FR2788565A1 - INTAKE MANIFOLD INCLUDING MEANS OF CONNECTION TO AN EXHAUST GAS RECYCLING CIRCUIT - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un collecteur (10) d'admission d'un moteur thermique de véhicule automobile, comportant un conduit tubulaire (12) d'admission d'air frais qui débouche dans un bloc d'alimentation (14) des cylindres dont au moins une sortie (16) d'alimentation est destinée à être montée en regard d'un conduit d'alimentation d'une culasse du moteur, et du type dans lequel un tube d'arrivée (18) de gaz d'échappement recyclés, débouche radialement dans le conduit tubulaire (12) d'admission, caractérisé en ce qu'un tube (26) de Venturi est agencé coaxialement dans le conduit tubulaire (12) d'admission, l'extrémité amont (28) du tube (26) de Venturi coïncidant sensiblement avec une extrémité amont (30) du conduit tubulaire (12) d'admission, et une extrémité aval (32) du tube (26) de Venturi ou col du Venturi, étant agencée en aval du tube d'arrivée (18) des gaz d'échappement pour délimiter entre le col (32) du Venturi et la paroi intérieure (34) du conduit tubulaire (12) d'admission d'air frais une zone d'aspiration (33) des gaz d'échappement.The invention relates to an intake manifold (10) of a heat engine of a motor vehicle, comprising a tubular duct (12) for admission of fresh air which opens into a supply unit (14) of the cylinders, of which at the at least one supply outlet (16) is intended to be mounted opposite a supply duct of an engine cylinder head, and of the type in which an inlet tube (18) for recycled exhaust gases, opens radially into the tubular inlet duct (12), characterized in that a Venturi tube (26) is arranged coaxially in the tubular inlet duct (12), the upstream end (28) of the tube (26) ) of Venturi substantially coinciding with an upstream end (30) of the tubular inlet duct (12), and a downstream end (32) of the Venturi tube (26) or neck of the Venturi, being arranged downstream of the inlet tube (18) exhaust gases to delimit between the neck (32) of the Venturi and the inner wall (34) of the tubular duct (12) for air intake r fresh a suction zone (33) of the exhaust gases.
Description
"Collecteur d'admission comportant des moyens de raccordement à un circuit"Intake manifold comprising means for connection to a circuit
de recyclage des gaz d'échappement" of exhaust gas recycling "
L'invention concerne un collecteur d'admission. The invention relates to an intake manifold.
L'invention concerne plus particulièrement un collecteur d'admission pour l'alimentation en comburant d'un moteur de véhicule automobile, du type qui comporte un conduit tubulaire d'admission d'air frais qui débouche dans un bloc d'alimentation des cylindres comportant au moins une sortie io d'alimentation destinée à être montée en regard d'un conduit d'alimentation correspondant pratiqué dans une culasse du moteur, et du type dans lequel un tube d'arrivée de gaz d'échappement recyclés, provenant d'un circuit d'échappement du véhicule, débouche sensiblement radialement dans le The invention relates more particularly to an intake manifold for supplying oxidant to a motor vehicle engine, of the type which comprises a tubular duct for admitting fresh air which opens into a cylinder supply unit comprising at least one supply outlet intended to be mounted opposite a corresponding supply duct formed in a cylinder head of the engine, and of the type in which an inlet tube for recycled exhaust gases, coming from a vehicle exhaust system, opens substantially radially into the
conduit tubulaire d'admission d'air frais. tubular fresh air intake duct.
On connaît de nombreux types de collecteurs d'échappement. Parmi les collecteurs destinés à être assemblés à un moteur à injection, c'est à dire les collecteurs qui ne comportent aucun branchement sur un quelconque organe chargé de délivrer du carburant au moteur et qui sont uniquement destiné à assurer l'alimentation du moteur en comburant, notamment en air, on connaît de longue date des collecteurs monoblocs en forme générale de "boîte à air" dans lesquels débouchent au moins un tube d'arrivée de gaz d'échappement recyclés, provenant d'un circuit d'échappement Many types of exhaust manifolds are known. Among the manifolds intended to be assembled to an injection engine, that is to say the manifolds which have no connection to any member responsible for delivering fuel to the engine and which are only intended to supply the engine with oxidant , in particular in air, one has long known one-piece collectors in the general form of "air box" into which open at least one inlet pipe for recycled exhaust gases, coming from an exhaust circuit
du véhicule, pour améliorer le rendement du moteur. of the vehicle, to improve engine performance.
