FR2894615A1

FR2894615A1 - Dispositif d'admission d'air dans un cylindre de moteur a combustion

Info

Publication number: FR2894615A1
Application number: FR0512689A
Authority: FR
Inventors: Alain Dupont; Thomas Guerineau
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2007-06-15
Anticipated expiration: 2025-12-14
Also published as: FR2894615B1

Abstract

Dispositif d'admission d'air dans un cylindre de moteur à combustion du type comprenant au moins un conduit d'admission (1) reliant la culasse du moteur à la zone d'admission dans le cylindre (10) comportant au moins une chapelle d'admission (2) obturable par une soupape d'admission, le conduit d'admission étant divisé en deux parties par une paroi interne de séparation (4) et des moyens d'obturation (7) réglables de manière progressive étant montés dans l'une des parties dudit conduit divisé, caractérisé en ce que la paroi interne de séparation (4) est sensiblement plane dans le sens de la longueur du conduit d'admission et en ce qu'elle divise le conduit d'admission en deux parties, une partie supérieure (5) débouchant dans une partie supérieure de la chapelle d'admission et une partie inférieure (6) débouchant dans une partie inférieure de la chapelle d'admission.

Description

Dispositif d'admission d'air dans un cylindre de moteur à combustion

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif d'admission d'air dans un cylindre de moteur à combustion interne, en particulier pour un moteur Diesel à injection directe ou pour un moteur à essence. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'admission d'air dans un cylindre de moteur à combustion comprenant au moins un conduit d'admission reliant la culasse du moteur à la zone d'admission dans le cylindre, obturable par une soupape d'admission, le conduit d'admission io étant divisé en deux parties par une paroi interne de séparation et des moyens d'obturation réglables de manière progressive étant montés dans l'une des parties dudit conduit divisé, ce qui permet en particulier d'augmenter la valeur du rapport de tourbillonnement sans entraîner de chute trop importante de perméabilité, autorisant ainsi l'obtention d'un 15 compromis rapport de tourbillonnement/perméabilité optimisé pour tous les points de fonctionnement du moteur. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Dans les moteurs à combustion interne, qu'il s'agisse des moteurs à essence ou plus particulièrement des moteurs Diesel à injection directe, il est 20 nécessaire, pour assurer un mélange correct entre l'air et le carburant dans le cylindre, d'imposer à l'air un mouvement de rotation dans la chambre de combustion. Ce mouvement de rotation autour d'un axe parallèle à l'axe du cylindre, est caractérisé par le rapport de la vitesse de rotation de l'air dans le cylindre à la vitesse de rotation du moteur. 25 On appelle rapport de tourbillonnement ou, plus généralement swirl , le rapport entre la vitesse de rotation de l'air créée à l'admission et la vitesse de rotation du moteur. Dans un moteur Diesel à injection directe, un tel rapport de tourbillonnement, nécessaire au moment de la phase d'injection, est 30 particulièrement souhaité pour le fonctionnement du moteur à faible charge.

