FR2888290A1 - AIR INTAKE DISTRIBUTOR AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH SUCH A SPLITTER - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un répartiteur d'admission d'air pour unThe present invention relates to an air intake manifold for a
moteur à combustion interne ainsi qu'un moteur à combustion interne avec un tel répartiteur. internal combustion engine and an internal combustion engine with such a distributor.
Un moteur à combustion interne comprend un carter cylindre(s) comportant un ou plusieurs cylindres. Selon la disposition des cylindres, alignés les uns avec les autres, disposés en quinconce ou disposés en V, le carter est surmonté, d'une ou de deux culasses situées au dessus des cylindres. An internal combustion engine comprises a cylinder block (s) having one or more cylinders. According to the arrangement of the cylinders, aligned with each other, arranged in staggered rows or arranged in V, the casing is surmounted by one or two yokes located above the cylinders.
Chaque culasse comporte, pour chacun des cylindres, au moins une soupape d'admission et au moins une soupape d'échappement, la première réglant l'accès au cylindre d'air nécessaire à la combustion d'un carburant et amené par un conduit d'amission, et la seconde réglant l'échappement du carburant brûlé dans un conduit d'échappement. Lorsqu'un moteur comprend deux ou davantage de cylindres, l'alimentation en air est généralement assurée par un volume d'air ou plénum qui est relié aux soupapes d'admission par des conduits d'admission. Le plénum et les conduits d'admission forment ensemble un répartiteur d'admission d'air. Each cylinder head comprises, for each of the cylinders, at least one intake valve and at least one exhaust valve, the first regulating access to the cylinder of air necessary for the combustion of a fuel and brought by a fuel pipe. amission, and the second regulating the escape of fuel burned in an exhaust duct. When an engine comprises two or more cylinders, the air supply is generally provided by a volume of air or plenum which is connected to the intake valves by intake ducts. The plenum and intake ducts together form an air intake manifold.
Le répartiteur d'admission d'air est assemblé par vissage et les extrémités libres des conduits d'admission sont fixées sur la ou les culasses par l'intermédiaire d'une ou plusieurs brides. The air intake manifold is assembled by screwing and the free ends of the intake ducts are fixed to the cylinder head or heads via one or more flanges.
Lorsque les soupapes d'admission de l'ensemble des cylindres d'un moteur à combustion interne sont situées sur le même côté des cylindres que le plénum, les conduits d'admission s'étendent entre le plénum et les soupapes sans que l'un ou plusieurs des conduits d'admission n'enjambent la (ou une des) bride(s) avec laquelle (ou lesquelles) les conduits d'admission sont fixés. Cette situation est rencontrée habituellement sur un moteur à combustion interne n'ayant qu'une seule culasse et un plénum disposé sur le même côté de la culasse que les soupapes d'admission. Mais une telle situation peut également être rencontrée sur des moteurs à combustion interne dont les cylindres sont disposés de manière que les conduits d'admission doivent être fixés par au moins deux brides indépendantes les unes des autres. Un exemple en est un moteur dont les cylindres sont disposés en deux groupes, par exemple en V, et qui sont équipés d'un plénum situé de manière sensiblement médiane par rapport aux deux groupes de cylindres, par exemple entre deux culasses situées respectivement au- dessus de l'un et au-dessus de l'autre groupe de cylindres. When the intake valves of all the cylinders of an internal combustion engine are located on the same side of the cylinders as the plenum, the intake ducts extend between the plenum and the valves without one or more of the intake ducts not engage the (or one) flange (s) with which (or which) the intake ducts are attached. This situation is usually encountered on an internal combustion engine having only one cylinder head and a plenum disposed on the same side of the cylinder head as the intake valves. But such a situation can also be encountered on internal combustion engines whose cylinders are arranged so that the intake ducts must be fixed by at least two independent flanges of each other. An example is a motor whose cylinders are arranged in two groups, for example V, and which are equipped with a plenum located substantially median with respect to the two groups of cylinders, for example between two yokes respectively located above one and above the other group of cylinders.