Conventionnellement, dans un tel type de collecteur, le tube d'arrivée de gaz d'échappement débouche radialement dans un Conventionally, in such a type of manifold, the exhaust gas inlet tube opens radially into a
conduit tubulaire d'admission du collecteur. tubular intake manifold.
Ce type de collecteur est particulièrement avantageux en comparaison avec des systèmes d'admission plus anciens, dans lesquels un simple collecteur d'admission est accouplé à un boîtier indépendant chargé d'assurer le mélange de l'air frais en provenance de l'atmosphère et les gaz d'échappement recyclés. Ces collecteurs sont en effet beaucoup plus compacts. Toutefois, on a constaté que le mélange de l'air frais et des gaz d'échappement recyclés était peu homogène du fait de la position radiale du tube d'arrivée de gaz d'échappement. Ce type de collecteur ne permet pas d'assurer une homogénéité io constante quel que soit le régime de rotation du moteur associé et l'arrivée de gaz d'échappement perturbe This type of manifold is particularly advantageous in comparison with older intake systems, in which a simple intake manifold is coupled to an independent box responsible for ensuring the mixing of fresh air from the atmosphere and recycled exhaust gases. These collectors are indeed much more compact. However, it has been found that the mixture of fresh air and recycled exhaust gases is not very homogeneous because of the radial position of the exhaust gas inlet tube. This type of manifold does not ensure constant homogeneity whatever the rotation speed of the associated engine and the arrival of exhaust gas disturbs
l'écoulement principal d'air frais. the main flow of fresh air.
Pour remédier à ces inconvénients, I'invention propose un collecteur permettant d'assurer la constitution d'un mélange To overcome these drawbacks, the invention proposes a collector which makes it possible to ensure the constitution of a mixture
s 5homogène d'air frais et de gaz d'échappement recyclés. s 5 homogeneous fresh air and recycled exhaust gases.
Dans ce but, I'invention propose un collecteur d'échappement du type précédemment décrit, caractérisé en ce qu'un tube de Venturi est agencé coaxialement dans le conduit tubulaire d'admission d'air frais, l'extrémité amont du tube de Venturi coïncidant sensiblement avec une extrémité amont du conduit tubulaire d'admission d'air frais, et en ce qu'une extrémité aval du tube de Venturi, ou col du Venturi, est agencée en aval du tube d'arrivée des gaz d'échappement pour délimiter entre le col du Venturi et la paroi intérieure du conduit tubulaire d'admission d'air frais une zone d'aspiration To this end, the invention provides an exhaust manifold of the type described above, characterized in that a Venturi tube is arranged coaxially in the tubular fresh air intake duct, the upstream end of the Venturi tube substantially coinciding with an upstream end of the tubular fresh air intake duct, and in that a downstream end of the Venturi tube, or Venturi neck, is arranged downstream of the exhaust gas inlet tube for define a suction area between the neck of the Venturi and the inside wall of the tubular air intake duct
des gaz d'échappement.exhaust gases.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le conduit tubulaire d'admission d'air frais est rétréci radialement au niveau du col du Venturi pour délimiter axialement, entre l'extrémité amont du conduit tubulaire d'admission d'air frais et le col du Venturi, une chambre périphérique permettant le brassage des gaz d'échappement; -la chambre périphérique comporte à l'intérieur un logement dans lequel est rapporté le tube de Venturi et qui permet la fixation par coincement du tube de venturi lors de son assemblage entre l'extrémité amont du conduit tubulaire et une bride de liaison à un radiateur du véhicule; - le logement reçoit une collerette formée à l'extrémité amont du tube de Venturi; - le bloc d'alimentation est sensiblement parallélépipédique, le conduit tubulaire d'admission d'air frais io débouchant dans sa face supérieure, et ses sorties d'alimentation débouchant dans une de ses faces latérales; - le bloc d'alimentation comporte dans au moins une de ses faces latérales des perçages réalisés à intervalles réguliers pour permettre sa fixation par vissage sur la culasse du moteur; According to other characteristics of the invention - the tubular fresh air intake duct is narrowed radially at the level of the Venturi neck to delimit axially, between the upstream end of the tubular fresh air intake duct and the Venturi neck, a peripheral chamber allowing the mixing of exhaust gases; -the peripheral chamber has inside a housing in which is attached the Venturi tube and which allows fixing by wedging the venturi tube during its assembly between the upstream end of the tubular conduit and a connection flange to a radiator of the vehicle; - The housing receives a flange formed at the upstream end of the Venturi tube; - The power supply is substantially parallelepipedal, the tubular duct for admitting fresh air io opening into its upper face, and its supply outlets opening into one of its lateral faces; - The power supply includes in at least one of its lateral faces holes made at regular intervals to allow its fixing by screwing on the cylinder head of the engine;
- le collecteur d'admission est réalisé par moulage. - The intake manifold is made by molding.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention Other characteristics and advantages of the invention
apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit will appear on reading the detailed description which follows
pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexes dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe selon son plan longitudinal médian d'un collecteur d'admission selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective de l'assemblage d'un tube de venturi dans un collecteur conforme à l'invention et - la figure 3 est une vue en coupe transversale dans un for the understanding of which reference will be made to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a sectional view along its median longitudinal plane of an intake manifold according to the invention; - Figure 2 is a perspective view of the assembly of a venturi tube in a manifold according to the invention and - Figure 3 is a cross-sectional view in a
plan transversal médian 3-3 du collecteur d'admission. transverse median plane 3-3 of the intake manifold.
