WO2006045986A2 - Moteur comportant un circuit d'admission d'air prevu pour l'optimisation du rendement volumetrique - Google Patents

Moteur comportant un circuit d'admission d'air prevu pour l'optimisation du rendement volumetrique Download PDF

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Saïd SOLTANI
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Renault S.A.S
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention proposes an internal combustion engine.
  • the invention more particularly proposes an internal combustion engine supercharged by at least one supercharging air compressor, comprising an air intake circuit provided with at least two charge air coolers, respectively called primary coolers. and secondary cooler, arranged in parallel respectively on a primary branch and on a secondary branch of the intake circuit, between the compressor and the engine cylinders, of the type in which each branch comprises, with respect to the associated cooler, an upstream duct and a downstream duct which are respectively adjacent to the inlet and the outlet of the cooler.
  • the efficiency of a combustion engine depends in particular on the quantity of air admitted into the cylinders during the filling phase.
  • the volumetric efficiency is a function of the impedance of the intake circuit which depends on the lengths, sections, and volumes of the tubular elements constituting the engine intake circuit.
  • the geometric sides of the intake circuit being fixed, the volumetric efficiency curve at full load is unique for a given engine.
  • volumetric efficiency can be increased by creating resonance on the frequencies corresponding to critical rotation speeds such as maximum torque or maximum engine power speeds. We then have a "tuned admission" which benefits from a peak of volumetric efficiency at the resonance frequencies.
  • the natural resonance frequencies of the intake circuit make it possible to obtain only two peak volumetric efficiency corresponding to two engine speeds determined, for example at 1500 and 4000 revolutions per minute, for a diesel engine.
  • the turbocharger is at maximum capacity, and the only way to improve the air supply is the increase in volumetric efficiency by creating a low-speed acoustic chord .
  • the document EP-A-1.217.187 proposes to insert, in the intake circuit, an intermediate conduit of variable length, so as to vary the intake circuit volume in depending on the excitation frequency of the motor to favor the natural filling of the engine cylinders.
  • the invention aims in particular to remedy these disadvantages by proposing a simple, effective and economical solution.
  • the invention proposes a motor of the type described above, characterized in that the input of the upstream duct of the primary branch is connected to the input of the upstream duct of the secondary branch, in that the output of the duct downstream of the primary branch is connected to the output of the downstream duct of the secondary branch, in that at least one upstream duct is equipped with a so-called upstream valve and at least one downstream duct is equipped with a so-called downstream valve, and in that the opening and closing of the valves are controlled according to the rotational speed of the engine so as to optimize the volumetric efficiency of the intake circuit as a function of the rotational speed of the engine.
  • An advantage of the engine according to the invention is that it allows to create several volumetric efficiency peaks at selected engine speeds, which maximizes the volumetric efficiency over the entire engine speed range.
  • the upstream valve is of the multichannel type and is arranged at the junction between the upstream duct of the primary branch and the upstream branch of the secondary branch;
  • the downstream valve is of the multichannel type and is arranged at the junction between the downstream duct of the primary branch and the downstream duct of the secondary branch;
  • the primary branch being connected to a primary compressor and the secondary branch being connected to a secondary compressor, an upstream connecting line connects the inputs of the two upstream ducts;
  • the primary branch being connected to a first group of cylinders and the secondary branch being connected to a second group of cylinders, a downstream connecting line connects the outputs of the two downstream ducts; the two upstream ducts are of different lengths;
  • FIG. 1 is a diagram showing a supercharged internal combustion engine according to a first embodiment of the invention comprising two multichannel valves;
  • FIG. 2 diagrammatically represents the motor of FIG. 1 in a first configuration corresponding to an opening of the two valves;
  • Figure 3 schematically shows the motor of Figure 1 in a second configuration corresponding to a closure of the two valves;
  • FIG. 4 shows schematically the engine of Figure 1 in a third configuration corresponding to a closure of the upstream valve and an opening of the downstream valve;
  • FIG. 5 schematically shows an engine according to a second embodiment of the invention comprising two single-way valves;
  • FIG. 6 schematically shows an engine according to a third embodiment of the invention comprising two rows of cylinders and a single turbocharger
  • FIG. 7 schematically shows an engine according to a fourth embodiment of the invention comprising two rows of cylinders, two turbochargers, and two connecting conduits connecting the primary and secondary branches;
  • Figure 8 shows schematically the motor of Figure 7 in a configuration corresponding to a closure of the upstream valve and an opening of the downstream valve;
  • FIG. 9 schematically shows a motor according to a fifth embodiment of the invention similar to the fourth embodiment and without connecting conduits.
  • FIG. 1 to 4 there is shown an internal combustion engine 10 according to a first embodiment of the invention.
  • the engine 10 is of the supercharged type by an air compressor 12, which compresses the intake air before entering the cylinders 14 of the engine 10.
  • the engine 10 is here of the four-cylinder type 14 in lines.