On définit en outre la perméabilité dans un cylindre de moteur à combustion, en particulier de moteur Diesel, comme étant le rapport du débit réellement admis par le moteur sur le débit qui aurait été admis dans les conditions idéales, c'est-à-dire, sans pertes de charge. La perméabilité dépend donc, non seulement de la différence de pression de part et d'autre de la soupape d'admission, mais également de la qualité aérodynamique de la zone de passage vers le cylindre. Généralement, une augmentation du rapport de tourbillonnement est associée à une chute importante de la perméabilité, en raison d'une io diminution de la section effective de passage à l'admission. De manière connue, lors du dimensionnement d'un moteur Diesel à injection directe on peut choisir une valeur de rapport de tourbillonnement qui représente un compromis sur l'ensemble de la plage de fonctionnement du moteur, avec un ou deux conduits d'admission. Cette valeur de rapport de is tourbillonnement ne correspond cependant pas, dans ce cas, à la valeur optimale qui serait nécessaire pour les fortes charges, ni pour les charges faibles. On connaît déjà dans l'état de la technique, des solutions traitant le problème d'optimisation des valeurs de rapport de tourbillonnement et de 20 perméabilité quel que soit le mode de fonctionnement du moteur. La première solution décrite dans le brevet US 6,550,447, porte sur un dispositif d'admission à distribution variable, formé par deux conduits (2) et (3), complètement distincts (colonne 4, lignes 2-3), partant de la culasse du moteur et débouchant dans le cylindre sur la même soupape d'admission 25 (colonne 4, lignes 11-13). Le premier conduit (2) est hélicoïdal, le second (3) se présente comme un tuyau débouchant de façon neutre ou tangentielle, ou encore de façon intermédiaire entre le positionnement neutre ou tangentiel, dans le cylindre (colonne 4, ligne 58 et lignes 4-11). Chacun de ces deux conduits (2) et (3) dispose des moyens d'obturation réglables (colonne 4, 30 lignes 37-39 et 30-33 respectivement) qui permettent d'ajuster le rapport de tourbillonnement quel que soit le mode de fonctionnement du moteur (colonne 2, lignes 11-14). Le principal inconvénient de ce dispositif est son encombrement excessif qui empêche de l'intégrer à la culasse. La deuxième solution proposée par le brevet US 4,308,829, porte sur un dispositif d'admission comportant un conduit unique d'admission par cylindre pour un moteur à essence muni d'un carburateur. Ce conduit comprend deux sections : l'une (17), sensiblement cylindrique, est située au niveau de la culasse (colonne 3, lignes 24-26), l'autre (16), hélicoïdale, est située au niveau de la soupape d'admission (6) (colonne 3, lignes 21-24). Une cloison interne de séparation en forme d'une aube incurvée (18), s'étend io le long de la partie cylindrique du conduit (17) jusqu'à l'entrée de la partie hélicoïdale (16), en divisant ainsi la partie cylindrique du conduit d'admission en deux parties, supérieure (17a) et inférieure (17b) (colonne 3, lignes 29-54). Un dispositif d'obturation constitué par un papillon de gaz rotatif réglable (34), est disposé en aval (21) de la partie cylindrique du conduit d'admission 15 (17) (colonne 4, lignes 52-54). Ce papillon (34) est monté en partie à l'extérieur en bas (22') du conduit (21) (colonne 4, lignes 64-68, colonne 5, lignes 1-5). Ainsi, grâce à ce montage, la coopération du papillon de gaz, en position de petite et moyenne ouvertures, avec l'aube incurvée (18) aboutit à la direction du flux de mélange air-essence vers la partie supérieure (17a) du 20 conduit d'admission (colonne 5, lignes 22-25) en procurant le rapport de tourbillonnement souhaité (colonne 5, lignes 25-36). Le principal inconvénient de ce dispositif est la complexité de sa fabrication et, par conséquent, son coût. Il est en effet difficile, d'un point de vue technologique de produire une aube incurvée par fonderie. De même, insérer une pièce de 25 géométrie aussi complexe que l'aube incurvée, à la coulée du bloc de cylindres dans un endroit très précis du conduit d'admission, est problématique. La troisième solution est enseignée par la demande de brevet EP 1 247 957 et propose d'utiliser une paroi verticale interne de séparation dans le 30 conduit d'admission (colonne 4, 0023) pour les moteurs à combustion avec un seul conduit d'admission par cylindre. Le but est de faire varier le rapport de tourbillonnement en obturant tout ou partie de la section du conduit divisé (colonne 4-5, 0027). Cette même approche est pratiquée par la demande de brevet EP 1 188 912 pour les moteurs à combustion avec au moins deux conduits d'admission par cylindre. Cependant, la paroi verticale crée un encombrement supplémentaire dans le packaging très contraignant des moteurs Diesel. En outre, dans le cas des conduits hélicoïdaux, la paroi verticale n'est pas toujours efficace. En effet, l'écoulement d'air s'opérant dans le plan vertical ne profite pas pleinement de la forme hélicoïdale du conduit pour augmenter d'avantage le rapport de tourbillonnement. DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION io La présente invention a pour objet un dispositif d'admission d'air dans un cylindre de moteur à combustion qui ne présente pas un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur et qui permette en particulier d'augmenter la valeur du rapport de tourbillonnement sans entraîner de chute trop importante de perméabilité, autorisant ainsi l'obtention d'un is compromis rapport de tourbillonnement/perméabilité optimisé pour tous les points de fonctionnement du moteur. A cet effet, le dispositif d'admission d'air dans un cylindre de moteur à combustion, en particulier de moteur Diesel à injection directe ou de moteur à essence, du type comprenant au moins un conduit d'admission 20 reliant la culasse du moteur à la zone d'admission dans le cylindre comportant au moins une chapelle d'admission obturable par une soupape d'admission, le conduit d'admission étant divisé en deux parties par une paroi interne de séparation et des moyens d'obturation réglables de manière progressive étant montés dans l'une des parties dudit conduit divisé, 25 caractérisé en ce que la paroi interne de séparation est sensiblement plane dans le sens de la longueur du conduit d'admission et en ce qu'elle divise le conduit d'admission en deux parties, une partie supérieure débouchant dans une partie supérieure de la chapelle d'admission et une partie inférieure débouchant dans une partie inférieure de la chapelle d'admission. 30 Selon une autre particularité, la chapelle d'admission est raccordée au conduit d'admission de façon à ce que l'axe du conduit d'admission soit incliné, par rapport à l'axe de la tige reliée à la tête de soupape, d'un angle cp tel que:0cp90 . Selon une autre particularité, le conduit d'admission se raccorde à la chapelle d'admission selon un axe incliné d'un angle cp <_ 90 de façon à ce 5 que : • la partie supérieure du conduit d'admission vienne entourer une portion extérieure de la chapelle d'admission en forme de cuve cylindrique constituant la partie supérieure de la chapelle d'admission, en formant une rampe hélicoïdale autour d'une partie de la cuve cylindrique, et to la partie inférieure du conduit d'admission se raccorde avec la zone formant un siège de soupape selon un angle a tel que : 90 <_ a 180 . Selon une autre particularité, le plan formé par la paroi interne de séparation est parallèle à l'axe du conduit d'admission. Selon une autre particularité, le plan formé par la paroi interne de 15 séparation comprend l'axe du conduit d'admission. Selon une autre particularité, la lisière de la paroi interne de séparation disposée dans le conduit d'admission à l'aplomb du début de la rampe hélicoïdale (becquet), est sensiblement perpendiculaire à l'axe de la tige reliée à la tête de soupape de manière à ce que l'angle 13 ainsi formé soit 20 un angle droit (13 = 90 ). Selon une autre particularité, la lisière de la paroi interne de séparation disposée dans le conduit d'admission à l'aplomb du début de la rampe hélicoïdale (becquet), est inclinée par rapport à l'axe de la tige reliée à la tête de soupape de manière à ce que l'angle I ainsi formé soit conforme 25 à : 0 < 13 < 180 avec 13 ≠ 90 pris ensemble. Selon une autre particularité, la lisière de la paroi interne de séparation disposée dans le conduit d'admission à l'aplomb du début de la rampe hélicoïdale (becquet), est formée par une droite sensiblement perpendiculaire à l'axe du conduit de l'admission de manière à ce que l'angle 30 y ainsi formé soit un angle droit (y = 90 ).

