FR2739898A1 - Modular construction process for IC engine air intake manifold - Google Patents

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Abstract

The manifold consists of a mounting block (12) attached to the engine cylinder block, with at least one air circulation conduit and chamber. The chamber body (14) and the mounting block are moulded over the conduits, and are formed with a standard design for all engines of the same type. A manifold cover (15) is moulded to conform to the final configuration of conduits and standard components. The conduits are formed by extrusion, with the mounting block and chamber body moulded onto their ends while straight, before bending of the conduits to define their final curved shape and the overall shape of the manifold.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UN COLLECTEUR D'ADMISSION D'AIR
POUR MOTEUR A EXPLOSION ET COLLECTEUR D'ADMISSION D'AIR
OBTENU SELON CE PROCEDE
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un collecteur d'admission d'air pour moteur à explosion, comportant une bride agencée pour être fixée à la culasse dudit moteur, au moins un conduit permettant la circulation d'air et une chambre de détente formée d'un corps et d'un couvercle, procédé dans lequel on réalise les conduits à la longueur et au diamètre souhaité, et on réalise la bride et le corps de la chambre de détente par surmoulage des conduits.METHOD FOR MANUFACTURING AN AIR INTAKE MANIFOLD
FOR EXPLOSION ENGINE AND AIR INTAKE MANIFOLD
OBTAINED ACCORDING TO THIS PROCESS
The present invention relates to a method of manufacturing an air intake manifold for an internal combustion engine, comprising a flange arranged to be fixed to the cylinder head of said engine, at least one duct allowing the circulation of air and a expansion formed by a body and a cover, process in which the conduits are made to the desired length and diameter, and the flange and the body of the expansion chamber are made by overmolding the conduits.

Elle concerne également un collecteur d'admission d'air pour moteur à explosion, comportant une bride agencée pour être fixée à la culasse dudit moteur, au moins un conduit permettant la circulation d'air et une chambre de détente formée d'un corps et d'un couvercle.It also relates to an air intake manifold for an internal combustion engine, comprising a flange arranged to be fixed to the cylinder head of said engine, at least one duct allowing air circulation and an expansion chamber formed of a body and a cover.

n existe actuellement différents procédés de fabrication de collecteurs d'admission d'air pour des moteurs à explosion. Parmi ces procédés certains sont des procédés de fonderie utilisant de l'acier ou de la fonte d'ahmlinih, d'autres utilisent des procédés d'injection de matière plastique et d'autres utilisent une combinaison de procédés de fonderie et d'injection.There are currently various methods of manufacturing air intake manifolds for internal combustion engines. Among these processes some are foundry processes using steel or ahmlinih cast iron, others use plastic injection processes and others use a combination of foundry and injection processes.

Les collecteurs comportent tous une bride montée sur la culasse du moteur, des conduits et une chambre de détente. Actuellement, pour chaque moteur d'une famille de moteurs, un collecteur spécifique est réalisé. Or les procédés ci-dessus nécessitent tous la réalisation de moules coûteux, qui ne peuvent être utilisés que pour un type de moteurs spécifique. Pour tous les moteurs d'une même famille, l'interface entre le collecteur et la culasse est toutefois identique. Seuls la longueur et le diamètre des conduits, ainsi que le volume de la chambre de détente changent.The manifolds all have a flange mounted on the cylinder head of the engine, conduits and an expansion chamber. Currently, for each engine of a family of engines, a specific collector is produced. However, the above methods all require the production of expensive molds, which can only be used for a specific type of engine. However, for all engines of the same family, the interface between the manifold and the cylinder head is identical. Only the length and diameter of the ducts, as well as the volume of the expansion chamber change.

La présente invention se propose de fournir un procédé de fabrication de collecteurs utilisant un maximum de pièces standards, ce qui permet une fabrication meilleure marché et des outils de production et de montage uniques adaptés aux différents modèles de moteurs d'une même famille. Elle fournit également un collecteur adapté à différents moteurs d'une même famille de moteurs. The present invention proposes to provide a method of manufacturing manifolds using a maximum of standard parts, which allows cheaper manufacturing and unique production and assembly tools adapted to different models of engines of the same family. It also provides a manifold suitable for different motors of the same family of motors.