  • the exhaust circuit 16 of the engine 10 is connected to the inlet of a turbine 18 which drives the compressor 12 in rotation.
  • the compressor 12 and the turbine 18 together form a turbocharger 12, 18.
  • the engine 10 includes an air intake circuit 20 which is provided here with two coolant coolers 22, 24, respectively called primary cooler 22 and secondary cooler 24.
  • the primary coolers 22 and secondary 24 are arranged in parallel respectively on a primary branch B 1 and on a secondary branch B2 of the intake circuit 20, between the compressor 12 and the cylinders 14 of the engine 10.
  • Each branch B 1, B2 comprises, with respect to the cooler 22, 24 associated, an upstream duct 26, 28 and a downstream duct 30, 32 which are respectively adjacent to the inlet and the outlet of the cooler 22, 24.
  • the inlet of the upstream duct 26 of the primary branch B 1 is connected to the inlet of the upstream duct 28 of the secondary branch B2, and the outlet of the downstream duct 30 of the primary branch B1 is connected to the output of the downstream duct 32 of the secondary branch B2.
  • the intake circuit 20 here comprises an upstream junction 36 between the two upstream ducts 26, 28 and a downstream junction 38 between the two downstream ducts 30, 32.
  • An upstream main duct 40 directly connects the outlet of the compressor 12 to the upstream junction 36, and a downstream main duct 42 connects the downstream junction 38 to the cylinders 14 of the engine 10 via an intake distributor 44.
  • At least one upstream duct 26, 28 is equipped with a so-called upstream valve 46 and at least one downstream duct 30, 32 is equipped with a so-called downstream valve 48.
  • the upstream valve 46 is equipped with a so-called upstream valve 46 and at least one downstream duct 30, 32 is equipped with a so-called downstream valve 48.
  • valve 46 and the downstream valve 48 are of the multichannel type.
  • the two valves 46, 48 are respectively arranged at the upstream junction 36 and at the downstream junction 38.
  • the upstream valve 46 When the upstream valve 46 is in the open state, the inlets of the two upstream ducts 26, 28 are open, and when in the closed state, the inlet of one of the upstream ducts 26, 28, through example, the upstream duct 28 of the secondary branch B2 is closed.
  • downstream valve 48 when the downstream valve 48 is in the open state, the outlets of the two downstream ducts 30, 32 are open, and when in the closed state, the outlet of one of the downstream ducts 30, 32, for example the downstream duct 32 of the secondary branch B2, is closed.
  • the opening and closing of the two valves 46, 48 are controlled as a function of the rotational speed of the engine 1 0 so as to optimize the volumetric efficiency of the intake circuit 20 as a function of the operating speed. rotation of the motor 1 0.
  • the operation of the motor 10 according to the first embodiment is explained with reference to FIGS. 2 to 4, in which the leaves illustrate the flow direction of the average flow. air in the intake circuit 20, and where the barriers Bg illustrate the closed state of a valve 46, 48 in a conduit.
  • the two valves 46, 48 are open, so that the flow of air coming from the compressor 16 flows in the two branches B1, B2 of the intake circuit 20.
  • This configuration of the intake circuit 20 corresponds to a first characteristic curve C 1 (not shown) characterizing the volumetric efficiency of the intake circuit 20 as a function of the rotational speed of the engine 1 0.
  • This conf iguration is suitable for the operation of the engine 1 0 at full load and at high speed.
  • the pressure pulsations from the cylinders 14 can go up the intake circuit 20 to the primary cooler 22, but not to the secondary cooler 24.
  • This configuration of the intake circuit 20 corresponds to a second characteristic curve C2 (not shown), different from the first C 1.
  • This confiiguration is suitable for the operation of the engine 10 in a given range of speeds.
  • the two coolers 22, 24 are offset, relative to one another, along the associated branch B 1, B2 of the intake circuit 20.
  • the two branches B 1, B2 are of equal length, their downstream conduits 30, 32 are of different lengths.
  • downstream duct 30 of the primary branch B 1 is longer than the downstream duct 32 of the secondary branch B2.
  • the length of the active section of the intake circuit 20 is maximum, since the downstream valve 48 closes the downstream duct 32 of the secondary branch B2.
  • the downstream valve 48 Since the downstream valve 48 is open, the pressure pulsations from the cylinders 14 can return the intake circuit 20 to both the primary cooler 22 and the secondary cooler 24.
  • the downstream duct 32 of the secondary branch B2 then acts as a Helmholtz resonator, that is to say that this downstream duct 32 acts as a resonance chamber connected to the downstream main duct 42.
  • a Helmholtz resonator is described, for example, in US-5,040,495 and US-5,377,629.
  • the downstream duct 30, 32 which will function as a Helmholtz resonator.
  • the two downstream ducts 30, 32 here have different lengths, the choice of the downstream duct 30, 32 makes it possible to modify the length of the Helmholtz resonator.
  • the upstream valve 46 closes the upstream duct 26 of the primary branch B1, it is the downstream duct 30 of the primary branch B1 which acts as a Helmholtz resonator, this resonator having a length greater than that which is constituted. in the configuration shown in Figure 4.