Selon une autre particularité, la lisière de la paroi interne de séparation disposée dans le conduit d'admission à l'aplomb du début de la rampe hélicoïdale (becquet), est formée par une droite inclinée par rapport à l'axe du conduit de l'admission de manière à ce que l'angle y soit conforme à : 0 < y < 180 avec y ≠ 90 pris ensemble. Selon une autre particularité, la lisière de la paroi interne de séparation disposée dans le conduit d'admission à l'aplomb du début de la rampe hélicoïdale (becquet), est curviligne avec une inclinaison par rapport à l'axe du conduit de l'admission représentée par l'angle y ainsi formé io conforme à : 0 < y < 180 . Selon une autre particularité, la partie du conduit d'admission comportant les moyens d'obturation est celle supérieure débouchant dans la partie supérieure de la chapelle d'admission. Selon une autre particularité, la partie du conduit d'admission 15 comportant les moyens d'obturation est celle inférieure débouchant dans la partie inférieure de la chapelle d'admission. Selon une autre particularité, les moyens d'obturation sont montés dans chacune des parties supérieure et inférieure du conduit d'admission divisé. 20 Selon une autre particularité, la paroi interne de séparation s'étend sur toute la longueur du conduit d'admission, depuis la culasse jusqu'à proximité de l'axe de la soupape d'admission. Selon une autre particularité, les moyens d'obturation comprennent un clapet mobile en translation du type guillotine coulissante 25 transversalement à l'axe du conduit d'admission. Selon une autre particularité, les moyens d'obturation comprennent un clapet du type papillon, rotatif autour d'un axe perpendiculaire à l'axe du conduit d'admission, l'axe du clapet étant sensiblement parallèle au plan de la paroi interne de séparation, ce clapet étant monté à l'intérieur du conduit 30 d'admission.

