FR2977634A3

FR2977634A3 - Tubulure d'admission de moteur thermique

Info

Publication number: FR2977634A3
Application number: FR1156083A
Authority: FR
Inventors: Antonio Carvalheiro; Christophe Clement
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2013-01-11

Abstract

Une tubulure d'admission pour un moteur à combustion interne comporte au moins une paire (10) de conduits (10a, 10b) pour alimenter une chambre de combustion du moteur et des moyens de commande (13, 14) d'un mouvement tourbillonnaire. Les moyens de commande comportent un volet (14) monté pivotant dans un premier conduit (10a) de la paire (10) de conduits (10a, 10b), le volet (14) se débattant entre une position ouverte dans laquelle il laisse une grande ouverture pour de l'air d'admission et une position de fermeture dans laquelle il obture au moins partiellement le premier conduit (10a). Le volet (14) en position de fermeture est perpendiculaire à un axe du premier conduit (10a) et comporte un passage (140, 141) pour laisser passer de l'air en position de fermeture. Une protubérance est prévue pour nettoyer le passage lorsque le volet passe en position ouverte.

Description

Tubulure d'admission de moteur thermique. DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne une tubulure d'admission comportant des moyens de génération de contrôle de l'écoulement aéraulique de l'air d'admission dans les chambres de combustion sur un moteur thermique comportant deux soupapes d'admission par chambre de combustion. TECHNIQUE ANTÉRIEURE Il est connu de contrôler l'écoulement aéraulique de l'air d'admission dans les chambres de combustion sur un moteur thermique en modifiant la répartition d'air admis entre deux conduits contrôlés respectivement par une soupape d'admission. Par une répartition inégale du flux d'air, on génère dans le cylindre un mouvement tourbillonnaire apte à bien répartir le carburant et à optimiser la combustion de celui-ci. Selon le point de fonctionnement du moteur, l'intensité de ce flux tourbillonnaire doit être modulée afin d'optimiser le rendement et la puissance du moteur. Il est proposé dans le document DE 10 2010 019427 Al de réaliser une tubulure d'admission comportant deux conduits pour chaque chambre de combustion, chaque conduit se prolongeant dans une culasse pour déboucher dans la chambre de combustion en étant contrôlé par une soupape d'admission respective. La tubulure comporte une tringle traversant les conduits en leur milieu. Pour

2 chaque paire de conduits correspondant à une chambre de combustion, la tringle comporte un volet dans l'un des conduits. La tringle se débat entre une position d'ouverture dans laquelle les volets s'étendent parallèlement à l'axe des conduits, et une position de fermeture dans laquelle les volets s'étendent dans une section des conduits de manière à les obturer. L'intensité du flux tourbillonnaire est maximale lorsque la tringle place les volets en position fermée. Cette intensité peut être plus forte que celle nécessaire au maximum. On a donc cherché des moyens de limiter cette intensité maximale. Cette limitation est obtenue en général par une limitation de la course de la tringle, de telle sorte qu'en position de fermeture, les volets ne soient pas complètement dans une position perpendiculaire à l'axe des conduits, mais soient stoppés dans le pivotement avant d'atteindre cette position. Il reste ainsi un passage en périphérie des volets par rapport aux conduits de manière à créer au minimum un flux qui limite l'amplitude du mouvement tourbillonnaire. Dans bien des versions, les moteurs comportent maintenant un système de recirculation des gaz d'échappement. Un tel système prélève une part des gaz d'échappement et les injecte dans le circuit d'admission d'air en passant par une vanne qui commande la quantité de gaz qui est ainsi recyclée. Dans la configuration de la tubulure d'admission décrite précédemment, les gaz recyclés sont injectés en amont des volets. Ceux-ci voient donc passer ces gaz d'échappements recyclés. Comme ceux-ci peuvent contenir des particules de suies on constate que celles-ci sont susceptibles de se déposer sur les volets ou sur les parois des conduits. Le passage en périphérie des volets est ainsi susceptible d'être amoindri, voire complètement obturé. De plus, compte- s tenu des dispersions des dimensions des conduits, les flux d'air en position de fermeture du volet présentent une forte dispersion. Une solution a été développée pour s'affranchir de ces contraintes, telle qu'exposée par exemple dans 10 le document EP 1 801 382 A2. Ce document propose une tubulure d'admission subdivisée en deux plenums, chaque chambre de combustion recevant un conduit en provenance de chaque plenum. La tubulure comporte en aval d'une entrée commune un volet de régulation qui 15 obture plus ou moins l'entrée de l'un des plenums. Ce volet unique permet de commander ainsi le mouvement tourbillonnaire dans l'ensemble des chambres de combustion. Le plenum dont l'entrée est contrôlée comporte une canne permettant d'injecter les gaz 20 recyclés. Comme ces gaz sont injectés en aval du volet, celui-ci n'est pas affecté par les risques de dépôt de suies. Cependant, la forme de la tubulure d'admission est plus complexe. OBJECTIFS DE L'INVENTION 25 L'invention vise à fournir une tubulure d'admission permettant un contrôle de mouvement tourbillonnaire dans des chambres de combustion, de forme simple et sans grande dispersion. C'est aussi un objectif que la tubulure ne soit pas sensible à un 30 encrassement du fait du passage de gaz d'échappement recyclés.