  • the disconnection of one of the two coolers 22, 24 is used to increase the temperature of the intake gases in the inlet distributor 14.
  • the increase of the temperature of the inlet gases can be useful in several situations, in particular during the first phases of the engine depollution cycle 10, that is to say when the engine 10 is still cold.
  • the increase in the temperature of the inlet gases then makes it possible to reduce unburned hydrocarbon emissions.
  • the increase in the temperature of the inlet gases is also useful when it is desired to increase the temperature of the exhaust gases at the outlet of the cylinders 14.
  • the increase in the temperature of the exhaust gas is useful in particular for initiating a catalyst (not shown) equipping the exhaust system, and / or for regenerating a nitric oxide trap, called Nox-trap, or a filter with particles (not shown) equipping the exhaust circuit 16.
  • the motor may comprise a bypass branch (not shown) whose input of its upstream part is connected to the so-called upstream valve 46 and whose output from its downstream part is connected to the so-called downstream valve 48, always with the aim of increasing the temperature of the inlet gases.
  • one of the coolers 22 or 24 may be equipped with a bypass (not shown). The addition of such a bypass can also bring a new configuration of the intake circuit, which corresponds to a third filling characteristic curve C3 (not shown), different from the first C1 and the second C2.
  • the upstream valve 46 and the downstream valve 48 are single-channel valves.
  • the upstream valve 46 is here arranged downstream of the upstream junction 36, on the upstream duct 28 of the secondary branch B2, and the downstream valve 48 is here arranged upstream of the downstream junction 38, on the downstream duct 30 of the branch primary B1.
  • This second embodiment makes it possible in particular to use valves 46, 48 that are simpler and therefore less expensive.
  • the operation of the engine according to the second embodiment of the invention is similar to that of the first embodiment, the opening and closing of the valves 46, 48 being controlled as a function of the rotational speed of the engine 1 0, so to modify the characteristic curve of the volumetric efficiency of the intake circuit 20.
  • FIG. 6 shows a third embodiment of the motor 10 according to the invention.
  • the engine 1 0 is of the six-cylinder type 14 composed of two rows R1, R2 of three cylinders 14, equipped with a single turbocharger 12, 1 8.
  • motors 10 having more than three cylinders 14 per row FM, R2.
  • This engine 10 is, for example, a so-called "V" engine.
  • Each row R1, R2 of cylinders 14 comprises an intake distributor 44, these two intake distributors 44 being connected here to a single main downstream duct 42 which is common to the two rows R 1, R2 of cylinders 14.
  • the structure and operation of the intake circuit 20 of this engine 10 are similar to the first embodiment (Fig. 1).
  • the engine 10 is of the two-row type R1, R2 of cylinders 14, as in FIG. 6, but it is equipped with a compressor primary 12 and a secondary compressor 13 which are respectively associated with each row R1, R2 cylinders 14.
  • the two compressors 12, 13 are here respectively driven by a primary turbine 18 and a secondary turbine 19.
  • the primary branch B1 is here connected to the primary compressor 12 and the secondary branch B2 is connected to the secondary compressor 1 3.
  • An upstream connection duct 50 connects the inlets of the two upstream ducts 26, 28 and a downstream connection duct 52 connects the entrances of the two downstream ducts 30, 32.
  • a single-channel upstream valve 46 is arranged at the inlet of the upstream duct 28 of the secondary branch B2 and a single-channel downstream valve 48 is arranged at the outlet of the downstream duct 32 of the secondary branch B2.
  • the general operation of the engine 10 according to the fourth embodiment is similar to the operation of the previous embodiments.
  • the opening and closing of the two valves 46, 48 make it possible to modify the characteristic curve of the volumetric efficiency as a function of the rotational speed of the engine 10.
  • the motor according to the fourth embodiment is shown when the upstream valve 46 is closed and the downstream valve 48 is open.
  • the downstream duct 32 of the secondary branch B2 then functions as a Helmholtz resonator.
  • the fifth embodiment of the invention differs from the fourth embodiment (FIGS. 7 and 8) in that it does not have upstream and downstream connection lines 50 and 52.
  • the inputs upstream ducts 26, 28 of the two branches B1, B2 are here connected to one another by forming an upstream junction 36 and the outlets of the downstream ducts 30, 32 of the two branches B1, B2 are connected to each other on the other forming a downstream junction 38.
  • the upstream and downstream valves 46 and 48 are of the multichannel type and they are respectively arranged on the associated junctions 36, 38.

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Abstract

L'invention propose un moteur (10) suralimenté comportant un circuit d'admission (20) pourvu d'au moins deux refroidisseurs (22, 24) d'air de suralimentation agencés en parallèle respectivement sur une branche primaire (B 1) et sur une branche secondaire (B2) du circuit d'admission (20), et du type dans lequel chaque branche (B1, B2) comporte un conduit amont (26, 28) et un conduit aval (30, 32) qui sont adjacents respectivement à l'entrée et à la sortie du refroidisseur (22, 24), caractérisé en ce que les conduits amont (26, 28) et aval (30, 32) sont raccordés deux à deux et pourvus de vannes (46, 48) qui sont commandées en fonction du régime de rotation du moteur (10), de manière à optimiser le rendement volumétrique du circuit d'admission (20).