Selon une autre particularité, les moyens d'obturation comprennent un boisseau, rotatif autour d'un axe perpendiculaire à l'axe du conduit d'admission, l'axe du boisseau étant sensiblement parallèle au plan de la paroi interne de séparation, ce boisseau étant monté en partie à l'extérieur du conduit d'admission, conformément à l'une des configurations choisies parmi les configurations suivantes : (a) en haut du conduit d'admission ; (b) en bas du conduit d'admission. Selon une autre particularité, le dispositif d'admission d'air comprend un conduit d'admission supplémentaire reliant la culasse du moteur à la zone ~o d'admission du cylindre et en ce que ce conduit d'admission supplémentaire ne contient aucune paroi interne de séparation. Selon une autre particularité, les parois du conduit d'admission en aval de la chapelle d'admission comportent des moyens particuliers de formes géométriques variées favorisant et/ou renforçant le mouvement de is rotation communiqué par la rampe hélicoïdale à l'air d'admission, ces moyens étant choisis parmi une ou plusieurs formes suivantes : (a) stries, (b) plis, (c) rides, (d) fentes, (e) rainures, (f) courbures, (g) saillies. Selon une autre particularité, la paroi interne de séparation est en forme d'une gouttière dont la section perpendiculaire au sens d'écoulement 20 de l'air (Fs, F;) puisse présenter des profils quelconques. L'invention avec ses caractéristiques et avantages ressortira plus clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente les images tridimensionnelles numériques de 25 synthèse créées par un ordinateur (vue de côté (la) ; vue de dessus (1 b)), d'un fragment du conduit d'admission couplé avec une chapelle d'admission de forme hélicoïdale ; les figures 2 et 3 représentent les images tridimensionnelles numériques de synthèse créées par un ordinateur avec des coupes du 30 fragment du conduit d'admission couplé avec une chapelle d'admission de forme hélicoïdale ; la figure 4 représente les images tridimensionnelles numériques de synthèse créées par un ordinateur avec des coupes de la chapelle d'admission de forme hélicoïdale les figures 5 et 6 illustrent schématiquement, en vue de côté et de dessus respectivement, le principe de fonctionnement du dispositif selon l'invention ; la figure 7 illustre schématiquement, en vue de dessus, les différentes formes de la lisière de la paroi interne de séparation disposée dans le conduit d'admission au niveau du becquet de l'hélicoïde de la io chapelle d'admission ; la figure 8 représente schématiquement un fragment de la partie supérieure du conduit d'admission muni d'un boisseau, rotatif autour d'un axe perpendiculaire à l'axe du conduit d'admission, l'axe du boisseau étant sensiblement parallèle au plan de la paroi interne de séparation, ce boisseau 15 étant monté en partie à l'extérieur du conduit d'admission et qui est disposé en haut du conduit d'admission. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES DE L'INVENTION Tel qu'il est illustré sur la figure 1, le dispositif d'admission pour un 20 moteur Diesel à injection directe comprend pour chaque cylindre (10) un seul conduit d'admission (1) reliant la face supérieure de la chambre de combustion à l'entrée de la culasse par laquelle pénètre l'air selon la flèche (F). Le conduit (1) débouche dans une chapelle d'admission sur une soupape d'admission, qui comporte une tige (3) reliée à la tête de soupape 25 (non représenté sur la figure 1). La chapelle d'admission (2) est un volume en forme de cuve cylindrique ouverte à l'extrémité du cylindre sur laquelle une tête de soupape vient appuyer. La forme particulière du volume permet avantageusement de faciliter son perçage. Cette cuve cylindrique est percée à l'autre extrémité 30 pour laisser passer la tige (3) de la soupape. La cuve cylindrique est raccordée au conduit d'admission de façon à ce que l'axe du conduit d'admission (1), schématisé à l'aide d'une traînée continue blanche sur la figure la, soit incliné, par rapport à l'axe de la tige (3) reliée à la tête de soupape, d'un angle cp tel que : 0 cp 90 . Comme illustré par les figures 1, 2, 3, 4a-b, le conduit d'admission (1) est divisé en deux parties (supérieure (5) et inférieure (6)) par une paroi interne de séparation (4) sensiblement plane dans le sens de la longueur du conduit d'admission (1), qui s'étend sur toute la longueur du conduit d'admission (1), c'est-à-dire, depuis l'orifice d'entrée du conduit d'admission (1) en liaison avec l'entrée de la culasse (non représentée sur la figure 1) io jusqu'à proximité immédiate de la chapelle d'admission (2). Le rôle de cette paroi interne (4) est de séparer le conduit d'admission (1) en deux parties. La partie supérieure (5) du conduit d'admission (1) ainsi divisé, débouche dans la partie supérieure de la chapelle d'admission (2). La partie inférieure (6) du conduit d'admission (1) ainsi divisé, débouche dans la partie inférieure de la 15 chapelle d'admission (2). Il en résulte que l'écoulement d'air (F) (figures 1, 2a) dans le conduit d'admission (1) est macroscopiquement séparé en écoulement supérieur (Fs) et en écoulement inférieur (F;) représentés schématiquement sur les figures 5a-b, 6a par des flèches foncées et claires, respectivement. 