Dans la description qui va suivre, des chiffres de In the description which follows, figures of
référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant identical reference designates identical parts or having
des fonctions similaires.similar functions.
On voit sur la figure 1 I'ensemble d'un collecteur d'admission 10 réalisé conformément à l'invention. De manière connue, le collecteur d'admission 10 comporte un conduit tubulaire 12 d'admission d'air frais qui débouche dans un bloc 14, en forme de boite, d'alimentation des cylindres qui comporte des sorties d'alimentation 16 destinées à être montées en regard d'un conduit d'alimentation (non représenté) correspondant pratiqué dans une culasse (non FIG. 1 shows a set of an intake manifold 10 produced in accordance with the invention. In known manner, the intake manifold 10 comprises a tubular duct 12 for intake of fresh air which opens into a block 14, box-shaped, for supplying the cylinders which comprises supply outlets 16 intended to be mounted opposite a corresponding supply duct (not shown) made in a cylinder head (not
représentée) du moteur.shown) of the engine.
lo Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le collecteur d'admission 10 comporte quatre sorties 16 d'alimentation, mais cette disposition n'est pas restrictive de l'invention et il pourrait en comporter un nombre supérieur ou inférieur selon qu'il s'agit d'un moteur comportant plus ou moins de cylindres ou d'un moteur comportant plusieurs lo In the preferred embodiment of the invention, the intake manifold 10 has four supply outlets 16, but this arrangement is not restrictive of the invention and it could include a higher or lower number depending on whether '' it is an engine with more or less cylinders or an engine with several
soupapes d'admission par cylindre.intake valves per cylinder.
Le collecteur d'admission 10 est réalisé convention- The intake manifold 10 is conventionally made-
nellement par moulage, ce qui permet avantageusement de by molding, which advantageously allows
l'obtenir moyennant de faibles coûts de fabrication. obtain it at low manufacturing costs.