Description

"Moteur comportant un circuit d'admission d'air prévu pour l'optimisation du rendement volumétrique"
L'invention propose un moteur à combustion interne.
L'invention propose plus particulièrement un moteur à combustion interne suralimenté par au moins un compresseur d'air de suralimentation, comportant un circuit d'admission d'air pourvu d'au moins deux ref roidisseurs d'air de suralimentation, respectivement appelés refroidisseur primaire et refroidisseur secondaire, agencés en parallèle respectivement sur une branche primaire et sur une branche secondaire du circuit d'admission, entre le compresseur et les cylindres du moteur, du type dans lequel chaque branche comporte, par rapport au refroidisseur associé, un conduit amont et un conduit aval qui sont adjacents respectivement à l'entrée et à la sortie du ref roidisseur.
Le rendement d'un moteur à combustion dépend notamment de la quantité d'air admise dans les cylindres lors de la phase de remplissage.
A chaque régime de fonctionnement du moteur, correspond une quantité d'air théorique permettant d'obtenir un rendement déterminé. Le rapport de la quantité d'air effectivement admise dans les cylindres et de la quantité d'air théorique définit le rendement volumétrique du moteur.
Plus le rendement volumétrique du moteur est élevé, meilleur est le rendement du moteur, c'est-à-dire meilleur sont ses performances.
Le rendement volumétrique est fonction de l'impédance du circuit d'admission qui elle dépend des longueurs, des sections, et des volumes des éléments tubulaires constituant le circuit d'admission du moteur. Les côtes géométriques du circuit d'admission étant fixes, la courbe de rendement volumétrique en pleine charge est unique pour un moteur donné.
Pour un moteur suralimenté, comme pour un moteur atmosphérique, on peut augmenter le rendement volumétrique en créant de la résonance sur les f réquences correspondant à des régimes de rotation critiques tels que les régimes de couple maximal ou de puissance maximale du moteur. On a alors une "admission accordée" qui bénéficie d'un pic de rendement volumétrique aux f réquences de résonance.
En effet, lorsqu'une soupape d'admission est ouverte, la dépression qui règne dans le cylindre associé se propage dans le circuit d'admission d'air sous la forme d'une onde de dépression. Lorsque cette onde se réfléchit, par exemple sur un refroidisseur d'air de suralimentation, elle se transforme en une onde de compression « en retour » qui parcourt le circuit d'admission en direction des cylindres.
Généralement, les fréquences de résonance naturelles du circuit d'admission ne permettent d'obtenir que deux pics de rendement volumétrique correspondant à deux régimes moteur déterminés, par exemple à 1500 et à 4000 tours par minute, pour un moteur diesel.
Par ailleurs, pour les moteurs suralimentés, à bas régime, le turbocompresseur est au maximum de sa capacité, et le seul moyen pour améliorer l'alimentation en air est l'augmentation du rendement volumétrique par la création d'un accord acoustique à bas régime.
Pour permettre une optimisation du rendement volumétrique en fonction du régime de rotation du moteur, le document EP-A-1 .217.187 propose d'intercaler, dans le circuit d'admission, un conduit intermédiaire de longueur variable, de manière à faire varier le volume du circuit d'admission en fonction de la f réquence d'excitation du moteur pour favoriser le remplissage naturel des cylindres du moteur.
Cette solution nécessite qu'une portion du circuit d'admission soit mobile, ce qui pose des problèmes de f iabilité, de coût, et d'encombrement.
L'invention vise notamment à remédier à ces inconvénients en proposant une solution simple, efficace, et économique.
Dans ce but, l'invention propose un moteur du type décrit précédemment, caractérisé en ce que l'entrée du conduit amont de la branche primaire est raccordée à l'entrée du conduit amont de la branche secondaire, en ce que la sortie du conduit aval de la branche primaire est raccordée à la sortie du conduit aval de la branche secondaire, en ce qu'au moins un conduit amont est équipé d'une vanne dite amont et au moins un conduit aval est équipé d'une vanne dite aval, et en ce que l'ouverture et la fermeture des vannes sont commandées en fonction du régime de rotation du moteur de manière à optimiser le rendement volumétrique du circuit d'admission en fonction du régime de rotation du moteur.
Un avantage du moteur selon l'invention est qu'il permet de créer plusieurs pics de rendement volumétrique, à des régimes moteur choisis, ce qui permet de maximiser le rendement volumétrique sur toute la plage de régime du moteur.
