FR3000129A1 - Ensemble d'admission selective a haute etancheite - Google Patents

Abstract

L'invention propose un ensemble d'admission (10) comprenant une culasse (12) munie d'un conduit d'admission aval (14a) séparé en deux demi-conduits (20a, 22a) par une cloison de séparation et un collecteur d'admission (16) fixé à la culasse (12) qui comprend au moins un conduit d'admission amont (18a), recevant au moins une première soupape (28a) de commutation qui comporte une première plaque (30a) qui est portée par un axe transversal (32) pivotant dont une extrémité (40) est mue en rotation par un actionneur (42), et qui est apte à occuper une position active dans laquelle elle est pivotée d'une première course angulaire (αa) déterminée pour obstruer le demi-conduit d'admission (22a) associé, caractérisé en ce qu'au moins la première la plaque (30a) est fixée à une distance (da) de l'actionneur (42), comporte une extrémité (44a) apte à lécher la cloison (24a) de séparation dans la seconde position active, et en ce qu'un moyen élastique est interposé entre l'extrémité (44a) et l'actionneur (42) pour que la plaque (30a) obstrue le demi-conduit (22a) de manière étanche, en déformant le moyen élastique.

Description

"Ensemble d'admission sélective à haute étanchéité" L'invention concerne un ensemble d'admission pour un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un ensemble d'admission pour un véhicule automobile comprenant d'une part une culasse comportant au moins un conduit d'admission aval et d'autre part un collecteur d'admission qui est fixé à la culasse et qui comprend au moins une tubulure d'admission qui comporte un conduit d'admission amont, chaque conduit d'admission aval étant divisé en deux demi-conduits par l'intermédiaire d'une cloison de séparation et au moins un premier conduit d'admission du collecteur comportant un logement recevant au moins une première soupape dite de commutation qui comporte une première plaque qui est mue par un système de pivotement comportant un axe transversal pivotant dont une extrémité porte la première plaque et un actionneur entraînant en rotation une extrémité opposée de l'axe, ladite première soupape de commutation étant mobile entre une première position inactive dans laquelle elle est escamotée sensiblement dans le prolongement d'une paroi dudit conduit d'admission et une seconde position active dans laquelle elle est pivotée d'une première course angulaire déterminée de manière à obstruer un demi-conduit d'admission aval associé, une extrémité libre de ladite plaque joignant sensiblement la cloison de séparation.

On connaît de nombreux exemples d'ensembles d'admission de ce type. Un tel ensemble est notamment destiné à permettre l'obstruction sélective de demi-conduits d'admission déterminés de la culasse de manière à produire en aval de la cloison de séparation et en particulier dans la chambre de combustion du moteur associé un écoulement tourbillonnaire des gaz d'admission apte à favoriser le brassage des gaz et par conséquent, l'efficacité de leur combustion.

Un problème rencontré de manière récurrente dans un tel ensemble concerne l'étanchéité entre les plaques des soupapes de commutation et les cloisons de séparation. En effet, conventionnellement chaque plaque de soupape de commutation est prévue pour s'ajuster de manière jointive avec la cloison de séparation correspondante. Cet ajustement laisse toutefois apparaître un jeu qui peut permettre un passage de gaz d'admission dans le demi-conduit d'admission qui devrait être en théorie obturé.

Il s'ensuit une perturbation de l'écoulement tourbillonnaire en aval de la cloison de séparation, qui est nuisible à la qualité de la combustion. L'invention remédie à ces inconvénients en proposant un ensemble d'admission comportant des soupapes de commutation à haute étanchéité. Dans ce but, l'invention propose un ensemble d'admission comprenant des soupapes de commutation comportant des plaques aptes à s'ajuster avec la cloison de séparation selon une étanchéité accrue.