Ce but est atteint par un procédé tel que défini en préambule et caractérisé en ce que l'on réalise cette bnde et ce corps selon une forme standard pour tout collecteur monté sur les moteurs d'une même famille, et en ce que l'on réalise le couvercle par moulage selon une forme dépendant de la longueur et de la forme finale des conduits.This object is achieved by a process as defined in the preamble and characterized in that this bnde and this body are produced in a standard form for any manifold mounted on motors of the same family, and in that one produces the cover by molding in a shape depending on the length and the final shape of the conduits.

Selon une forme de réalisation préférée, on réalise lesdits conduits par extrusion et on place ces conduits de fiçon à ce qu'ils soient rectilignes dans un moule permettant de réaliser la bride et le corps de la chambre de détente.According to a preferred embodiment, said conduits are produced by extrusion and these fi bre conduits are placed so that they are rectilinear in a mold allowing the flange and the body of the expansion chamber to be produced.

On fixe avantageusement le couvercle de la chambre de détente sur le corps pendant que lesdits conduits sont rectilignes.The cover of the expansion chamber is advantageously fixed on the body while said conduits are rectilinear.

Selon un mode de réalisation avantageux, on cintre les conduits selon la forme finale souhaitée et on fixe le corps sur la bride.According to an advantageous embodiment, the conduits are bent to the desired final shape and the body is fixed to the flange.

On fixe de préférence le couvercle de la chambre de détente sur le corps par soudure par vibrations.The cover of the expansion chamber is preferably fixed to the body by vibration welding.

Le but fixé est également atteint par un collecteur tel que défini en préambule et caractérisé en ce que la bride et le corps de la chambre de détente ont une forme identique pour tous les types de moteurs d'une même famille et en ce que le couvercle de la chambre de détente est agencé pour être fixé à la bride et au corps, pour maintenir les conduits selon une forme souhaitée et pour varier au besoin le volume de la chambre de détente.The set goal is also achieved by a manifold as defined in the preamble and characterized in that the flange and the body of the expansion chamber have an identical shape for all types of motors of the same family and in that the cover of the expansion chamber is arranged to be fixed to the flange and to the body, to maintain the conduits in a desired shape and to vary the volume of the expansion chamber if necessary.

Selon un mode de réalisation préféré, le couvercle de la chambre de détente comporte une zone de liaison au corps de ladite chambre de détente, une zone de fixation à ladite bride et zone intermédiaire disposée entre la zone de liaison et la zone de fixation, ladite zone de liaison et ladite zone de fixation étant identiques pour tous les moteurs d'une même famille de moteurs.According to a preferred embodiment, the cover of the expansion chamber comprises a zone of connection to the body of said expansion chamber, a zone of attachment to said flange and intermediate zone disposed between the connection zone and the fixing zone, said connection area and said attachment area being identical for all the engines of the same engine family.

Le collecteur selon la présente invention comporte avantageusement un capot solidaire de la bride et recouvrant lesdits conduits, ce capot ayant avantageusement une forme identique pour tous les moteurs d'une même famille de moteurs. The manifold according to the present invention advantageously comprises a cover integral with the flange and covering said conduits, this cover advantageously having an identical shape for all the engines of the same family of engines.

La présente invention sera mieux comprise en référence à différents modes de réalisation et aux figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 est une vue en perspective d'une partie des éléments constituant le
collecteur, pendant une étape du procédé selon la présente invention; - la figure 2 est une vue éclatée en perspective d'un premier mode de réalisation d'un
collecteur selon la présente invention; - la figure 3 est une vue en coupe transversale du collecteur de la figure 2; - la figure 4 est une vue éclatée en perspective d'un deuxième mode de réalisation d'un
collecteur selon la présente invention; et - la figure 5 est une vue en coupe transversale du collecteur de la figure 4.The present invention will be better understood with reference to various embodiments and to the appended figures in which: - Figure 1 is a perspective view of part of the elements constituting the
collector, during a step of the process according to the present invention; - Figure 2 is an exploded perspective view of a first embodiment of a
collector according to the present invention; - Figure 3 is a cross-sectional view of the collector of Figure 2; - Figure 4 is an exploded perspective view of a second embodiment of a
collector according to the present invention; and - Figure 5 is a cross-sectional view of the collector of Figure 4.