Lorsque, par contre, une partie des soupapes d'admission de l'ensemble des cylindres d'un moteur à combustion interne est située sur le côté opposé des cylindres, par rapport au plénum, une première partie des conduits d'admission s'étend au-delà d'une seconde bride par laquelle est fixée une seconde partie des conduits, celle qui s'étend entre le plénum et les soupapes situées du même côté des cylindres que le plénum, et enjambe donc cette seconde bride. Un exemple en est un moteur dont les cylindres sont disposés en V et qui sont équipés d'un plénum situé d'un côté ou de l'autre du moteur, par exemple sur une des deux culasses. When, on the other hand, a part of the intake valves of all the cylinders of an internal combustion engine is situated on the opposite side of the cylinders, with respect to the plenum, a first part of the intake ducts extends beyond a second flange by which a second part of the ducts is fixed, that which extends between the plenum and the valves situated on the same side of the cylinders as the plenum, and so straddles this second flange. An example is a motor whose cylinders are arranged in V and which are equipped with a plenum located on one side or the other of the engine, for example on one of the two yokes.
Alors que la première disposition des conduits d'admission n'entraîne aucun problème de fixation des brides, la seconde disposition a pour conséquence que plusieurs vis de fixation de la seconde bride se retrouvent masquées par les conduits fixés par la première bride. Ceci rend impossible de fixer la seconde bride sur la culasse de manière sûre et surtout de manière étanche. While the first arrangement of the intake ducts does not cause any problem of fixing the flanges, the second arrangement has the consequence that several securing screws of the second flange are found hidden by the ducts fixed by the first flange. This makes it impossible to fix the second flange on the cylinder head in a safe manner and especially in a sealed manner.
Une possibilité de remédier à ce problème pourrait consister à utiliser deux plénums, un pour chaque groupe de cylindres, et de les disposer sur les côtés extérieurs du moteur. Mais cette solution n'est généralement pas retenue en raison du doublage d'équipement qui s'ensuit, par exemple deux filtres à air, et de la place nécessaire pour le second équipement. One possibility to remedy this problem could be to use two plenums, one for each group of cylinders, and to arrange them on the outer sides of the engine. But this solution is generally not retained because of the doubling of equipment that follows, for example two air filters, and the necessary space for the second equipment.
La figure 1 des dessins annexés montre schématiquement la disposition d'un moteur à combustion interne comportant deux groupes de cylindres disposés en V. Dans ce moteur, le carter de cylindres est surmonté de deux culasses dont une est porteur d'un plénum. A partir de ce plénum, des conduits d'admission d'air sont conformés et disposés de manière à établir une liaison entre le plénum et les soupapes d'admission du groupe de cylindres se terminant dans la même culasse que celle sur laquelle le plénum est monté et par d'autres conduits d'admission d'air conformés et disposés de manière à relier le plénum avec les soupapes d'admission des cylindres du groupe de cylindres se terminant dans l'autre culasse. Figure 1 of the accompanying drawings schematically shows the arrangement of an internal combustion engine having two groups of cylinders arranged in V. In this engine, the cylinder housing is surmounted by two yokes, one of which carries a plenum. From this plenum, air intake ducts are shaped and arranged so as to establish a connection between the plenum and the intake valves of the group of cylinders ending in the same cylinder head as that on which the plenum is mounted and by other air intake ducts shaped and arranged to connect the plenum with the intake valves of the cylinders of the group of cylinders ending in the other cylinder head.
Le moteur est donc coiffé d'autant de conduits d'admission d'air qu'il y a de soupapes d'admission dans l'ensemble des cylindres. A titre d'exemple, pour un moteur à six cylindres en V, dont chaque cylindre est alimenté en air à travers deux soupapes d'admission, le moteur est coiffé de douze conduits d'admission d'air. The engine is therefore capped with as many air intake ducts as there are intake valves in all the cylinders. For example, for a six-cylinder V engine, each cylinder is supplied with air through two intake valves, the engine is capped with twelve air intake ducts.