Dans ce but, l'invention propose un ensemble d'admission du type décrit précédemment, caractérisé en ce que : - au moins la première la plaque est fixée à une distance associée déterminée de l'extrémité de l'axe mue par l'actionneur, - au moins la première plaque comporte une extrémité apte à lécher la cloison de séparation dans la seconde position active, - au moins un moyen élastique de raideur déterminée est interposé entre l'extrémité de la première plaque et l'actionneur, - l'actionneur est apte à être commandé selon une course angulaire supérieure à la première course angulaire déterminée, pour que la plaque obstrue le demi-conduit de manière étanche, en se déformant élastiquement. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - la plaque comporte une première partie liée à l'axe qui comporte une extrémité apte à s'ajuster avec un bord libre d'extrémité de la cloison de séparation en position active et une seconde partie comportant l'extrémité de la plaque formant un angle déterminé avec la première partie, apte à pénétrer dans le demi-conduit d'admission et à s'appliquer contre la cloison de séparation de manière étanche, - au moins l'extrémité de la première plaque forme le moyen élastique, de raideur de flexion déterminée, apte à se déformer en flexion dès lors que la plaque est en appui sur la cloison de séparation, - la plaque est réalisée en acier à ressort, - le système de pivotement comporte au moins au moins un élément de raideur de torsion déterminée, formant le moyen élastique, qui est interposé entre chaque plaque et l'actionneur, et qui est apte à se déformer en torsion dès lors que la plaque est en appui sur la cloison de séparation, - l'élément élastique deformable en torsion est réalisé en matériau plastique et/ou élastomère et il lie en rotation deux tronçons consécutifs de l'axe de pivotement, - la culasse comporte une pluralité de conduits d'admission aval sensiblement parallèles et un système d'admission comportant autant de conduits d'admission amont, le système d'admission comportant au moins une série de soupapes de commutation associée à une série de demi-conduits d'admission, lesdites soupapes de commutation comportant des plaques qui sont portées par un système de pivotement comportant un axe transversal commun qui traverse les conduits d'admission et dont l'extrémité est mue en rotation par un actionneur commun, - la première plaque est agencée au plus loin de l'actionneur et chaque plaque suivante est mobile en rotation suivant une course angulaire associée supérieure à celle de la plaque précédente, pour minimiser le couple devant être fourni par l'actionneur pour qu'au moins la déformation en flexion des plaques et/ou des éléments élastiques déformables en torsion permette l'étanchéité de toutes les soupapes, - le système de pivotement comporte un axe comportant des tronçons d'axe recevant chacun une plaque et reliés les uns aux autres par l'intermédiaire d'éléments élastiques déformables en torsion, - le système d'admission comporte deux séries superposées de soupapes associées chacune à une série de demi-conduits d'admission, les soupapes de commutation de chaque série étant constituées de plaques portées par un système de pivotement associé comportant un axe transversal commun dont l'extrémité est mue en rotation par un actionneur commun D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe représentant un ensemble d'admission selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective des soupapes de 20 commutation et des cloisons de séparation d'un ensemble d'admission selon des deuxième et troisième modes de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue en perspective éclatée d'un ensemble d'admission selon l'invention. 25 Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté à la figure 1 un ensemble 10 d'admission pour un véhicule automobile. 30 De manière connue, l'ensemble d'admission 10 comporte une culasse 12 comportant un conduit d'admission aval 14a et un collecteur d'admission 16 qui est fixé à la culasse 14 et qui comporte au moins un conduit d'admission amont 18a.

Le conduit d'admission aval 14a est divisé en deux demi-conduits 20a et 22a par l'intermédiaire d'une cloison 24a de séparation en forme de plaque et le collecteur 16 comporte au moins un logement 26a recevant au moins une première soupape 28a dite de commutation qui comporte pour l'essentiel une première plaque 30a qui est mue par un système de pivotement comportant un axe transversal 32 pivotant dont une extrémité porte la première plaque 30a et un actionneur entraînant en rotation une seconde extrémité de l'axe 32.