20 Dans un mode de réalisation, le conduit d'admission (1) se raccorde à la chapelle d'admission (2) selon un axe incliné d'un angle cp _< 90 (figure la), à la cuve cylindrique (2) de façon à ce que : û la partie supérieure (5) du conduit d'admission (1) vienne entourer une portion extérieure de la chapelle d'admission (2) en forme de 25 cuve cylindrique constituant la partie supérieure de la chapelle d'admission (2), en formant une rampe hélicoïdale (9) autour d'une partie de la cuve cylindrique (figures 1, 2b, 4), et û la partie inférieure (6) du conduit d'admission (1) se raccorde avec la zone formant un siège de soupape selon un angle a tel que : 30 90 < a < 180 (figure la). i0 La forme particulière de la chapelle d'admission (2) ainsi obtenue est appelée plus simplement par la suite hélicoïdale D. Comme le montrent les coupes sur les figures 3b-c et 4a-b, la paroi de séparation (4) s'étend jusqu'à proximité immédiate du becquet (8) de l'hélicoïde. Par conséquent, l'écoulement d'air (FS) issu de la partie supérieure (5) du conduit d'admission (1) part en rotation de long de la rampe (9) de l'hélicoïde de la chapelle d'admission (2) et participe surtout au remplissage en air du moteur et, de façon moindre, à la création du rapport de tourbillonnement. Cet écoulement d'air (Fs) issu de la partie supérieure (5) io du conduit d'admission (1), est donc essentiellement responsable de la perméabilité. L'écoulement d'air (F;) issu de la partie inférieure (6) du conduit d'admission (1) est fortement guidé vers la paroi du cylindre par le becquet (8) de l'hélicoïde de la chapelle d'admission (2) et crée ainsi un fort 15 mouvement de rotation. C'est donc cet écoulement d'air (Fi) issu de la partie inférieure (6) du conduit d'admission (1) qui contribue pour l'essentiel à la génération du rapport de tourbillonnement. Dans un mode de réalisation de l'invention, la paroi interne de séparation (4) est plus courte, n'allant pas jusqu'à proximité immédiate de 20 l'axe de la soupape de d'admission ou, pour les chapelles d'admission hélicoïdales comme celles illustrées par les figures 1 a, 2a, 4a-b, jusqu'à proximité immédiate du becquet (8) de l'hélicoïde. La distance exacte entre le becquet (8) de l'hélicoïde et la paroi de séparation interne (4) ainsi raccourcie est déterminée de telle sorte que l'écoulement (F) dans le conduit 25 d'admission (1) reste aérodynamiquement divisé en deux parties (Fs et F;) malgré l'absence de la paroi interne de séparation (4). Comme le montrent les coupes du conduit d'admission (1) sur les figures 3a-b prises ensemble avec la schématique traînée blanche sur la figure la, dans un mode de réalisation, le plan formé par la paroi interne de 30 séparation (4) comprend l'axe du conduit d'admission (1). Ainsi, la paroi interne de séparation (4) divise le conduit d'admission (1) en deux parties supérieure (5) et inférieure (6) de volumes sensiblement identiques sur toute la longueur du conduit d'admission (1) (fig. 3a). Dans un autre mode de réalisation non représenté sur les figures, le plan formé par la paroi interne de séparation (4) est parallèle à l'axe du conduit d'admission (1). Ainsi, si la paroi interne de séparation (4) dans le conduit d'admission (1) est disposée au-dessus de l'axe du conduit d'admission (1), le volume de la partie supérieure (5) est moindre que celui de la partie inférieure (6). Inversement, si la paroi interne de séparation (4) dans le conduit d'admission (1) est au-dessous de l'axe du conduit d'admission (1), le volume de la partie inférieure (6) est moindre que celui de la partie supérieure (5). Comme le montrent les coupes de la chapelle d'admission sur les figures 3b-c, dans un mode de réalisation, la lisière de la paroi interne de séparation (4) disposée dans le conduit d'admission (1) à l'aplomb du début de la rampe hélicoïdale (becquet (8)), est sensiblement perpendiculaire à l'axe de la tige (3) reliée à la tête de soupape de manière à ce que l'angle [3 ainsi formé soit un angle droit (13= 90 ). Dans un autre mode de réalisation non représenté sur les figures, la lisière de la paroi interne de séparation (4) disposée dans le conduit d'admission (1) à l'aplomb du début de la rampe hélicoïdale (becquet (8)), est incliné par rapport à l'axe de la tige (3) reliée à la tête de soupape de manière à ce que l'angle R ainsi formé soit conforme à : 0 < (3 < 180 avec [3 ≠ 90 pris ensemble. Comme le montrent les coupes du conduit d'admission (1) sur les figures 3b-c prises ensemble avec le schéma (en vue de dessus) de la figure 7a, dans un mode de réalisation, la lisière de la paroi interne de séparation (4) disposée dans le conduit d'admission (1) à l'aplomb du début de la rampe hélicoïdale (becquet (8)), est formée par une droite sensiblement perpendiculaire à l'axe du conduit de l'admission (1) de manière à ce que l'angle ainsi formé soit un angle droit (y = 90 ).