L'ensemble formé par les conduits d'admission d'air et le plénum est appelé répartiteur d'admission d'air. Ce répartiteur est assemblé par vissage et est monté d'une part sur le plénum et d'autre part sur les raccords des soupapes d'admission des deux culasses par l'intermédiaire de deux brides. The assembly formed by the air intake ducts and the plenum is called air intake manifold. This distributor is assembled by screwing and is mounted on the one hand on the plenum and on the other hand on the connections of the intake valves of the two heads via two flanges.
En raison de la disposition compacte des conduits d'admission d'air, il est difficile de monter de manière sûre et étanche le répartiteur disposé sur la même culasse que le plénum. En effet, plusieurs des vis de fixation du répartiteur sur la culasse risquent de se trouver masquées par les conduits d'admission d'air qui vont alimenter les cylindres se terminant sur l'autre culasse. Due to the compact arrangement of the air intake ducts, it is difficult to securely and tightly mount the distributor arranged on the same cylinder head as the plenum. Indeed, many of the fastening screws of the distributor on the cylinder head may be hidden by the air intake ducts which will feed the cylinders ending on the other cylinder head.
Par ailleurs, même si l'accès aux vis fixant la bride la plus proche du plénum est relativement aisée au moment du montage du moteur à l'usine, éventuellement avec un outillage très spécialisé, cet accès pourrait s'avérer insuffisant lors d'un démontage de la bride dans un atelier de réparation lorsque le moteur à fonctionné un certain temps et lorsque les vis ne se laissent plus dévisser facilement. Moreover, even if access to the screws fixing the flange closest to the plenum is relatively easy at the time of assembly of the engine at the factory, possibly with very specialized tools, this access could be insufficient during a disassembly of the flange in a repair shop when the motor has been running for a while and when the screws are no longer easily unscrewed.
Le but de l'invention est de remédier aux 10 inconvénients énoncés ci avant. The object of the invention is to overcome the disadvantages mentioned above.
Le but de l'invention est atteint avec un répartiteur d'admission d'air pour un moteur à combustion interne comprenant un carter de cylindres avec deux groupes de cylindres et au moins une culasse comportant au moins une soupape d'admission par cylindre, le répartiteur comprenant un plénum destiné à être relié aux soupapes d'admission par autant de conduits d'admission d'air que le moteur comporte de soupapes d'admission. The object of the invention is achieved with an air intake distributor for an internal combustion engine comprising a cylinder block with two groups of cylinders and at least one cylinder head having at least one intake valve per cylinder, the distributor comprising a plenum intended to be connected to the intake valves by as many air intake ducts that the engine comprises intake valves.
Conformément à l'invention, le plénum est divisé en une partie inférieure et une partie supérieure, chacune des deux parties étant solidaire d'une partie correspondante des conduits d'admission d'air. According to the invention, the plenum is divided into a lower part and an upper part, each of the two parts being integral with a corresponding part of the air intake ducts.
La solution proposée par l'invention consiste donc à diviser le répartiteur en deux parties, savoir une partie inférieure constituée essentiellement d'une partie inférieure du plénum et des conduits d'admission d'air destinés à être fixés sur les soupapes disposées dans la même culasse que celle qui porte le plénum, et une partie supérieure constituée essentiellement d'une partie supérieure du plénum et des conduits d'admission d'air destinés à être fixés sur l'autre culasse. Les deux parties du plénum peuvent être reliées l'une à l'autre par une charnière, tout comme elles peuvent être conformées pour être assemblées par pose de l'une sur l'autre. The solution proposed by the invention is therefore to divide the splitter into two parts, namely a lower part consisting essentially of a lower part of the plenum and air intake ducts intended to be fixed on the valves arranged in the same cylinder head that carries the plenum, and an upper portion consisting essentially of an upper portion of the plenum and air intake ducts for attachment to the other cylinder head. The two parts of the plenum can be connected to each other by a hinge, just as they can be shaped to be assembled by laying one on the other.