EXPOSÉ DE L'INVENTION Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet une tubulure d'admission pour un moteur à combustion interne, la tubulure comportant au moins une paire de conduits pour alimenter une chambre de combustion du moteur, des moyens de commande d'un mouvement tourbillonnaire, les moyens de commande comportant un volet monté pivotant dans un premier conduit de la paire de conduits, le volet se débattant entre une position ouverte dans laquelle il laisse une grande ouverture pour de l'air d'admission et une position de fermeture dans laquelle il obture au moins partiellement le premier conduit, caractérisé en ce que le volet en position de fermeture est perpendiculaire à un axe du premier conduit et en ce que le volet comporte un passage pour laisser passer de l'air en position de fermeture. Grâce au passage qui est créé, et qui est permanent en position de fermeture, on garantit qu'un débit minimal existe lorsque le volet est en position de fermeture. Ce débit existe et ne dépend que très peu de la position atteinte du volet. Selon une caractéristique avantageuse, la tubulure comporte une protubérance se logeant dans le passage lorsque le volet est en position ouverte. Ainsi, lorsque le volet se débat entre la position de fermeture et la position d'ouverture, la protubérance s'introduit dans le passage de manière à en extraire toutes les particules qui pourraient s'y être déposées. On garantit ainsi la permanence du passage, sans risques d'obstruction par des agglomérats de 4 particules, en particulier lorsque les gaz d'échappement sont injectés en amont du volet. L'introduction de la protubérance dans le passage se produit directement par le mouvement du volet, sans 5 qu'il soit nécessaire de donner un mouvement à la protubérance qui reste ainsi statique. Selon un premier mode de réalisation, le passage est un perçage pratiqué au travers du volet. Un tel passage est bien calibré et ne dépend pas de conditions de montage ou de dispersions de position entre pièces. Il ne dépend que de la taille du perçage qui est en général calibré de manière précise sans difficulté. Dans ce cas, la protubérance est par exemple un bossage porté par un poteau placé dans le conduit. Le bossage a des dimensions adaptées pour s'introduire dans le perçage et en repousser les éléments y stockés. De manière particulière, le poteau s'étend parallèlement à la tringle, et en amont ou en aval de celle-ci. La tringle ou le poteau sont ainsi dans le sillage des perturbations aérauliques l'un de l'autre. Les pertes de charges dans le premier conduit ne sont ainsi pas modifiées de façon significative. Selon un deuxième mode de réalisation, le passage est une échancrure sur un bord du volet. En réalisant une telle échancrure, le débit en position fermée est moins sensible à des dispersions dimensionnelles que dans la disposition selon l'art antérieur.