Dans un mode de réalisation non représenté sur les figures, la lisière de la paroi interne de séparation (4) disposée dans le conduit d'admission (1) à l'aplomb du début de la rampe hélicoïdale (becquet (8)), est formée par une droite inclinée par rapport à l'axe du conduit de l'admission (1) de manière à ce que l'angle y soit conforme à : 0 < y < 180 avec y ≠ 90 pris ensemble. Dans un mode de réalisation représenté schématiquement sur la figure 7b, la lisière de la paroi interne de séparation (4) disposée dans le conduit d'admission (1) à l'aplomb du début de la rampe hélicoïdale (becquet io (8)), est curviligne avec une inclinaison par rapport à l'axe du conduit de l'admission (1) représentée par l'angle y ainsi formé conforme à : 0 < y < 180 . Des moyens d'obturation capables d'obturer l'une ou l'autre des deux parties (supérieure (5) ou inférieure (6)) du conduit d'admission (1) 15 comprennent, par exemple, un clapet mobile en translation du type guillotine (7) coulissante transversalement à l'axe du conduit d'admission (1). Ainsi, il est possible de réguler séparément : ù soit l'écoulement supérieur (Fs) essentiellement responsable de la perméabilité, en laissant l'écoulement inférieur (Fi) inchangé, 20 soit l'écoulement inférieur (Fi), essentiellement responsable du rapport de tourbillonnement, en laissant l'écoulement supérieur (Fs) inchangé. Il est ainsi possible d'obtenir, pour chacun des points de fonctionnement du moteur, un compromis optimisé entre le rapport de 25 tourbillonnement et la perméabilité. A titre d'illustration, la figure 5a-c montre schématiquement la guillotine (7) obturant la partie supérieure (5) du conduit d'admission (1). Cette guillotine (7) peut être actionnée, par exemple, à l'aide d'une tige de commande (non représentée sur la figure 5). 30 Dans un autre mode de réalisation, les moyens d'obturation sont montés dans chacune des parties supérieure (5) et inférieure (6) du conduit d'admission (1) divisé. Ainsi, il est possible de réguler à la fois les deux écoulements (supérieure (Fe) et inférieure (Fi)). Dans un autre mode de réalisation, un moyen d'obturation comprend un clapet du type papillon, rotatif autour d'un axe perpendiculaire à l'axe du conduit d'admission (1), l'axe du clapet étant sensiblement parallèle au plan de la paroi interne de séparation (4), ce clapet étant monté à l'intérieur du conduit d'admission (1). Dans un autre mode de réalisation, un moyen d'obturation comprend un boisseau (11), rotatif autour d'un axe perpendiculaire à l'axe du conduit lo d'admission (1), l'axe du boisseau (11) étant sensiblement parallèle au plan de la paroi interne de séparation (4), ce boisseau (11) étant monté en partie à l'extérieur du conduit d'admission (1) et qui peut être disposé en haut comme le montre à titre d'illustration la figure 8, ou en bas du conduit d'admission (1). 15 En référence à la figure 5a prise ensemble avec la figure 6a, lorsque la guillotine (7) est en position complètement ouverte, les deux écoulements, supérieur (Fs) et inférieur (F;), assurent un bon remplissage d'air du moteur avec un rapport de tourbillonnement suffisant au fonctionnement en pleine charge (Fw 1). 20 En référence à la figure 5c prise ensemble avec la figure 6b, lorsque la guillotine (7) est en position complètement fermée, seul subsiste l'écoulement inférieur (F;), essentiellement responsable du rapport de tourbillonnement. Cette position de la guillotine (7) correspond au fonctionnement du moteur au ralenti (Fm) quand le besoin en rapport de 25 tourbillonnement est plus important par rapport au régime de pleine charge. L'absence des perturbations venant de l'écoulement supérieur (Fs) inexistant, fait que, malgré l'écoulement inférieur (F;) constant (car non régulé par la guillotine (7)), la rotation d'air longeant la paroi du cylindre est plus rapide. Par conséquent, le rapport de tourbillonnement lors du fonctionnement du 30 moteur au ralenti est supérieur par rapport à celui lors du fonctionnement en pleine charge : Fw > Fw 1.