Avantageusement, le plénum comprend un joint d'étanchéité situé entre la partie inférieure et la partie supérieure du plénum. En variante, la partie inférieure ou la partie supérieure du plénum peut être conformée pour tenir le joint d'étanchéité pour faciliter le montage de plénum. Quant a l'assemblage des deux parties du plénum, celles-ci peuvent être conformées pour être assemblées par vissage. En variante, la partie inférieure et la partie supérieure du plénum peuvent être conformées pour être assemblées par des moyens de fixation ayant un seuil de résistance à l'ouverture. Ces deux dispositions ouvrent la possibilité de rendre le plénum moins rigide en cas d'accident, par exemple en cas de chute d'un piéton sur le capot moteur du véhicule automobile. Advantageously, the plenum comprises a seal located between the lower part and the upper part of the plenum. Alternatively, the lower or upper portion of the plenum may be shaped to hold the seal to facilitate plenum assembly. As for the assembly of the two parts of the plenum, they can be shaped to be assembled by screwing. Alternatively, the lower part and the upper part of the plenum may be shaped to be assembled by fastening means having a threshold of resistance to opening. These two provisions open the possibility of making the plenum less rigid in case of accident, for example in the event of a fall of a pedestrian on the engine bonnet of the motor vehicle.
Grâce aux dispositions de l'invention, il est maintenant possible de fixer d'abord la partie inférieure du plénum et les conduits d'admission d'air associés avant de fixer la partie supérieure et les conduits d'admission d'air associés à cette dernière. Thanks to the provisions of the invention, it is now possible to first fix the lower part of the plenum and the associated air intake ducts before fixing the upper part and the air intake ducts associated with this. last.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-après d'un moteur à combustion, la description étant faite en référence aux dessins annexés. Dans ces dessins, la figure 1 rappelle la disposition d'un plénum et des conduits d'admission d'air sur un moteur en combustion interne en V sans l'utilisation de la présente invention, la figure 2 montre la disposition des conduits d'admission d'air et des vis fixant les brides sur les culasses du moteur de la figure 1 en une vue de dessus, la figure 3 montre le moteur de la figure 1 avec l'utilisation de l'invention, la figure 4 montre la disposition des conduits d'admission d'air et la répartition du plénum selon l'invention et la figure 5 montre le répartiteur d'admission selon l'invention dans une position mi-ouverte. Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of a combustion engine, the description being made with reference to the accompanying drawings. In these drawings, FIG. 1 recalls the arrangement of a plenum and air intake ducts on a V-shaped internal combustion engine without the use of the present invention, FIG. 2 shows the arrangement of the ducts of FIG. air intake and screws fixing the flanges on the cylinder heads of the engine of Figure 1 in a view from above, Figure 3 shows the engine of Figure 1 with the use of the invention, Figure 4 shows the arrangement air intake ducts and the distribution of the plenum according to the invention and Figure 5 shows the intake manifold according to the invention in a half-open position.
Comme la figure 1 le rappelle, un moteur à combustion interne dont les cylindres Cl à C6 sont disposés en V, comprend un carter de cylindre 1 surmonté d'une première culasse 2 située au-dessus d'un premier groupe de cylindres du moteur et d'une seconde culasse 3 située au-dessus d'un second groupe de cylindres du moteur. La première culasse 2 et la seconde culasse 3 comportent deux soupapes d'admission par cylindre. As shown in FIG. 1, an internal combustion engine whose cylinders C1 to C6 are arranged in a V-shape comprises a cylinder casing 1 surmounted by a first cylinder head 2 situated above a first group of cylinders of the engine and a second cylinder head 3 located above a second group of cylinders of the engine. The first cylinder head 2 and the second cylinder head 3 have two intake valves per cylinder.