Par ailleurs, les pics de rendement volumétrique obtenus sont plus élevés que ceux obtenus dans le cas d'un circuit d'admission "fixe" . Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- la vanne amont est du type multivoies et est agencée à la jonction entre le conduit amont de la branche primaire et le conduit amont de la branche secondaire ; - la vanne aval est du type multivoies et est agencée à la jonction entre le conduit aval de la branche primaire et le conduit aval de la branche secondaire ; la branche primaire étant raccordée à un compresseur primaire et la branche secondaire étant raccordée à un compresseur secondaire, un conduit de liaison amont relie les entrées des deux conduits amont ;
- la branche primaire étant raccordée à un premier groupe de cylindres et la branche secondaire étant raccordée à un second groupe de cylindres, un conduit de liaison aval relie les sorties des deux conduits aval ; les deux conduits amont sont de longueurs différentes ;
- les deux conduits aval sont de longueurs différentes. 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 figures annexées parmi lesquels :
- la f igure 1 est un schéma qui représente un moteur à combustion interne suralimenté selon un premier mode de réalisation de l'invention comportant deux vannes multivoies ;
- la f igure 2 représente schématiquement le moteur de la figure 1 dans une première configuration correspondant à une ouverture des deux vannes ; - la figure 3 représente schématiquement le moteur de la f igure 1 dans une deuxième configuration correspondant à une fermeture des deux vannes ;
- la figure 4 représente schématiquement le moteur de la figure 1 dans une troisième configuration correspondant à une fermeture de la vanne amont et une ouverture de la vanne aval ; - la figure 5 représente schématiquement un moteur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention comportant deux vannes simple voie ;
- la figure 6 représente schématiquement un moteur selon un troisième mode de réalisation de l'invention comportant deux rangées de cylindres et un seul turbocompresseur ;
- la figure 7 représente schématiquement un moteur selon un quatrième mode de réalisation de l'invention comportant deux rangées de cylindres, deux turbocompresseurs, et deux conduits de liaison raccordant les branches primaires et secondaires ;
- la figure 8 représente schématiquement le moteur de la f igure 7 dans une configuration correspondant à une fermeture de la vanne amont et une ouverture de la vanne aval ;
- la figure 9 représente schématiquement un moteur selon un cinquième mode de réalisation de l'invention similaire au quatrième mode de réalisation et dépourvu de conduits de liaison.
Dans la suite de la description, des éléments similaires ou analogues seront désignés par les mêmes références.
Sur les figures 1 à 4, on a représenté un moteur 10 à combustion interne selon un premier mode de réalisation de l'invention.
Le moteur 10 est du type suralimenté par un compresseur 12 d'air, qui comprime l'air d'admission avant son entrée dans les cylindres 14 du moteur 10.
Le moteur 10 est ici du type à quatre cylindres 14 en lignes.
Le circuit d'échappement 16 du moteur 10 est branché sur l'entrée d'une turbine 18 qui entraîne le compresseur 12 en rotation. Le compresseur 12 et la turbine 18 forment ensemble un turbocompresseur 12, 1 8.
Le moteur 1 0 comporte un circuit d'admission 20 d'air qui est pourvu ici de deux ref roidisseurs 22, 24 d'air de suralimentation, respectivement appelés ref roidisseur primaire 22 et ref roidisseur secondaire 24.
Dans la suite de la description, les termes "primaire" et "secondaire" seront utilisés uniquement à titre descriptif, pour différencier les deux refroidisseurs 22, 24 ainsi que les éléments qui s'y rattachent.
Les refroidisseurs primaire 22 et secondaire 24 sont agencés en parallèle respectivement sur une branche primaire B 1 et sur une branche secondaire B2 du circuit d'admission 20, entre le compresseur 12 et les cylindres 14 du moteur 10.
Dans la suite de la description , on utilisera à titre non limitatif une orientation de l'amont vers l'aval, suivant le sens de circulation du f lux d'air d'admission représenté par des f lèches. Chaque branche B 1 , B2 comporte, par rapport au ref roidisseur 22, 24 associé, un conduit amont 26, 28 et un conduit aval 30, 32 qui sont adjacents respectivement à l'entrée et à la sortie du ref roidisseur 22, 24.
Selon une caractéristique du moteur 1 0 selon l'invention, l'entrée du conduit amont 26 de la branche primaire B 1 est raccordée à l'entrée du conduit amont 28 de la branche secondaire B2, et la sortie du conduit aval 30 de la branche primaire B1 est raccordée à la sortie du conduit aval 32 de la branche secondaire B2. Le circuit d'admission 20 comporte ici une jonction amont 36 entre les deux conduits amont 26, 28 et une jonction aval 38 entre les deux conduits aval 30, 32. Un conduit principal amont 40 relie directement la sortie du compresseur 12 à la jonction amont 36, et un conduit principal aval 42 relie la jonction aval 38 aux cylindres 14 du moteur 10 par l'intermédiaire d'un répartiteur d'admission 44.