Dans une position de réglage intermédiaire, comme illustré sur la figure 5b, il est possible de réduire progressivement l'écoulement supérieur (FS), l'écoulement inférieur (F;) non régulé par la guillotine (7) restant inchangé, en maintenant ainsi un compromis rapport de tourbillonnement/perméabilité optimisé pour tous les points de fonctionnement du moteur. Dans un mode de réalisation de l'invention, les parois du conduit d'admission (1) en aval de la chapelle d'admission (2) comportent des moyens particuliers de formes géométriques variées comme, par exemple, des stries, des plis, des rides, des fentes, des rainures, des courbures, des saillies etc. favorisant et/ou renforçant le mouvement de rotation communiqué par la rampe hélicoïdale (9) à l'air d'admission. Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention commerevendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus.

Notamment, bien que l'invention ait été illustrée par un exemple d'utilisation dans un moteur Diesel à injection directe, on comprendra que l'invention puisse également être utilisée dans un moteur essence et, d'une manière plus générale, chaque fois qu'il est souhaitable de créer un rapport de tourbillonnement variable en continu sans pour autant sacrifier la perméabilité, ni encombrer la zone d'admission par la tuyauterie supplémentaire. De même, bien que l'invention ait été illustrée par un exemple d'un dispositif comprenant un conduit d'admission (1) unique reliant la culasse du moteur à la zone d'admission dans le cylindre (10), on comprendra que l'invention porte également sur un dispositif d'admission d'air comportant un conduit d'admission supplémentaire reliant également la culasse du moteur à la zone d'admission du même cylindre (10), ce conduit d'admission supplémentaire ne contenant aucune paroi interne de séparation. Ce mode de fonctionnement est particulièrement adapté aux moteurs ayant deux soupapes d'admission par cylindre (10). De même, bien que l'invention ait été illustrée par un exemple d'un dispositif comprenant une chapelle d'admission (2) dont la partie supérieure est un volume en forme de cuve cylindrique ouverte à l'extrémité du cylindre sur laquelle une tête de soupape vient appuyer, on comprendra que l'invention porte également sur un dispositif d'admission d'air comportant une chapelle d'admission (2) dont la partie supérieure est un volume en forme de lo cuve quelconque ouverte à l'extrémité du cylindre sur laquelle une tête de soupape vient appuyer, par exemple, en forme de cuve hémisphérique, conique, cubique, prismatique, pyramidale, parabolique, etc. dont la section dans le plan contenant l'axe de la tige (3) reliée à la tête de soupape, puisse présenter des profils quelconques compatibles à l'écoulement d'un fluide tel 15 que l'air. Enfin, bien que l'invention ait été illustrée par un exemple d'un dispositif comprenant une paroi interne de séparation (4) sensiblement plane comme celles illustrées par les figures 2, 3, on comprendra que l'invention porte également sur une paroi interne de séparation (4) en forme d'une 20 gouttière dont la section perpendiculaire au sens d'écoulement de l'air (Fs, F;) puisse présenter des profils quelconques, par exemple, en forme de V, de U, de W, etc. compatibles à l'écoulement d'un fluide tel que l'air.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'admission d'air dans un cylindre de moteur à combustion, en particulier de moteur Diesel à injection directe ou de moteur à essence, du type comprenant au moins un conduit d'admission (1) reliant s la culasse du moteur à la zone d'admission dans le cylindre (10) comportant au moins une chapelle d'admission (2) obturable par une soupape d'admission, le conduit d'admission étant divisé en deux parties par une paroi interne de séparation (4) et des moyens d'obturation (7) réglables de manière progressive étant montés dans l'une des parties dudit conduit (1) 10 divisé, caractérisé en ce que la paroi interne de séparation (4) est sensiblement plane dans le sens de la longueur du conduit d'admission (1) et en ce qu'elle divise le conduit d'admission (1) en deux parties, une partie supérieure (5) débouchant dans une partie supérieure de la chapelle d'admission (2) et une partie inférieure (6) débouchant dans une partie 1s inférieure de la chapelle d'admission (2).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chapelle d'admission est raccordée au conduit d'admission de façon à ce que l'axe du conduit d'admission (1) soit incliné, par rapport à l'axe de la tige (3) reliée à la tête de soupape, d'un angle y tel que : 0 cp 90 . 20

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le conduit d'admission (1) se raccorde à la chapelle d'admission (2) selon un axe incliné d'un angle cp 90 de façon à ce que : • la partie supérieure (5) du conduit d'admission (1) vienne entourer une portion extérieure de la chapelle d'admission (2) en forme de cuve 25 cylindrique constituant la partie supérieure de la chapelle d'admission (2), en formant une rampe hélicoïdale (9) autour d'une partie de la cuve cylindrique, et• la partie inférieure (6) du conduit d'admission (1) se raccorde avec la zone formant un siège de soupape selon un angle a tel que : 90 < a 5 180 .