L'axe 32a est reçu dans le logement 26a et la plaque 30a est apte à être sélectivement reçue dans le logement 26a en fonction de sa position. La plaque 30a est mobile entre une première position inactive, qui a été représentée en traits forts à la figure 1, dans laquelle elle est escamotée sensiblement dans le prolongement d'une paroi 34a du conduit d'admission 18a, et une seconde position active, qui a été représentée en points pointillés à la figure 1, dans laquelle elle est pivotée d'une première course angulaire "aa" déterminée de manière à obstruer un demi conduit d'admission aval associé, ici le conduit 22a. Dans un tel ensemble d'admission tel qu'il est connu de l'état de la technique, une extrémité libre rigide de la plaque 28a joint sensiblement un bord libre 36a de la cloison de séparation 24a de manière à s'y ajuster selon un jeu réduit.

L'inconvénient de cette conception est précisément l'existence de ce jeu réduit qui, dans la position active de la première plaque, ne permet pas une étanchéité totale de ladite plaque en obturation du conduit 22a et qui de ce fait conduit donc une partie des gaz d'admission à pénétrer dans le demi conduit 22a alors même qu'il devrait être complètement obstrué par la plaque 30a. De ce fait, l'effet recherché par la fermeture du demi-conduit 22a, c'est-à-dire la création d'un écoulement tourbillonnaire en aval de la cloison de séparation 24a de manière à favoriser un brassage des gaz dans une chambre de conduction associée du moteur thermique, se trouve réduit. L'invention remédie à cet inconvénient en proposant une étanchéité améliorée entre la cloison de séparation 24a et la 5 plaque 30a de la soupape 28a de commutation associée. Dans ce but, l'invention propose un ensemble d'admission 10 du type décrit précédemment, caractérisé en ce que, comme l'illustre la figure 2 : - au moins la première la plaque 30a est fixée à une 10 distance d, associée déterminée de l'extrémité 40 de l'axe 32 mue par l'actionneur 42, - au moins la première plaque 30a comporte une extrémité 44a apte à lécher la cloison 24a de séparation dans la seconde position active, 15 - au moins un moyen élastique de raideur déterminée est interposé entre l'extrémité 44a de la première plaque 30a et l'actionneur 42, - l'actionneur 42 est apte à être commandé selon une course angulaire supérieure à la première course angulaire %Ga" 20 déterminée, pour que la plaque 30a obstrue le demi-conduit 22a de manière étanche, en déformant élastiquement ledit moyen élastique. Selon un premier mode de réalisation de l'invention qui a été représenté à la figure 1, au moins l'extrémité 44a de la 25 première plaque 30a forme le moyen élastique et est à cet effet deformable en flexion dès lors que la plaque 30a est en appui sur la cloison de séparation 24a. Dans cette condition, la soupape de commutation est apte à obstruer le demi-conduit associé de manière étanche, puisque 30 la plaque 30a, pivotée autour de l'axe transversal 32, est sollicitée contre la cloison 24a de séparation en déformant élastiquement au moins son extrémité 44a puisque l'actionneur 42 actionne l'extrémité 40 de l'axe 32 selon une course angulaire supérieure à l'angle "(la".

Ainsi, le système de pivotement est adapté pour pivoter autour de l'axe transversal 32 d'un angle maximal qui est au moins supérieur à l'angle "aa" compris entre les positions inactive et active de la plaque 30a. Le système de pivotement amène d'abord la plaque 30 a en appui sur la cloison 24a puis ladite plaque 24a est déformée pour permettre un pivotement de l'actionneur 42 d'un angle supérieur à l'angle "aa". Dans ce mode de réalisation, c'est l'intégralité de la plaque 30a qui est réalisée en acier à ressort, par exemple de type S 325 10 JR. Il sera donc compris que dans cette configuration, dans sa position active, la plaque 30a lèche la cloison de séparation 24a et assure ainsi une étanchéité au moins suivant un contact sensiblement linéaire de sa partie 44a avec la cloison 24a (non 15 représenté), voire suivant un contact surfacique en appui étanche de sa partie 44a sur la cloison 24a. Ainsi, comme représenté aux figures 1 et 2, la plaque 30a comporte une première partie 27a liée à l'axe 32 et une extrémité 29a apte à s'ajuster avec le bord libre 36a d'extrémité de la 20 cloison de séparation 24a en position active, et une seconde partie 44a constituant l'extrémité de la plaque 30a, formant un angle 13 avec la première partie 27a, qui est apte à pénétrer dans le demi-conduit d'admission 22a associé et à s'appliquer contre la cloison de séparation 24a de manière étanche. 25 Lors de son entrée en contact contre la cloison de séparation 24a, la seconde partie 44a de la plaque 30a entre en contact et s'applique contre la cloison de séparation 24a de manière étanche. En cas de contact linéaire, la partie 44a et la partie 27a se 30 déformant en flexion. En cas de contact surfacique, seule la partie 27a se déforme sensiblement en flexion.