Selon une autre caractéristique de l'invention , au moins un conduit amont 26, 28 est équipé d'une vanne dite amont 46 et au moins un conduit aval 30, 32 est équipé d'une vanne dite aval 48. Selon le premier mode de réalisation, la vanne amont
46 et la vanne aval 48 sont du type multivoies. Les deux vannes 46, 48 sont agencées respectivement à la jonction amont 36 et à la jonction aval 38.
Lorsque la vanne amont 46 est à l'état ouvert, les entrées des deux conduits amont 26, 28 sont ouvertes, et lorsqu'elle est à l'état fermé, l'entrée de l'un des conduits amont 26, 28, par exemple le conduit amont 28 de la branche secondaire B2, est fermée.
De manière similaire, lorsque la vanne aval 48 est à l'état ouvert, les sorties des deux conduits aval 30, 32 sont ouvertes, et lorsqu'elle est à l'état fermé, la sortie de l'un des conduits aval 30, 32, par exemple le conduit aval 32 de la branche secondaire B2, est fermée.
Conformément aux enseignements de l'invention, l'ouverture et la fermeture des deux vannes 46, 48 sont commandées en fonction du régime de rotation du moteur 1 0 de manière à optimiser le rendement volumétrique du circuit d'admission 20 en fonction du régime de rotation du moteur 1 0. Le fonctionnement du moteur 10 selon le premier mode de réalisation est expliqué en considérant les figures 2 à 4, où des f lèches illustrent le sens de circulation du flux moyen de l'air dans le circuit d'admission 20, et où les barrages Bg illustrent l'état fermé d'une vanne 46, 48 dans un conduit.
Selon une première configuration, qui est illustrée par la figure 2, les deux vannes 46, 48 sont ouvertes, de sorte que le flux d'air provenant du compresseur 1 6 circule dans les deux branches B1 , B2 du circuit d'admission 20.
On constate que les pulsations de pression provenant des cylindres 14 peuvent remonter le circuit d'admission 20 jusqu'aux deux refroidisseurs 22, 24. Cette configuration du circuit d'admission 20 correspond à une première courbe caractéristique C 1 (non représentée) caractérisant le rendement volumétrique du circuit d'admission 20 en fonction du régime de rotation du moteur 1 0. Cette conf iguration convient au fonctionnement du moteur 1 0 à pleine charge et à haut régime.
Selon une deuxième configuration, qui est illustrée par la figure 3, les deux vannes 46, 48 sont fermées, de sorte que le flux d'air provenant du compresseur 12 circule uniquement dans la branche primaire B 1 . Le ref roidisseur secondaire 24 est donc mis hors circuit.
Dans cette configuration, les pulsations de pression provenant des cylindres 14 peuvent remonter le circuit d'admission 20 jusqu'au ref roidisseur primaire 22, mais pas jusqu'au ref roidisseur secondaire 24.
Cette configuration du circuit d'admission 20 correspond à une deuxième courbe caractéristique C2 (non représentée) , différente de la première C 1 .
Cette conf iguration convient au fonctionnement du moteur 10 dans une plage de régimes déterminée.
Avantageusement, les deux ref roidisseurs 22, 24 sont décalés, l'un par rapport à l'autre, le long de la branche B 1 , B2 associée du circuit d'admission 20. Ainsi, alors que les deux branches B 1 , B2 sont de longueurs égales, leurs conduits aval 30, 32 sont de longueurs différentes.
Par conséquent, en fermant l'un ou l'autre des conduits aval 30, 32, on modifie la longueur du tronçon actif du circuit d'admission 20 qui s'étend entre le refroidisseur 22, 24 traversé par le flux d'air et les cylindres 14.
Dans l'exemple de réalisation représenté ici , le conduit aval 30 de la branche primaire B 1 est plus long que le conduit aval 32 de la branche secondaire B2. Ainsi, dans la configuration représentée sur la figure 3, la longueur du tronçon actif du circuit d'admission 20 est maximale, puisque la vanne aval 48 ferme le conduit aval 32 de la branche secondaire B2.
On peut donc obtenir une autre configuration (non représentée) en fermant le conduit aval 30 de la branche primaire B 1 , ce qui diminue la longueur du tronçon actif du circuit d'admission 20, par rapport à la configuration de la figure 3.
Selon une troisième configuration , qui est illustrée par la figure 4, seule la vanne amont 46 est fermée, de sorte que le flux d'air provenant du compresseur 12 traverse uniquement le ref roidisseur primaire 22.
Comme la vanne aval 48 est ouverte, les pulsations de pression provenant des cylindres 14 peuvent remonter le circuit d'admission 20 à la fois jusqu'au ref roidisseur primaire 22 et jusqu'au refroidisseur secondaire 24.
Le conduit aval 32 de la branche secondaire B2 joue alors le rôle d'un résonateur de Helmholtz, c'est-à-dire que ce conduit aval 32 joue le rôle d'une chambre de résonance raccordée au conduit principal aval 42.
