposition d'au moins un joint d'étanchéité souple (18a, 18b, 18c, 18') entre le tube et l'embout de collecteur.
3. Procédé de fabrication d'un collecteur dadmis- sion selon l'une des revendications 1 et 2, le procédé comprenant les étapes consistant à mouler deux demi-coquilles (2, 3 ; 2', 3')de formes complémentaires correspondant à la forme de l'enveloppe (1, 1') et destinées à être solidarisées l'une contre l'autre par leur rebord périphérique (4, 5 ; 4', 5') dans un plan de joint (P), pour former l'enveloppe, caractérisé en ce qu'il comprend de plus les étapes consistant
- à mouler chaque tube (12a, 12b ; 12'a, 12'b) en une seule pièce à la forme voulue par soufflage, et de préférence par aspiration-soufflage, dans une matière plastique thermomoulable,
- à disposer chaque tube dans celle (3, 3') des demi-coquilles qui est munie de la bride (6, 6') de fixation présentant ladite ouverture (7, 7') d'alimentation à laquelle ledit tube doit être relié de manière étanche par sa sortie d'air (14a, 14b, 14'a, 14'b),
- à retenir ledit tube (12a, 12b, 12'a, 12'b) dans ladite demi-coquille (3, 3') et à assurer ledit raccordement étanche en introduisant et retenant l'extrémité de sortie (14a, 14'a, 14b, 14'b) dudit tube dans un embout (20a-22a, 20b-22b, 20'a-22'a, 20'b-22'b) tubulaire de collecteur correspondant, porté par ladite bride (6, 6') et en saillie du côté opposé à la culasse, dans le prolongement de ladite ouverture d'alimentation (7, 7'), et en disposant au moins un joint d'étanchéité souple (18a, 18b, 18c, 18') entre ladite extrémité de sortie du tube et ledit embout de collecteur, et
- à disposer les deux demi-coquilles (2, 3, 2', 3') l'une contre l'autre, avec leurs tubes entre elles, en position de reconstitution de l'enveloppe (1, 1'), et à les solidariser par soudage dans ledit plan de joint (P) pour former l'enveloppe (1, 1').
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste à mouler chaque tube (12) avec une section progressivement décroissante vers l'aval sur au moins une partie de sa longueur et/ou avec une entrée d'air (13) convergente en forme de tulipe.
5. Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il consiste à mouler chaque tube (12) avec une section ayant sensiblement la même forme de son entrée (13) à sa sortie d'air (14).
6. Procédé selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à grouper les tubes au moins par paires de tubes (12a-12b ; 12'a-12'b) accolés sur au moins une partie de leur longueur, à fixer les tubes de chaque groupe de tubes (12a-12b ; 12'a-12'b) dans une même demi-coquille (3, 3') munie d'une bride de fixation (6, 6') avec des ouvertures (7, 7') d'alimentation auxquelles les tubes dudit groupe sont raccordés avec étanchéité, à l'aide d'au moins un cavalier (24, 24') qui chevauche transversalement les tubes accolés (12a, 12b ; 12'a, 12'b) dudit groupe, dans leur partie accolée, et qui est fixé par ses extrémités sur ladite demi-coquille (3, 3').
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il consiste à mouler chaque tube (12) avec une section oblongue et des méplats (15), parallèles au grand axe (16) de sa section, sur ses faces en regard opposées, et à grouper les tubes (12a-12b) en les accolant par leurs méplats (15).
8. Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'il consiste à mouler les demi-coquilles (2, 3 ; 2', 3') avec leurs embases (26, 26') et les cavaliers (24, 24') en matière plastique et à fixer les cavaliers (24, 24') sur les demi-coquilles (2, 3 ; 2', 3') correspondantes par soudage ou bouterollage.
9. Procédé selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à mouler les tubes (12) recourbés avec un rayon de courbure, dans le plan contenant leur axe, inférieur à celui de l'enveloppe (1), à mouler les demi-coquilles (2, 3) de l'enveloppe (1) en matière plastique avec des brides (4, 5) de solidarisation sur leurs bords dans le plan de joint (P), et à solidariser les demicoquilles (2, 3) l'une à l'autre pour former l'enveloppe (1) par soudage, de préférence par vibrations, au niveau des brides de solidarisation (4, 5).
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'il consiste
- à réaliser un embout (20a-22a) de collecteur pour la retenue de chaque tube (12a) sur une demi-coquille (3) et pour la liaison étanche dudit tube (12a) à une ouverture d'alimentation (7) correspondante dans une bride (6) de ladite demi-coquille (3), en moulant, d'une part, et d'une seule pièce avec ladite demi-coquille (3) et ladite bride (6) de fixation, un berceau (20a) de forme sensiblement hémi-cylindrique, dont l'extrémité interne à ladite demicoquille (3) présente un fond annulaire (21a) formant butée en saillie vers l'intérieur du berceau (20a), et, d'autre part, un second cavalier (22a) rapporté de maintien dudit tube (12a) dans ledit berceau (20a), ce second cavalier (22a) étant destiné à se fixer sur les bords du berceau (20a) et présentant une butée (23a) en saillie vers l'intérieur du berceau (20a) et en regard du fond annulaire (21a) du berceau,
- de préférence à rapporter et fixer un anneau (17) autour dudit tube (12a), à proximité de sa sortie d'air (14a),
- à rapporter ledit joint d'étanchéité souple (18a, 18b, 18c) autour dudit tube (12a), entre ledit anneau (17) et ladite sortie d'air (14a) du tube (12a),
- à mettre la partie d'extrémité de sortie dudit tube (12a) avec ledit anneau (17) et ledit joint d'étanchéité en place dans ledit berceau (20a) correspondant, de sorte que l'anneau (17) ou le joint (18) soit retenu par butée contre ledit fond annulaire (21a) du berceau (20a),
- à rapporter ledit second cavalier (22a) sur ledit berceau (20a) et la partie du tube (12a) logée dans ce dernier, et
- à fixer, de préférence par soudage aux ultrasons, le second cavalier (22a) sur le berceau (20a).
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il consiste à assurer l'étanchéité entre la partie d'extrémité de sortie (14a) de chaque tube (12a) et l'embout de collecteur correspondant (20'a-22'a) par compression axiale dudit joint d'étanchéité (18), qui est cylindrique, par ses faces planes d'extrémité entre une face radiale plane, tournée vers la sortie (14'a) du tube (12'a), de l'anneau (17') du tube (12'a) et une face radiale plane, tournée vers l'intérieur de ladite demi-coquille (3'), du berceau (20'a) et de ladite bride (6'), lesdites faces radiales étant sensiblement perpendiculaires à l'axe du tube (12'a) à sa sortie (14'a).
12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il consiste à mouler chaque berceau (20a) et le second cavalier (22a) correspondant de sorte que l'embout de collecteur formé par le berceau et le second cavalier présente une section transversale évoluant progressivement d'une forme circulaire, du côté de la bride (6) de fixation et de son ouverture (7) d'alimentation circulaire, à une forme oblongue, complémentaire de celle des tubes (12a).
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il consiste à assurer l'étanchéité entre la partie d'extrémité de sortie (14a) de chaque tube (12a) et l'embout de collecteur (20a-22a) correspondant par compression radiale dudit joint (18a, 18b, 18c) d'étanchéité entre, d'une part, le tube (12a) et, d'autre part, le berceau (20a) et le second cavalier (22a) correspondant.
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