Selon un second mode de réalisation de l'invention qui a été représenté à la figure 2, le système de pivotement peut comporter le moyen élastique sous la forme d'au moins un élément 46 élastique deformable en torsion qui est interposé entre chaque plaque 28a et l'actionneur 42. De préférence, cet élément élastique 46 est par exemple de forme sensiblement cylindrique et il est réalisé sous la forme d'un manchon en matériau plastique et/ou élastomère qui lie en rotation deux tronçons consécutifs 33 de l'axe 32 de pivotement.

On choisira par exemple des manchons d'une dureté d'environ 40 shore. Ainsi, lors du pivotement du système de pivotement, Le système de pivotement amène d'abord la plaque 30a en appui sur la cloison 24a puis l'élément élastique 46 se déforme en torsion, l'actionneur pivotant d'un angle supérieur à l'angle "aa" pour garantir la déformation de l'élément 46 associé à la plaque 30a, qui est synonyme d'un contact étanche. Cette configuration est particulièrement avantageuse par rapport aux ensembles précédemment connus de l'état de la technique dans lesquels l'extrémité de la plaque 30a venait simplement s'ajuster avec le bord libre 36a de la cloison de séparation 24a permettant ainsi le passage des gaz d'admission. Selon un troisième mode de réalisation de l'invention qui est similaire au deuxième mode décrit en référence à la figure 2, les moyens élastiques comportent de manière combiné des plaques 30a déformables en flexion et des éléments élastiques ou manchons 46 déformables en torsion, interposés entre chaque tronçons consécutifs 33 de l'axe 32 de pivotement. Cette conception permet de répartir les raideurs entre plaques 30a et manchons 46. En tout état de cause, Il sera compris que ces conceptions ne sont pas destinée à être limitées, dans le cas d'un moteur multicylindres, à un seul conduit d'admission, et que notamment, cette conception est apte à être appliquée à tous les conduits d'admission d'un même moteur thermique. A cet effet, la culasse 12 comporte une pluralité de conduits d'admission avals sensiblement parallèles et un système d'admission 16 qui est fixé à la culasse 12 et qui comporte autant de conduits d'admission 18a, les tubulures d'admission associées comportant au moins une série de soupapes 28a, 28b, 28c, 28d de commutation associées à une série de demi conduits d'admission, lesdites soupapes 28a, 28b, 28c, 28d de commutation étant constituées de plaques 30a, 30b, 30c, 30d portées un système de pivotement comprenant un axe transversal 32 commun dont l'extrémité est mise en rotation par un actionneur commun 42. Ainsi, par exemple selon le troisième mode de réalisation de l'invention de la figure 2, le système de pivotement comporte un axe 32 comportant des tronçons d'axes 33 recevant chacun une plaque 30a, 30b, 30c, 30d qui sont montés à rotation dans les tubulures d'admission associées du système collecteur 16 et qui sont reliés par l'intermédiaire d'éléments 46.

Comme on l'a vu précédemment, dans chaque mode de réalisation de l'invention, chaque plaque 30a, 30b, 30c, 30d de chaque soupape de commutation est apte à s'ajuster de manière étanche avec chacune des cloisons 24a, 24b, 24c, 24d de séparation associée.