L'alimentation en air des cylindres à travers les soupapes est assurée par un répartiteur d'admission d'air qui comprend un plénum V relié aux soupapes d'admission par autant de conduits d'admission d'air que le moteur comporte de soupapes d'admission. Pour un moteur à six cylindres en V, dont chaque cylindre est alimenté par deux soupapes d'admission, le moteur de la figure 1 est coiffé, comme la figure 2 le montre, de douze conduits, c'est-à-dire de six paires de conduits d'admission d'air pcl à pc6. Sur la figure 1, ces références sont généralisées en Pc(n) pour paires de conduits et numérotées de 1 à n. The air supply of the cylinders through the valves is ensured by an air intake manifold which comprises a plenum V connected to the intake valves by as many air intake ducts as the engine has valves d 'admission. For a six-cylinder V engine, each cylinder of which is fed by two intake valves, the engine of Figure 1 is capped, as Figure 2 shows, twelve ducts, that is to say six pairs of air intake ducts pcl to pc6. In FIG. 1, these references are generalized in Pc (n) for pairs of conduits and numbered from 1 to n.
Les conduits d'admission d'air sont solidaires, par une de leurs extrémités, du plénum en V et par l'autre de leurs extrémités de la bride correspondante Bl ou B2. The air intake ducts are secured at one end to the V plenum and at the other end to the corresponding flange B1 or B2.
La figure 3 montre la disposition du répartiteur d'admission d'air selon l'invention, le répartiteur étant représenté dans son état assemblé. Figure 3 shows the arrangement of the air intake manifold according to the invention, the distributor being shown in its assembled state.
Le moteur représenté sur la figure 3 comporte, de manière inchangée par rapport à celui de la figure 1, un carter de cylindre 1 surmonté d'une première culasse 2 et d'une seconde culasse 3. La première et la seconde culasse comportent chacune deux soupapes d'admission par cylindre. Le moteur comprend également un répartiteur d'admission d'air comprenant un plénum divisé en deux parties, à savoir une partie inférieure 5 et une partie supérieure 6. Chacune des deux parties du plénum est solidaire d'une partie correspondante des conduits d'admission d'air. Par analogie à la disposition représentée sur la figure 2, la partie inférieure 5 du plénum est solidaire des conduits d'admission d'air pc4 à pc6 fixés sur la culasse 3 par l'intermédiaire d'une bride B2 et des vis accessibles 8 et des vis inaccessibles 9, alors que la partie supérieure 6 du plénum est solidaire des conduits d'admission d'air pcl à pc3 fixés sur la culasse 2 par l'intermédiaire d'une bride B2 et des vis accessibles 8. The engine shown in FIG. 3 comprises, unchanged from that of FIG. 1, a cylinder casing 1 surmounted by a first cylinder head 2 and a second cylinder head 3. The first and second cylinder heads each comprise two intake valves per cylinder. The engine also comprises an air intake distributor comprising a plenum divided into two parts, namely a lower part 5 and an upper part 6. Each of the two parts of the plenum is integral with a corresponding part of the intake ducts. air. By analogy with the arrangement shown in FIG. 2, the lower part 5 of the plenum is integral with the air intake ducts pc4 to pc6 fixed on the cylinder head 3 via a flange B2 and accessible screws 8 and inaccessible screws 9, while the upper part 6 of the plenum is integral with the air intake ducts PC1 to PC3 fixed on the cylinder head 2 via a flange B2 and accessible screws 8.
Avantageusement, la partie inférieure 5 et la partie supérieure 6 du plénum sont reliées l'une à l'autre par une charnière 7 et la partie inférieure 5 est pourvue d'un joint d'étanchéité. Advantageously, the lower part 5 and the upper part 6 of the plenum are connected to each other by a hinge 7 and the lower part 5 is provided with a seal.