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le plan formé par la paroi interne de séparation (4) est parallèle à l'axe du conduit d'admission (1).

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le plan formé par la paroi interne de séparation (4) comprend l'axe du conduit d'admission (1). io

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la lisière de la paroi interne de séparation (4) disposée dans le conduit d'admission (1) à l'aplomb du début de la rampe hélicoïdale (becquet (8)), est sensiblement perpendiculaire à l'axe de la tige (3) reliée à la tête de soupape de manière à ce que l'angle p ainsi formé soit un angle droit 15 ((3 = 90 ).

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la lisière de la paroi interne de séparation (4) disposée dans le conduit d'admission (1) à l'aplomb du début de la rampe hélicoïdale (becquet (8)), est inclinée par rapport à l'axe de la tige (3) reliée à la tête de soupape de 20 manière à ce que l'angle (3 ainsi formé soit conforme à : 0 < (3 < 180 avec (3 ~ 90 pris ensemble.

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la lisière de la paroi interne de séparation (4) disposée dans le conduit d'admission (1) à l'aplomb du début de la rampe hélicoïdale (becquet (8)), 25 est formée par une droite sensiblement perpendiculaire à l'axe du conduit de l'admission (1) de manière à ce que l'angle y ainsi formé soit un angle droit (y = 90 ).

9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la lisière de la paroi interne de séparation (4) disposée dans le conduitd'admission (1) à l'aplomb du début de la rampe hélicoïdale (becquet (8)), est formée par une droite inclinée par rapport à l'axe du conduit de l'admission (1) de manière à ce que l'angle y soit conforme à : 0 < y < 180 avec y ≠ 90 pris ensemble.

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la lisière de la paroi interne de séparation (4) disposée dans le conduit d'admission (1) à l'aplomb du début de la rampe hélicoïdale (becquet (8)), est curviligne avec une inclinaison par rapport à l'axe du conduit de l'admission (1) représentée par l'angle y ainsi formé conforme à : Io 0 < y < 180 .

11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la partie du conduit d'admission (1) comportant les moyens d'obturation (7) est celle supérieure (5) débouchant dans la partie supérieure de la chapelle d'admission (2). 15

12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la partie du conduit d'admission (1) comportant les moyens d'obturation (7) est celle inférieure (6) débouchant dans la partie inférieure de la chapelle d'admission (2).

13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce 20 que les moyens d'obturation (7) sont montés dans chacune des parties supérieure (5) et inférieure (6) du conduit d'admission (1) divisé.

14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi interne de séparation (4) s'étend sur toute la longueur du conduit d'admission (1), depuis la culasse jusqu'à 25 proximité de l'axe de la soupape d'admission.

15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'obturation comprennent un clapet mobile en translation du type guillotine transversalement à l'axe du conduit d'admission (1). (7) coulissante

16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les moyens d'obturation comprennent un clapet du type papillon, rotatif autour d'un axe perpendiculaire à l'axe du conduit d'admission (1), l'axe du clapet étant sensiblement parallèle au plan de la paroi interne de séparation (4), ce clapet étant monté à l'intérieur du conduit d'admission (1).

17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les moyens d'obturation comprennent un boisseau (11), rotatif autour d'un axe perpendiculaire à l'axe du conduit d'admission (1), l'axe du boisseau (11) étant sensiblement parallèle au plan de la paroi interne de séparation (4), ce boisseau (11) étant monté en partie à l'extérieur du conduit d'admission (1), conformément à l'une des configurations choisies parmi les configurations suivantes : (a) en haut du conduit d'admission (1) ; (b) en bas du conduit d'admission (1).

18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'admission d'air comprend un conduit d'admission (1) supplémentaire reliant la culasse du moteur à la zone d'admission du cylindre et en ce que ce conduit d'admission supplémentaire ne contient aucune paroi interne de séparation (4).

19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parois du conduit d'admission (1) en aval de la chapelle d'admission (2) comportent des moyens particuliers de formes géométriques variées favorisant et/ou renforçant le mouvement de rotation communiqué par la rampe hélicoïdale (9) à l'air d'admission, ces moyens étant choisis parmi une ou plusieurs formes suivantes : (a) stries, (b) plis, (c) rides, (d) fentes, (e) rainures, (f) courbures, (g) saillies.

20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi interne de séparation (4) est en forme d'une gouttière dont la section perpendiculaire au sens d'écoulement de l'air (Fs, F;) puisse présenter des profils quelconques.