Comme l'illustre la figure 2, l'étanchéité est maintenue en sollicitant chaque plaque 30a, 30b, 30c, 30d contre la cloison de séparation associée 24a, 24b, 24c, 24d à l'encontre des effort de rappel de flexion des plaques 30a, 30b, 30c, 30d et/ou des efforts de rappel de torsion des bagues 46 associées.

Toutefois, le couple fourni par l'actionneur 42 peut être aisément minimisé. A cet effet, la première plaque 30a est agencée au plus loin de l'actionneur 42 et chaque plaque suivante 30b, 30c, 30d, agencée à une distance db, dc, dd est mobile en rotation suivant une course angulaire ab, sac , ad supérieure à celle de la plaque précédente. Cette configuration assure que lorsque l'ensemble des soupapes 28a, 28b, 28c, 28d de commutation passe de leur position inactive à leur position active, la plaque 30a associée à la soupape de commutation la plus éloignée de l'actionneur 42 touche en premier la cloison de séparation 24a, puis du fait de la déformation de la plaque 30a et/ou de l'élément 46 associé, la deuxième plaque 30b touche ensuite la cloison de séparation 24d insérée dans la culasse, puis la troisième plaque 30c touche la cloison 24c de séparation, et enfin, la quatrième plaque 30d touche la cloison 24d de séparation. L'actionneur 42 n'exerce donc qu'un couple minimum pour actionner la soupape de commutation 24a la plus éloignée. Le couple exercé va croissant au fur et à mesure de la fermeture des soupapes 24b ,24c, 24d suivantes. Au total, on minimise ainsi le couple exigé par l'actionneur 42 pour maintenir l'étanchéité. On remarquera que, bien que cette solution ne soit pas privilégiée, il serait également possible de faire varier le diamètre de l'axe 32 pour obtenir un axe 32 présentant des tronçons de raideurs différentes aptes à minimiser le couple exercé par l'actionneur 42. Enfin, comme l'illustre la figure 3, cette configuration trouve avantageusement à s'appliquer à une tubulure d'admission comportant pour chaque conduit d'admission tel que le conduit 18a deux soupapes 28a et 29a de commutation associées chacune à un demi conduit 20a, 22a, de manière à permettre une obturation sélective de l'un ou l'autre des demi conduits formés dans la culasse 12 de manière à commander à volonté les écoulements tourbillonnaires à l'intérieur de la chambre de conduction du moteur associé. A cet effet, comme l'illustre la figure 3, la tubulure d'admission comporte deux séries superposées de soupapes 28a, 29a de commutation comportant des plaques 30a, 31a associées à des axes communs 32, 32' mus par des systèmes de pivotement par des actionneurs indépendants ou un actionneur commun, qui sont aptes à obturer l'une ou l'autre des séries de demi-conduits 22a, 24a associés.