Selon une caractéristique particulière, l'échancrure est réalisée le long d'une arête du volet sensiblement perpendiculaire à l'axe de la tringle, la protubérance faisant saillie d'une paroi du conduit. La protubérance ne modifie ainsi que peu la section du conduit et ne perturbe pas l'écoulement aéraulique dans le conduit. Selon une disposition particulière, la tubulure comporte une connexion pour recevoir une conduite d'arrivée de gaz d'échappement recyclés en amont de la paire de conduits. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une tubulure montée sur une culasse selon un premier mode de réalisation de l'invention, les volets étant en position ouverte ; - la figure 2 est une en coupe selon la ligne II-II de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue du détail III de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2 ; - la figure 5 est une vue en perspective du détail V de la figure 1, en direction opposée à celle de la figure 1 et sans la culasse ; - les figures 6 à 9 sont des vues similaires aux figures 2 et 5 respectivement, les volets étant en position fermée ; - la figure 10 est une vue similaire à la figure 5 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 11 est une vue similaire à la figure, les volets étant en position fermée. DESCRIPTION DETAILLÉE Une tubulure 1 d'admission selon un premier mode de réalisation de l'invention est montré sur les figures 1 à 9. Cette tubulure 1 est destinée à un moteur thermique comportant quatre cylindres, non représenté. Elle comporte ainsi quatre paires 10 de conduits 10a, 10b destiné à alimenter en air chacune des quatre chambres de combustion du moteur en étant fixée sur une culasse 2 le long d'une face plane de connexion 11. La tubulure 1 comporte une connexion 12 pour recevoir une conduite d'admission, non représentée, pour de l'air d'admission et des gaz d'échappement recyclés en amont de la paire 10 de conduits 10a, 10b. La tubulure 1 comporte en outre des moyens de commande d'un mouvement tourbillonnaire dans les chambres de combustion. Les moyens de commande comportent une tringle 13 qui s'étend parallèlement à la face de connexion 11 et à travers chacun des conduits 10a, 10b. Un volet 14 monté pivotant dans un premier conduit 10a de chaque paire 10 de conduits. Le volet 14 se débat entre une position ouverte dans laquelle il laisse une grande ouverture pour de l'air d'admission, comme montré sur les figures 1 à 5, et une position de fermeture dans laquelle il obture au moins partiellement le premier conduit 10a, comme 7

8 montré sur les figures 6 à 9. En position d'ouverture, les volets 14 sont placés parallèlement à l'axe des conduits 10a de manière à présenter le moins d'obstacle possible à l'écoulement de l'air à travers les conduits 10a. En position de fermeture, le volet 14 est perpendiculaire à l'axe du premier conduit 10a de manière à obturer ledit conduit 10a. Chaque volet 14 comporte un passage en forme de perçage 140 débouchant pour laisser passer de l'air en position de fermeture. La tubulure 1 comporte dans chaque premier conduit 10a un poteau 15 s'étendant parallèlement à la tringle 13 dans le sillage de celle-ci, c'est-à- dire en aval, de manière à longer le volet 14 lorsque celui-ci est en position ouverte. La section du poteau 15 est sensiblement aplatie, de manière à présenter le moins de surface possible à l'encontre de l'écoulement de l'air dans le conduit 10a. Le poteau 15 comporte une protubérance sous la forme d'un bossage 150 se logeant dans le perçage 140 lorsque le volet 14 est en position ouverte. La hauteur du bossage 150 est telle que le bossage 150 affleure ou dépasse la surface du volet 14 au niveau du débouché du perçage 140. Le poteau 15 est une forme de la tubulure 1 obtenue directement par moulage. En fonctionnement, lorsqu'il est nécessaire de générer un mouvement tourbillonnaire important dans les chambres de combustion, les moyens de commande placent les volets 14 en position de fermeture par le