Le fonctionnement d'un résonateur de Helmholtz est décrit, par exemple, dans les documents US-5.040.495 et US-5.377.629. Avantageusement, en fermant l'un ou l'autre des conduits amont 26, 28, on peut choisir le conduit aval 30, 32 qui fonctionnera comme un résonateur de Helmholtz. Comme les deux conduits aval 30, 32 ont ici des longueurs différentes, le choix du conduit aval 30, 32 permet de modif ier la longueur du résonateur de Helmholtz.
Ainsi, lorsque la vanne amont 46 ferme le conduit amont 26 de la branche primaire B1 , c'est le conduit aval 30 de la branche primaire B1 qui joue le rôle de résonateur de Helmholtz, ce résonateur ayant une longueur supérieure à celui qui est constitué dans la configuration représentée sur la f igure 4.
Avantageusement, la mise hors circuit de l'un des deux refroidisseurs 22, 24 est utilisée pour augmenter la température des gaz d'admission dans le répartiteur d'admission 14.
L'augmentation de la température des gaz d'admission peut être utile dans plusieurs situations, en particulier lors des premières phases du cycle de dépollution du moteur 10, c'est-à-dire lorsque le moteur 10 est encore f roid. L'augmentation de la température des gaz d'admission permet alors de réduire les émissions d'hydrocarbures imbrûlés.
L'augmentation de la température des gaz d'admission est utile également lorsque l'on souhaite augmenter la température des gaz d'échappement à la sortie des cylindres 14.
L'augmentation de la température des gaz d'échappement est utile notamment pour amorcer un catalyseur (non représenté) équipant le circuit d'échappement, et/ou pour régénérer un piège à monoxyde d'azote, dit Nox-trap, ou un filtre à particules (non représentés) équipant le circuit d'échappement 16. Selon une variante applicable à tous les modes de réalisation, le moteur peut comporter une branche de by-pass (non représentée) dont l'entrée de sa partie amont est raccordée à la vanne dite amont 46 et dont la sortie de sa partie aval est raccordée sur la vanne dite aval 48, toujours dans le but d'augmenter la température des gaz d'admission. Selon un autre mode de réalisation, l'un des refroidisseurs 22 ou 24 peut être équipé d'un by-pass (non représenté). L'ajout d'un tel by-pass peut également apporter une nouvelle configuration du circuit d'admission, qui correspond à une troisième courbe caractéristique C3 de remplissage (non représentée), différente de la première C1 et de la deuxième C2.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, qui est représenté sur la figure 5, la vanne amont 46 et la vanne aval 48 sont des vannes simple voie.
La vanne amont 46 est ici agencée en aval de la jonction amont 36, sur le conduit amont 28 de la branche secondaire B2, et la vanne aval 48 est ici agencée en amont de la jonction aval 38, sur le conduit aval 30 de la branche primaire B1 .
Ce deuxième mode de réalisation permet notamment d'utiliser des vannes 46, 48 plus simples donc moins coûteuses. Le fonctionnement du moteur selon le deuxième mode de réalisation de l'invention est similaire à celui du premier mode de réalisation, l'ouverture et la fermeture des vannes 46, 48 étant commandées en fonction du régime de rotation du moteur 1 0, de manière à modif ier la courbe caractéristique du rendement volumétrique du circuit d'admission 20.
Bien entendu, selon des variantes de réalisation (non représentées) de l'invention, il est possible de combiner des vannes multivoies et des vannes simple voie dans le circuit d'admission 20.
On a représenté, sur la figure 6, un troisième mode de réalisation du moteur 10 selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, le moteur 1 0 est du type à six cylindres 14 composé de deux rangées R1 , R2 de trois cylindres 14, équipé d'un seul turbocompresseur 12, 1 8.
Bien entendu, l'invention s'applique aussi à des moteurs 10 comportant plus de trois cylindres 14 par rangée FM , R2.
Ce moteur 10 est, par exemple, un moteur dit en "V" . Chaque rangée R1 , R2 de cylindres 14 comporte un répartiteur d'admission 44, ces deux répartiteurs d'admission 44 étant raccordés ici à un seul conduit principal aval 42 qui est commun aux deux rangées R 1 , R2 de cylindres 14.
La structure et le fonctionnement du circuit d'admission 20 de ce moteur 1 0 sont similaires au premier mode de réalisation (f igure 1 ).
Selon un quatrième mode de réalisation de l'invention , qui est représenté sur la figure 7, le moteur 1 0 est du type à deux rangées R1 , R2 de cylindres 14, comme sur la figure 6, mais il est équipé d'un compresseur primaire 12 et d'un compresseur secondaire 13 qui sont associés respectivement à chaque rangée R1 , R2 de cylindres 14. Les deux compresseurs 12, 13 sont ici entraînés respectivement par une turbine primaire 18 et une turbine secondaire 19.
La branche primaire B1 est ici raccordée au compresseur primaire 12 et la branche secondaire B2 est raccordée au compresseur secondaire 1 3.