n0 De manière connue, le collecteur d'admission 10 comporte un tube d'arrivée 18 de gaz d'échappement recyclés dont on voit la trace en pointillé à la figure 1 et que l'on peut voir sur la vue en perspective de la figure 2. Le tube d'arrivée 18 de gaz d'échappement recyclés est agencé radialement par rapport à la direction axiale du conduit tubulaire 12 d'admission d'air frais de façon à permettre un mélange de l'air frais en provenance de l'atmosphère et des gaz d'échappement en provenance d'un circuit d'échappement (non représenté) du véhicule, afin d'améliorer le rendement du moteur lors de son n0 In known manner, the intake manifold 10 comprises an inlet tube 18 of recycled exhaust gases, the trace of which is seen in dotted lines in FIG. 1 and which can be seen in the perspective view of the figure. 2. The inlet pipe 18 for recycled exhaust gas is arranged radially with respect to the axial direction of the tubular duct 12 for admission of fresh air so as to allow a mixture of the fresh air coming from the atmosphere and exhaust gases from an exhaust circuit (not shown) of the vehicle, in order to improve the efficiency of the engine during
fonctionnement.operation.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le bloc d'alimentation 14 des cylindres est de forme sensiblement parallélépipédique et comporte sur une face supérieure 20 un orifice 22 qui coïncide avec une extrémité aval 24 du conduit tubulaire 12 d'admission d'air frais qui s'étend axialement parallèlement à la direction longitudinale du bloc d'alimentation 14. Conformément à l'invention, un tube de Venturi 26 est agencé coaxialement dans le conduit tubulaire 12 d'admission d'air frais. Une extrémité amont 28 du tube de Venturi 26 coïncide sensiblement avec une extrémité amont 30 du conduit io tubulaire 12 d'admission d'air frais, et une extrémité aval 32 du tube de venturi 26, aussi appelé col 32 du Venturi, est agencée en aval du tube 18 d'arrivée des gaz d'échappement pour délimiter entre le col 32 du Venturi et une paroi 34 du conduit tubulaire 12 une zone annulaire 33 d'aspiration des In the preferred embodiment of the invention, the supply unit 14 for the cylinders is of substantially parallelepipedal shape and comprises on an upper face 20 an orifice 22 which coincides with a downstream end 24 of the tubular inlet duct 12 fresh air which extends axially parallel to the longitudinal direction of the supply unit 14. According to the invention, a Venturi tube 26 is arranged coaxially in the tubular duct 12 for fresh air intake. An upstream end 28 of the Venturi tube 26 substantially coincides with an upstream end 30 of the tubular duct 12 for intake of fresh air, and a downstream end 32 of the venturi tube 26, also called throat 32 of the Venturi, is arranged in downstream of the exhaust gas inlet tube 18 to delimit between the neck 32 of the Venturi and a wall 34 of the tubular conduit 12 an annular zone 33 for suction of
gaz d'échappement.exhaust gas.
Pour réaliser une aspiration des gaz d'échappements à l'aide de l'air en provenance de l'atmosphère, le conduit tubulaire 12 d'admission d'air frais est, dans un plan transversal P situé axialement au niveau du col 32 du Venturi, rétréci à un diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur du col 32 du Venturi. La différence de diamètre entre le col 32 du Venturi et le conduit tubulaire 12 d'admission d'air frais est à ce niveau de l'ordre de quelques millimètres. De la sorte, le tube 18 d'arrivée des gaz d'échappement étant situé en aval de la zone 33 d'aspiration des gaz d'échappement, ceux-ci sont mélangés de manière quasi-homogène avec l'air frais en provenance de l'atmosphère avant de poursuivre leur chemin dans le conduit 12 tubulaire d'admission d'air frais en To carry out a suction of exhaust gases using air from the atmosphere, the tubular duct 12 for fresh air intake is, in a transverse plane P located axially at the neck 32 of the Venturi, narrowed to a diameter slightly greater than the outside diameter of the neck 32 of the Venturi. The difference in diameter between the neck 32 of the Venturi and the tubular duct 12 for admitting fresh air is at this level of the order of a few millimeters. In this way, the exhaust gas inlet tube 18 being located downstream of the exhaust gas suction zone 33, these are almost homogeneously mixed with the fresh air coming from the atmosphere before continuing their journey in the tubular duct 12 for fresh air intake in
direction du bloc d'admission 14.direction of the admission block 14.
Les gaz d'échappement sortent par volutes du circuit d'échappement du véhicule à une cadence correspondant au régime du moteur, et donc de façon non uniforme. Pour harmoniser la pression des gaz d'échappement, une chambre périphérique 36, visible à la figure 1, est agencée coaxialement au tube de Venturi 26 à l'extérieur de celui-ci de façon à délimiter un volume tampon permettant une détente au moins partielle des gaz d'échappement recyclés. Cette détente favorise leur mélange uniforme lorsque ceux-ci sont aspirés dans la zone d'aspiration 33 par l'air frais en provenance de l'atmosphère qui traverse le tube de venturi en créant une différence de pression pour provoquer l'aspiration dans la zone The exhaust gases come out of the vehicle's exhaust system in volutes at a rate corresponding to the engine speed, and therefore non-uniformly. To harmonize the exhaust gas pressure, a peripheral chamber 36, visible in FIG. 1, is arranged coaxially with the Venturi tube 26 outside of it so as to delimit a buffer volume allowing at least partial expansion. recycled exhaust gases. This expansion favors their uniform mixing when these are sucked into the suction zone 33 by the fresh air coming from the atmosphere which passes through the venturi tube by creating a pressure difference to cause the suction in the zone.
0o 33.0o 33.