En référence à ces figures, le collecteur 10 selon la présente invention comportent un certain nombre de conduits 11, par exemple quatre, dont la longueur et le diamètre sont adaptés au type de moteur sur lequel ce collecteur est monté. Chaque collecteur comporte également une bride 12 solidaire des conduits et montée sur une culasse du moteur. n comporte également une chambre de détente 13 formée d'un corps 14 de chambre de détente et d'un couvercle 15. L'ensemble est recouvert par un capot 16 ayant des fonctions esthétique et de protection.With reference to these figures, the manifold 10 according to the present invention comprises a certain number of conduits 11, for example four, the length and diameter of which are adapted to the type of motor on which this manifold is mounted. Each manifold also includes a flange 12 integral with the conduits and mounted on a cylinder head of the engine. n also includes an expansion chamber 13 formed by a body 14 of expansion chamber and a cover 15. The assembly is covered by a cover 16 having aesthetic and protective functions.

Le nombre de conduits du collecteur dépend du moteur utilisé et est généralement égal au nombre de cylindres de ce moteur. La bride 12 comporte un nombre d'ouvertures 17 égal au nombre de conduits du collecteur. Cette bride a une forme identique pour tous les collecteurs comportant un même nombre de conduits et destinés aux moteurs d'une même famille.The number of manifold pipes depends on the engine used and is generally equal to the number of cylinders on this engine. The flange 12 has a number of openings 17 equal to the number of pipes of the collector. This flange has an identical shape for all manifolds having the same number of conduits and intended for motors of the same family.

Le corps 14 de la chambre de détente a une forme standard pour tous les moteurs d'une même famille, la longueur de ce corps étant déterminée par la longueur de la bride et par conséquent par le nombre de conduits.The body 14 of the expansion chamber has a standard shape for all the motors of the same family, the length of this body being determined by the length of the flange and therefore by the number of conduits.

Le couvercle 15 de la chambre de détente comporte une zone de liaison 18 permettant de lier le couvercle au corps et de former ainsi la chambre de détente 13, une zone de fixation 19 permettant de fixer ce couvercle à la bride, et une zone intermédiaire 20, disposée entre la zone de liaison et la zone de fixation. Les zones de liaison et de fixation ont une section transversale identique pour tous les moteurs d'une même farnille. La zone intermédiaire 20 a une section transversale sensiblement en forme de secteur circulaire, la modification de rangle de ce secteur permettant de modifier les caractéristiques du collecteur en fonction du moteur spécifique de la famille de moteurs.The cover 15 of the expansion chamber has a connection zone 18 making it possible to link the cover to the body and thus form the expansion chamber 13, a fixing zone 19 making it possible to fix this cover to the flange, and an intermediate zone 20 , arranged between the connection zone and the fixing zone. The connection and fixing zones have an identical cross-section for all the motors in the same range. The intermediate zone 20 has a cross section substantially in the form of a circular sector, the modification of the row of this sector making it possible to modify the characteristics of the manifold as a function of the specific motor of the family of motors.

Le procédé de fabrication selon la présente invention se déroule en différentes étapes décrites ci-dessous. La première étape consiste à réaliser les conduits 11. Ceci se fait par un procédé conventionnel d'extrusion sur une filière standard. Le diamètre de ces conduits est déterminé en fonction du moteur sur lequel le collecteur doit être monté.The manufacturing process according to the present invention takes place in different stages described below. The first step consists in producing the conduits 11. This is done by a conventional extrusion process on a standard die. The diameter of these conduits is determined according to the motor on which the manifold is to be mounted.

Ces conduits sont ensuite coupés à la longueur voulue, dépendant également du moteur.These conduits are then cut to the desired length, also depending on the engine.

L'étape suivante du procédé consiste à positionner les conduits dans un moule permettant de réaliser la bride 12 et le corps 14 de la chambre de détente. Comme cela est ilhlstré en détail par la figure 1, les conduits sont rectilignes et parallèles. Lorsque la bride et le corps de la chambre de détente ont été réalisés par injection, les conduits sont solidaires de ces deux éléments.The next step in the process consists in positioning the conduits in a mold making it possible to produce the flange 12 and the body 14 of the expansion chamber. As shown in detail in Figure 1, the conduits are straight and parallel. When the flange and the body of the expansion chamber have been produced by injection, the conduits are integral with these two elements.