Les axes 32, 32' peuvent bien entendu être subdivisés en tronçons reliés par des éléments élastiques, de manière non limitative de l'invention. L'invention permet donc avantageusement de remédier au problème d'étanchéité connu des soupapes de commutation des 10 ensembles d'admission du type précédemment évoqués.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Ensemble d'admission (10) pour un véhicule automobile comprenant d'une part une culasse (12) comportant au moins un conduit d'admission aval (14a) et d'autre part un collecteur d'admission (16) qui est fixé à la culasse (12) et qui comprend au moins une tubulure d'admission (18a) qui comporte un conduit d'admission amont (18a), chaque conduit d'admission aval (14a) étant divisé en deux demi-conduits (20a, 22a) par l'intermédiaire d'une cloison de séparation (24a) et au moins un premier conduit d'admission (18a) du collecteur (16) comportant un logement (26a) recevant au moins une première soupape (28a) dite de commutation qui comporte une première plaque (30a) qui est mue par un système de pivotement comportant un axe transversal pivotant (32) dont une extrémité porte la première plaque (30a) et un actionneur (42) entraînant en rotation une extrémité opposée (40) de l'axe, ladite soupape (28a) de commutation étant mobile entre une première position inactive dans laquelle elle est escamotée sensiblement dans le prolongement d'une paroi (34a) dudit conduit d'admission (18a) et une seconde position active dans laquelle elle est pivotée d'une première course angulaire (aa) déterminée de manière à obstruer un demi-conduit d'admission (22a) aval associé, une extrémité libre de ladite plaque joignant sensiblement la cloison (24a) de séparation, caractérisé en ce que : - au moins la première la plaque (30a) est fixée à une distance (da) associée déterminée de l'extrémité (40) de l'axe (32) mue par l'actionneur (42), - au moins la première plaque (30a) comporte une extrémité (44a) apte à lécher la cloison (24a) de séparation dans la seconde position active, - au moins un moyen élastique de raideur déterminée est interposé entre l'extrémité (44a) de la première plaque et l'actionneur (42),- l'actionneur (42) est apte à être commandé selon une course angulaire supérieure à la première course angulaire (aa) déterminée, pour que la plaque (30a) obstrue le demi-conduit (22a) de manière étanche, en déformant l'élément élastique.
2. 2. Ensemble (10) d'admission selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque (30a) comporte une première partie (27a) liée à l'axe qui comporte une extrémité (29a) apte à s'ajuster avec un bord libre (36a) d'extrémité de la cloison (24a) de séparation en position active et une seconde partie comportant l'extrémité (44a) de la plaque formant un angle (13) déterminé avec la première partie (27a), apte à pénétrer dans le demi-conduit d'admission (22a) et à s'appliquer contre la cloison (24a) de séparation de manière étanche.
3. 3. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que au moins l'extrémité (44a) de la première plaque (30a) forme le moyen élastique, de raideur de flexion déterminée, apte à se déformer en flexion dès lors que la plaque (30a) est en appui sur la cloison de séparation (24a)
4. 4. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la plaque (30a) est réalisée en acier à ressort.
5. 5. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de pivotement comporte au moins au moins un élément de raideur de torsion déterminée, formant le moyen élastique, qui est interposé entre chaque plaque (28a) et l'actionneur (42), et qui est apte à se déformer en torsion dès lors que la plaque (30a) est en appui sur la cloison de séparation (24a).
6. 6. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément élastique deformable en torsion est réalisé en matériau plastique et/ou élastomère et en ce qu'il lie en rotation deux tronçons consécutifs de l'axe (32) de pivotement.
7. 7. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la culasse (12) comporte une pluralité de conduits d'admission aval (14a) sensiblement parallèles et unsystème d'admission (16) comportant autant de conduits d'admission amont (18a), le système d'admission (16) comportant au moins une série de soupapes (28a, 28b, 28c, 28d) de commutation associée à une série de demi-conduits d'admission, lesdites soupapes (28a, 28b, 28c, 28d) de commutation comportant des plaques (30a, 30b, 30c, 30d) qui sont portées par un système de pivotement comportant un axe (32) transversal commun qui traverse les conduits d'admission (18a) et dont l'extrémité est mue en rotation par un actionneur commun (42).
8. 8. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première plaque (30a) est agencée au plus loin de l'actionneur (42) et en ce que chaque plaque suivante (30a, 30b, 30c) est mobile en rotation suivant une course angulaire (aa, ab, ac) associée supérieure à celle de la plaque précédente, pour minimiser le couple devant être fourni par l'actionneur (42) pour qu'au moins la déformation en flexion des plaques (30a, 30b 30c, 30d) et/ou des éléments élastiques déformables en torsion permette l'étanchéité de toutes les soupapes.
9. 9. Ensemble selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le système de pivotement comporte un axe (32) comportant des tronçons (33) d'axe recevant chacun une plaque (30a, 30b, 30c, 30d) et reliés les uns aux autres par l'intermédiaire d'éléments élastiques déformables en torsion.
10. 10. Ensemble selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le système d'admission comporte deux séries superposées (30a, 31a) de soupapes associées chacune à une série de demi-conduits d'admission, les soupapes (28a, 29a) de commutation de chaque série étant constituées de plaques (30a, 31a) portées par un système de pivotement associé comportant un axe transversal (32, 32') commun dont l'extrémité est mue en rotation par un actionneur commun.