Comme l'illustre les figures 1 et 3, le bloc d'alimentation comporte, dans une des faces latérales 54, les sorties d'alimentation 16 précédemment décrites, lesquelles sont agencées en regard des conduits d'alimentation 56 d'une As illustrated in FIGS. 1 and 3, the supply unit comprises, in one of the side faces 54, the supply outlets 16 previously described, which are arranged opposite the supply conduits 56 of a
culasse 58 du moteur thermique associé. cylinder head 58 of the associated thermal engine.
Conformément à l'invention, au moins une des faces latérales du bloc d'alimentation 14 du collecteur d'admission , ici la face latérale 54, comporte des perçages 60 destinés à permettre le- passage de vis de fixation 62 pour fixer le According to the invention, at least one of the lateral faces of the supply unit 14 of the intake manifold, here the lateral face 54, has holes 60 intended to allow the passage of fixing screws 62 to fix the
collecteur d'admission 10 à la culasse 58 du moteur. intake manifold 10 to the cylinder head 58 of the engine.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, une seconde face latérale 64 du collecteur d'admission 10 comporte elle aussi des perçages 66 qui sont destinés à permettre le passage de vis 68 qui traversent aussi la face latérale 64 pour permettre la fixation du collecteur In a preferred embodiment of the invention, a second lateral face 64 of the intake manifold 10 also has holes 66 which are intended to allow the passage of screws 68 which also pass through the lateral face 64 to allow the fixing of the collector
d'alimentation 10 à la culasse 58 du moteur thermique associé. supply 10 to the cylinder head 58 of the associated thermal engine.
Enfin, la figure 2 illustre le montage particulier du tube de Venturi 26 entre l'extrémité amont 30 du conduit tubulaire Finally, Figure 2 illustrates the particular assembly of the Venturi tube 26 between the upstream end 30 of the tubular conduit
12 et une bride 31 de liaison au radiateur du véhicule. 12 and a flange 31 for connection to the vehicle radiator.
Dans cette vue, I'extrémité 30 du conduit tubulaire 12 d'admission comporte un logement 70 dans lequel est reçu le tube 26 de Venturi. Le logement 70 comporte une gorge 71 qui reçoit une collerette annulaire 72 qui s'étend radialement à partir de l'extrémité amont 28 du tube de Venturi (26). La gorge 71 du logement 70 est sensiblement de dimensions correspondantes à la collerette 72 de façon à immobiliser transversalement et axialement le tube de Venturi 26 entre l'extrémité amont 30 du conduit tubulaire 12 et une bride 31 de In this view, the end 30 of the tubular inlet duct 12 comprises a housing 70 in which the tube 26 from Venturi is received. The housing 70 has a groove 71 which receives an annular flange 72 which extends radially from the upstream end 28 of the Venturi tube (26). The groove 71 of the housing 70 is substantially of dimensions corresponding to the collar 72 so as to immobilize transversely and axially the Venturi tube 26 between the upstream end 30 of the tubular conduit 12 and a flange 31 of
liaison à un radiateur du véhicule. connection to a vehicle radiator.
La bride 31 de liaison au radiateur du véhicule est fixée sur l'extrémité 30 du conduit tubulaire 12 d'admission, par io exemple au moyen de vis (non représentées) qui permettent d'exercer un effort de serrage axial sur les deux faces transversales de la collerette 72 du tube de Venturi 26, et de The flange 31 for connection to the vehicle radiator is fixed to the end 30 of the tubular intake duct 12, for example by means of screws (not shown) which make it possible to exert an axial clamping force on the two transverse faces of the collar 72 of the Venturi tube 26, and of
réaliser ainsi une bonne étanchéité. thus achieve a good seal.
Cette étanchéité peut avantageusement être complétée par un joint annulaire plat (non représenté) épousant la forme This sealing can advantageously be completed by a flat annular seal (not shown) matching the shape.
de la collerette 72 du tube de Venturi 26. of the collar 72 of the Venturi tube 26.
Ainsi, le collecteur 10 d'admission tel que représenté, est constitué de trois pièces d'assemblage aisé, ce qui garantit son faible coût-de fabrication et une étanchéité parfaite tant à Thus, the intake manifold 10 as shown, consists of three easy assembly parts, which guarantees its low manufacturing cost and perfect tightness both
n0 l'air frais qu'au gaz d'échappement. n0 fresh air only with exhaust gas.
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