Toutefois, sans sortir du principe de la présente invention, il est également concevable que les deux parties 5, 6 du plénum V ne soient pas reliées l'une à l'autre par une charnière 7, mais qu'elles soient conformées pour être assemblées par pose de l'une sur l'autre. De même, le joint d'étanchéité 10 peut être logé dans la partie supérieure 6 ou il peut être posé entre les deux parties au moment de l'assemblage du plénum. However, without departing from the principle of the present invention, it is also conceivable that the two parts 5, 6 of the plenum V are not connected to each other by a hinge 7, but they are shaped to be assembled by laying one on the other. Similarly, the seal 10 may be housed in the upper part 6 or it may be placed between the two parts at the time of assembly of the plenum.
En ce qui concerne l'assemblage proprement dit du plénum V, la partie inférieure 5 et la partie supérieure 6 peuvent aussi être conformées pour être assemblées par vissage ou encore pour être assemblées par des moyens de fixation ayant un seuil de résistance à l'ouverture. Cette dernière variante offre des caractéristiques particulièrement avantageuses au sujet de la protection en cas d'accident. As regards the actual assembly of the plenum V, the lower part 5 and the upper part 6 may also be shaped to be assembled by screwing or else to be assembled by fastening means having a threshold of resistance to opening. . This last variant offers particularly advantageous characteristics concerning the protection in the event of an accident.
La figure 4 montre le plénum V en une vue latérale du côté des conduits d'admission d'air. On y voit plus particulièrement la disposition des embouts des conduits d'admission d'air et la division du plénum en une partie supérieure 6 et une partie inférieure 5. Figure 4 shows the plenum V in a side view of the side of the air intake ducts. More particularly, it shows the arrangement of the tips of the air intake ducts and the division of the plenum into an upper part 6 and a lower part 5.
En raison de la disposition alignée des raccords du conduit d'admission d'air sur la face latérale correspondante du plénum V, la ligne de séparation entre la partie inférieure 5 et la partie supérieure 6 sur cette face rappelle la forme d'un méandre. Cette disposition répond plus particulièrement au besoin général d'un plénum plat. Due to the aligned arrangement of the air intake duct connections on the corresponding lateral face of the plenum V, the line of separation between the lower part 5 and the upper part 6 on this face is in the shape of a meander. This arrangement responds more particularly to the general need for a flat plenum.
Toutefois, sans sortir du principe de la présente invention, il est également concevable que les deux parties du plénum sont identiques ou, pour le moins ont des bords continus 3 et que les raccords des conduits d'admission d'air sur le plénum sont disposés en alternance sur la partie supérieure ou sur la partie inférieure du plénum. However, without departing from the principle of the present invention, it is also conceivable that the two parts of the plenum are identical or, at least have continuous edges 3 and the connections of the air intake ducts on the plenum are arranged alternately on the upper part or on the lower part of the plenum.
La figure 4 correspond à la coupe indiquée par la ligne IV-IV sur la figure 3. FIG. 4 corresponds to the section indicated by the line IV-IV in FIG.
La figure 5 montre disposition d'un répartiteur d'admission d'air selon l'invention dans une position entrouverte, par extrait de la figure 3. Le répartiteur de la figure 5 comprend donc une charnière 7 par laquelle la partie supérieure 6 du plénum est attachée mobile à la partie inférieure 5. La figure 5 illustre ainsi la possibilité avantageuse qu'offre le répartiteur de l'invention, à savoir permettre de fixer d'abord la partie inférieure 5 sur la culasse 3 du moteur et fixer ensuite la partie supérieure 6 qui vient se repositionner sur la partie inférieure 5. FIG. 5 shows the arrangement of an air intake distributor according to the invention in an open position, by extract of FIG. 3. The distributor of FIG. 5 therefore comprises a hinge 7 through which the upper part 6 of the plenum 5. FIG. 5 thus illustrates the advantageous possibility offered by the distributor of the invention, namely to make it possible first to fix the lower part 5 on the cylinder head 3 of the engine and then to fix the part upper 6 which is repositioned on the lower part 5.
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