Le couvercle 15 de la chambre de détente, ainsi que le capot 16 sont moulés séparément par un procédé conventionneL La forme du couvercle est adaptée au moteur sur lequel le collecteur est monté.The cover 15 of the expansion chamber, as well as the cover 16 are molded separately by a conventional method. The shape of the cover is adapted to the motor on which the manifold is mounted.

Le corps 14 de la chambre de détente, ainsi que le couvercle 15 sont ensuite assemblés par soudure par vibrations ou par un autre moyen conventionnel assurant l'étanchéité de la chambre 13. Les conduits sont ensuite cintrés et le couvercle est fixé à la bride.The body 14 of the expansion chamber, as well as the cover 15 are then assembled by vibration welding or by other conventional means ensuring the sealing of the chamber 13. The conduits are then bent and the cover is fixed to the flange.

Finalement, le capot 16 est placé sur l'ensemble de façon à protéger les conduits et à réaliser une isolation phonique.Finally, the cover 16 is placed on the assembly so as to protect the conduits and to provide sound insulation.

Comme on peut le constater en comparant les figures 2 et 3 aux figures 4 et 5, dans les deux collecteurs illustrés, seuls les conduits 1 1 et le couvercle 15 changent en fonction du moteur sur lequel est monté le collecteur. Il suffit donc de réaliser un seul moule, correspondant au moule du couvercle 15, dont la forme dépend du type de moteur pour réaliser tous les collecteurs adaptés aux moteurs d'une même famille. Toutes les autres pièces ont une forme standard quel que soit le moteur utilisé. Ceci permet de diminuer le coût de fabrication, mais également de standardiser les outils de montage du collecteur, tout en s'adaptant parfaitement aux exigences différentes de chaque moteur d'une même famille.As can be seen by comparing Figures 2 and 3 to Figures 4 and 5, in the two illustrated manifolds, only the conduits 1 1 and the cover 15 change depending on the motor on which the manifold is mounted. It therefore suffices to produce a single mold, corresponding to the mold of the cover 15, the shape of which depends on the type of motor to produce all the collectors suitable for motors of the same family. All other parts have a standard shape regardless of the engine used. This reduces the manufacturing cost, but also standardizes the manifold mounting tools, while adapting perfectly to the different requirements of each engine in the same family.

La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, mais s'étend à toute modification évidente pour l'homme du métier. En particulier, bien que le nombre de conduits soit de quatre sur les figures, il est clair que l'on peut utiliser le même procédé pour un collecteur ayant un nombre quelconque de conduits, dépendant du nombre de cylindres du moteur utilisé.The present invention is not limited to the embodiments described, but extends to any modification obvious to a person skilled in the art. In particular, although the number of conduits is four in the figures, it is clear that one can use the same method for a manifold having any number of conduits, depending on the number of cylinders of the engine used.

Les matériaux utilisés pour la fabrication des différentes pièces constituant le collecteur peuvent être quelconques pour autant qu'ils résistent aux sollicitations mécaniques ou chimiques dont ils font l'objet.The materials used for the manufacture of the various parts constituting the collector can be any as long as they withstand the mechanical or chemical stresses to which they are subjected.

Le couvercle pourrait également être réalisé en trois parties distinctes correspondant aux zones de liaison, de fixation et intermédiaire. Dans ce cas, seul le moule permettant de réaliser la zone intermédiaire devrait être adapté au moteur. Les moules des deux autres zones pourraient être standard.The cover could also be produced in three separate parts corresponding to the connection, fixing and intermediate zones. In this case, only the mold allowing the intermediate zone to be produced should be adapted to the motor. The molds for the other two areas could be standard.

Finalement, les moyens ou les procédés permettant de montrer les différentes pièces entre elles et le collecteur sur le moteur peuvent être quelconques. Finally, the means or the methods making it possible to show the different parts between them and the manifold on the engine may be any.