Un conduit de liaison amont 50 relie les entrées des deux conduits amont 26, 28 et un conduit de liaison aval 52 relie les entrées des deux conduits aval 30, 32. Selon ce mode de réalisation, une vanne amont 46 simple voie est agencée à l'entrée du conduit amont 28 de la branche secondaire B2 et une vanne aval 48 simple voie est agencée à la sortie du conduit aval 32 de la branche secondaire B2.
Le fonctionnement général du moteur 10 selon le quatrième mode de réalisation est similaire au fonctionnement des modes de réalisation précédents. L'ouverture et la fermeture des deux vannes 46, 48 permettent de modifier la courbe caractéristique du rendement volumétrique en fonction du régime de rotation du moteur 10.
Par exemple, sur la f igure 8, on a représenté le moteur selon le quatrième mode de réalisation lorsque la vanne amont 46 est fermée et la vanne aval 48 est ouverte.
Dans cette configuration, on constate que le flux d'air d'admission circule uniquement dans le refroidisseur primaire 22, en provenance des deux compresseurs 12, 13, puis il se répartit dans les deux répartiteurs d'admission 44 en passant dans le conduit de liaison aval 52.
Le conduit aval 32 de la branche secondaire B2 fonctionne alors comme un résonateur de Helmholtz.
Le cinquième mode de réalisation de l'invention, qui est représenté sur la figure 9, se distingue du quatrième mode de réalisation (figures 7 et 8) en ce qu'il est dépourvu des conduits de liaison amont 50 et aval 52. Les entrées des conduits amont 26, 28 des deux branches B1 , B2 sont ici raccordées l'une sur l'autre en formant une jonction amont 36 et les sorties des conduits aval 30, 32 des deux branches B1 , B2 sont raccordées l'une sur l'autre en formant une jonction aval 38. Avantageusement, les vannes amont 46 et aval 48 sont du type multivoies et elles sont agencées respectivement sur les jonctions 36, 38 associées.
Le fonctionnement du moteur 10 selon ce mode de réalisation est alors similaire au fonctionnement décrit en référence au premier mode de réalisation.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Moteur (10) à combustion interne suralimenté par au moins un compresseur (12) d'air de suralimentation, comportant un circuit d'admission (20) d'air pourvu d'au moins deux ref roidisseurs (22, 24) d'air de suralimentation, respectivement appelés refroidisseur primaire (22) et ref roidisseur secondaire (24), agencés en parallèle respectivement sur une branche primaire (B1 ) et sur une branche secondaire (B2) du circuit d'admission (20), entre le compresseur (12) et les cylindres (14) du moteur (10), du type dans lequel chaque branche (B1 , B2) comporte, par rapport au refroidisseur (22, 24) associé, un conduit amont (26, 28) et un conduit aval (30,32) qui sont adjacents respectivement à l'entrée et à la sortie du ref roidisseur (22, 24) , caractérisé en ce que l'entrée du conduit amont (26) de la branche primaire (B1 ) est raccordée à l'entrée du conduit amont (28) de la branche secondaire (B2), en ce que la sortie du conduit aval (30) de la branche primaire (B1 ) est raccordée à la sortie du conduit aval (32) de la branche secondaire (B2), en ce qu'au moins un conduit amont (26, 28) est équipé d'une vanne dite amont (46) et au moins un conduit aval (30, 32) est équipé d'une vanne dite aval (48), et en ce que l'ouverture et la fermeture des vannes (46, 48) sont commandées en fonction du régime de rotation du moteur (10) de manière à optimiser le rendement volumétrique du circuit d'admission (20) en fonction du régime de rotation du moteur (10).
2. Moteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la vanne amont (46) est du type multivoies et est agencée à la jonction (36) entre le conduit amont (26) de la branche primaire (B1 ) et le conduit amont (28) de la branche secondaire (B2).
3. Moteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vanne aval (48) est du type multivoies et est agencée à la jonction (38) entre le conduit aval (30) de la branche primaire (B1 ) et le conduit aval (32) de la branche secondaire (B2).
4. Moteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, du type dans lequel la branche primaire (B1 ) est raccordée à un compresseur primaire (12) et la branche secondaire (B2) est raccordée à un compresseur secondaire (13), caractérisé en ce qu'un conduit de liaison amont (50) relie les entrées des deux conduits amont (26, 28).
5. Moteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, du type dans lequel la branche primaire (B1 ) est raccordée à un premier groupe (R1 ) de cylindres (14) et la branche secondaire (B2) est raccordée à un second groupe (R2) de cylindres (14), caractérisé en ce qu'un conduit de liaison aval (52) relie les sorties des deux conduits aval (30, 32).
6. Moteur ( 10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux conduits amont (26, 28) sont de longueurs différentes.
7. Moteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux conduits aval (30, 32) sont de longueurs différentes.
8. Moteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une branche de by-pass dont l'entrée de sa partie amont est raccordée à la vanne dite amont (46) et dont la sortie de sa partie aval est raccordée sur la vanne dite aval (48).
9. Moteur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'un des ref roidisseurs (22, 24) est équipé d'un by-pass.
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