9 pivotement de la tringle 13, dans la position telle que représentée sur les figures 6 à 9. Dans cette position, le premier conduit 10a est obturé par le volet 14, mais un débit est tout de même assuré par le passage à travers le perçage 140 du volet 14. Lorsque le mouvement tourbillonnaire n'est plus souhaité, le volet 14 est mis en position ouverte par le pivotement de la tringle 13 sur un quart de tour, pour atteindre la position telle que représentée sur les figures 2 à 5. Dans ce mouvement de pivotement, les perçages 140 des volets 14 viennent encercler les bossages 150 de telle sorte que ces derniers traversent les perçages 140. De cette manière, tout dépôt de suie qui aurait pu encombrer le perçage 140 est chassé par le bossage 150. La section de passage reste ainsi toujours libre. Dans un deuxième mode de réalisation de la tubulure 1', représenté sur les figures 10 et 11, les volets 14' ne comportent pas de perçage. Par contre, le passage est formé par une échancrure 141 sur un bord 142 du volet. Ainsi, un espace est ménagé entre le volet 14' et la paroi du premier conduit 10a pour que l'air puisse passer par ce passage lorsque le volet 14' est en position fermée, comme montré par la figure 11. En complément, une protubérance 101 fait saillie d'une paroi du premier conduit 10a en s'étendant selon l'axe du premier conduit 10a, dans le même plan que l'axe de la tringle 13. La protubérance 101 est placée dans l'échancrure 141 lorsque le volet 14' est en position ouverte. Ainsi, lorsque le volet 14' passe de la position fermée à la position ouverte, la protubérance 101 racle le bord

10 142 du volet 14' et élimine tout dépôt qui se serait accumulé sur le bord 142 du volet 14'. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits à titre d'exemple. La technique pourrait s'appliquer à une tubulure 1 comportant deux plenums et dont la vanne de régulation commande l'admission d'air dans l'un des plenums. La vanne de régulation serait équipée d'un passage et éventuellement d'une protubérance pour nettoyer le passage, de telle sorte que les gaz recyclés pourraient être admis en amont de la vanne de régulation.

Claims

REVENDICATIONS1. Tubulure d'admission pour un moteur à combustion interne, la tubulure (1) comportant au moins une paire (10) de conduits (10a, 10b) pour alimenter une chambre de combustion du moteur, des moyens de commande (13, 14) d'un mouvement tourbillonnaire, les moyens de commande comportant un volet (14) monté pivotant dans un premier conduit (10a) de la paire (10) de conduits (10a, 10b), le volet (14) se débattant entre une position ouverte dans laquelle il laisse une grande ouverture pour de l'air d'admission et une position de fermeture dans laquelle il obture au moins partiellement le premier conduit (10a), caractérisé en ce que le volet (14) en position de fermeture est perpendiculaire à un axe du premier conduit (10a) et en ce que le volet (14) comporte un passage (140, 141) pour laisser passer de l'air en position de fermeture.
2. Tubulure selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une protubérance (150, 101) se logeant dans le passage (140, 141 lorsque le volet (14) est en position ouverte.
3. Tubulure selon la revendication 1, dans laquelle le passage est un perçage (140) pratiqué au travers du volet (14).
4. Tubulure selon les revendications 2 et 3 prises en combinaison, dans laquelle la protubérance est un bossage (150) porté par un poteau (15) placé dans le conduit (10a). 12
5. Tubulure selon la revendication 4, dans laquelle le poteau (15) s'étend parallèlement à la tringle (13), et en amont ou en aval de celle-ci.
6. Tubulure selon la revendication 1, dans laquelle le passage est une échancrure (141) sur un bord (142) du volet (14') .
7. Tubulure selon les revendications 2 et 6 prises en combinaison, dans laquelle la protubérance (101) fait saillie d'une paroi du conduit (10a).
8. Tubulure selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une connexion (12) pour recevoir une conduite d'arrivée de gaz d'échappement recyclés en amont de la paire (10) de conduits (10a, 10b).