Claims (8)

RevendicationsClaims 1. Procédé de fabrication d'un collecteur d'admission d'air pour moteur à explosion,1. Method for manufacturing an air intake manifold for an internal combustion engine, comportant une bride agencée pour être fixée à la culasse dudit moteur, au moins un comprising a flange arranged to be fixed to the cylinder head of said engine, at least one conduit permettant la circulation d'air et une chambre de détente formée d'un corps air circulation duct and an expansion chamber formed by a body et d'un couvercle, procédé dans lequel on réalise les conduits à la longueur et au and a cover, process in which the conduits are made to length and at diamètre souhaité, et on réalise la bride et le corps de la chambre de détente par desired diameter, and the flange and the body of the expansion chamber are produced by surmoulage des conduits, caractérisé en ce que ron réalise cette bride (12) et ce overmolding of the conduits, characterized in that ron realizes this flange (12) and this corps (14) selon une forme standard pour tout collecteur (10) monté sur les moteurs body (14) in a standard shape for any manifold (10) mounted on the motors d'une même famille, et en ce que l'on réalise le couvercle (15) par moulage selon of the same family, and in that the cover (15) is produced by molding according to une forme dépendant de la longueur et de la forme finale des conduits. a shape depending on the length and the final shape of the conduits. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise lesdits conduits2. Method according to claim 1, characterized in that said conduits are produced (11) par extrusion et en ce que l'on place ces conduits de façon à ce qu'ils soient (11) by extrusion and in that these conduits are placed so that they are rectilignes dans un moule permettant de réaliser la bride (12) et le corps (14) de la straight in a mold allowing the flange (12) and the body (14) of the chambre de détente (13).  relaxation room (13). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on fixe le couvercle (15) de3. Method according to claim 2, characterized in that one fixes the cover (15) of la chambre de détente (13) sur le corps (14) pendant que lesdits conduits (11) sont the expansion chamber (13) on the body (14) while said conduits (11) are rectilignes. straight. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on cintre les conduits (11)4. Method according to claim 3, characterized in that the conduits (11) are bent selon la forme finale souhaitée et en ce que l'on fixe le corps (14) sur la bride (12). according to the desired final shape and in that the body (14) is fixed to the flange (12). 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on fixe le couvercle (15) de5. Method according to claim 3, characterized in that one fixes the cover (15) of la chambre de détente (13) sur le corps (14) par soudure par vibrations. the expansion chamber (13) on the body (14) by vibration welding. 6. Collecteur d'admission d'air pour moteur à explosion, comportant une bride agencée6. Air intake manifold for internal combustion engine, with a flange arranged pour être fixée à la culasse dudit moteur, au moms un conduit permettant la to be fixed to the cylinder head of said engine, at least one conduit allowing the circulation d'air et une chambre de détente formée d'un corps et d'un couvercle, air circulation and an expansion chamber formed by a body and a cover, caractérisé en ce que la bride (12) et le corps (14) de la chambre de détente (13) ont characterized in that the flange (12) and the body (14) of the expansion chamber (13) have une forme identique pour tous les types de moteurs d'une même famille et en ce que an identical shape for all types of engines in the same family and in that le couvercle (15) de la chambre de détente (13) est agencé pour être fixé à la bride the cover (15) of the expansion chamber (13) is designed to be fixed to the flange (12) et au corps (14), pour maintenir les conduits (11) selon une forme souhaitée et (12) and to the body (14), to maintain the conduits (11) in a desired shape and pour varier au besoin le volume de la chambre de détente ( 13).  to vary the volume of the expansion chamber (13) if necessary. 7. Collecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le couvercle (15) de la7. Collector according to claim 6, characterized in that the cover (15) of the chambre de détente (13) comporte une zone de liaison (18) au corps (14) de ladite expansion chamber (13) has a connection zone (18) to the body (14) of said chambre de détente (13), une zone de fixation (19) à ladite bride (12) et zone expansion chamber (13), a zone for fixing (19) to said flange (12) and zone intermédiaire (20) disposée entre la zone de liaison (18) et la zone de fixation (19), intermediate (20) disposed between the connection zone (18) and the fixing zone (19), et en ce que ladite zone de liaison (18) et ladite zone de fixation (19) sont identiques and in that said connecting zone (18) and said fixing zone (19) are identical pour tous les moteurs d'une même famille de moteurs. for all engines of the same engine family. 8. Collecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un capot (16)8. Collector according to claim 7, characterized in that it comprises a cover (16) solidaire de la bride (12) et recouvrant lesdits conduits (11), et en ce que ce capot a integral with the flange (12) and covering said conduits (11), and in that this cover has une forme identique pour tous les moteurs d'une même famille de moteurs.  an identical shape for all engines of the same engine family.
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