i "Répartiteur d'admission d'air pour un moteur à combustion interne" La présente invention concerne un répartiteur d'admission d'air pour un moteur à combustion interne.
La présente invention concerne plus particulièrement un répartiteur d'admission d'air pour un moteur à combustion interne, notamment pour véhicule automobile, comportant au moins un conduit d'entrée d'un flux d'air qui, apte à être relié à un circuit d'admission d'air du moteur, débouche par un orifice de sortie io dans un plénum auquel sont respectivement reliés par un orifice d'entrée au moins trois conduits de sortie qui sont chacun destinés à être reliés à un cylindre associé du moteur. Dans un tel répartiteur, le flux d'air d'admission circule d'amont en aval à travers le plénum, c'est-à-dire depuis l'orifice 15 de sortie du conduit d'entrée jusqu'aux orifices d'entrée des conduits de sortie. On connaît de l'état de la technique des répartiteurs d'admission d'air de ce type qui équipent des moteurs à combustion interne, par exemple à allumage commandé, munis à 20 l'admission d'au moins un conduit d'entrée, d'un plénum présentant un volume interne donné, et de conduits de sortie associés à chacun des cylindres du moteur. On recherche en permanence à améliorer la performance de tels moteurs et plus particulièrement à optimiser les réglages 25 des paramètres de combustion du moteur. Une répartition homogène de l'air d'admission entre les différents cylindres du moteur constitue l'un des paramètres d'optimisation du fonctionnement du moteur. Toute amélioration de la combustion participe directement 30 à la réduction des émissions polluantes du moteur, en particulier de dioxyde de carbone (CO2). Il importe donc de réduire les dispersions à l'admission, notamment au niveau du plénum et entre les différents conduits 2 de sortie et cela afin que l'air soit équitablement reparti par le répartiteur entre chacun des cylindres. Par conséquent, on recherche généralement, lors de la conception, à optimiser la forme des conduits de sortie reliés au plénum de manière que les conduits de sortie présentent tous une perméabilité sensiblement équivalente afin de garantir que des quantités d'air quasi similaires pénètreront dans chacun des cylindres. En effet, la quantité d'air admise dans le cylindre ou io chambre de combustion est fonction des débits d'air et de la perméabilité, en particulier du plénum et des conduits de sortie. Cependant, les caractéristiques géométriques du répartiteur d'admission d'air sont également dictées par d'autres impératifs que la seule optimisation de la répartition de l'air 15 d'admission, en particulier par des contraintes d'implantation du répartiteur dans un environnement moteur donné comportant notamment de nombreux autres organes. Or, pour certaines applications, les contraintes d'implantation induisent des modifications de la forme extérieure 20 du corps du plénum qui sont susceptibles d'altérer l'écoulement du flux d'air à l'intérieur du plénum en provoquant notamment des phénomènes aérodynamiques indésirables. Pour certaines applications, on a par exemple constaté, dans le volume interne du plénum, un phénomène de recirculation 25 du flux d'air au voisinage du conduit de sortie qui est le plus éloigné du conduit d'entrée. Par comparaison entre les différents conduits de sortie, on a constaté que la perméabilité des conduits n'est pas toujours homogène et présente parfois des écarts importants pour un des 30 conduits de sortie. Plus particulièrement, le conduit de sortie le plus éloigné de l'orifice de sortie du conduit d'entrée de l'air d'admission se trouve, d'une part, affecté du fait de son éloignement de l'orifice 3 de sortie et, d'autre part, en raison du phénomène de recirculation précité. Les modifications des conduits de sortie pour limiter les effets induits par l'éloignement ou la recirculation sur la perméabilité d'un conduit déterminé ne permettent toutefois pas à elles seules d'obtenir des résultats satisfaisants pour toutes les applications. De plus, de telles adaptations de la forme des conduits de sortie du plénum sont généralement préjudiciables à la bonne io tenue mécanique du répartiteur d'air, en particulier la rigidité du plénum face à la pression exercée par le flux d'air le traversant. L'invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients de l'état de la technique et de proposer une solution simple et économique pour réduire les disparités de 15 perméabilité dans un répartiteur d'air d'admission. Dans ce but, l'invention propose un répartiteur du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le plénum comporte au moins une nervure qui, formant un brisant associé à celui des conduits de sortie qui est le plus éloigné du conduit d'entrée, est 20 destinée à briser localement le flux d'air pour réduire le phénomène de recirculation du flux d'air se produisant en amont de l'orifice d'entrée dudit conduit le plus éloigné de manière que l'ensemble des conduits de sortie du répartiteur présente une perméabilité sensiblement équivalente. 25 Avantageusement, la nervure formant brisant selon l'invention permet d'accroître la perméabilité du conduit de sortie le plus éloigné du conduit d'entrée et de traiter localement les problèmes de recirculation à l'intérieur du plénum. Grâce à la nervure, on brise le flux d'air de manière à 30 réduire le phénomène de recirculation du flux d'air en amont de l'orifice d'entrée du conduit le plus éloigné et cela sélectivement, c'est à dire localement, sans toutefois affecter d'une quelconque 4 manière la perméabilité des autres conduits de sortie du répartiteur. Avantageusement, on augmente ainsi la perméabilité du conduit le plus éloigné de manière que l'ensemble des conduits de sortie du répartiteur présente une perméabilité sensiblement équivalente. De préférence, la nervure est obtenue en une seule pièce avec le répartiteur, en particulier de manière simple et économique par moulage de matière plastique. io Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - le plénum, présentant un volume interne donné, est délimité par un corps d'orientation longitudinale comportant successivement au moins une première partie à laquelle sont reliés le conduit d'entrée et des deuxième et troisième conduits 15 de sortie, et une deuxième partie à laquelle est relié un premier conduit de sortie, lesdites première et deuxième parties du corps étant respectivement fermées à leur extrémité longitudinale par une paroi transversale arrière et une paroi transversale avant, ladite paroi transversale avant du corps du plénum comportant 20 une face interne à partir de laquelle ladite nervure s'étend en saillie en direction de l'orifice d'entrée dudit premier conduit de sortie le plus éloigné de l'orifice de sortie du conduit d'entrée ; - la nervure s'étend globalement de manière rectiligne suivant la direction longitudinale, depuis la face interne de la 25 paroi transversale avant jusqu'au voisinage du bord qui délimite l'orifice d'entrée du premier conduit de sortie ; - la nervure est décalée transversalement par rapport au centre de l'orifice d'entrée du conduit de sortie de sorte que la nervure est agencée au voisinage de la partie du bord délimitant 30 le pourtour de l'orifice d'entrée du premier conduit de sortie qui est la plus éloignée transversalement de la portion de la face interne de la deuxième partie du corps ; - la nervure s'étend verticalement sur toute la hauteur de la face interne de la paroi transversale avant de la deuxième partie du corps du plénum de manière à former également un moyen de renfort propre à augmenter la rigidité du plénum ; 5 - le plénum est constitué d'au moins deux pièces fabriquées par moulage, telles que deux coquilles en matière plastique, et en ce que la nervure est réalisée venue de matière, en une seule pièce, avec l'une desdites pièces du plénum ; - la nervure est une pièce distincte qui, présentant io globalement en forme de lame pour constituer le brisant, est rapportée solidairement sur la face interne de la paroi transversale avant, notamment par coopération de formes entre une rainure que comporte ladite face interne et dans laquelle est reçue ladite pièce formant la nervure ; 15 - la deuxième partie du corps présente une section de passage qui est inférieure à la section de passage de la première partie du corps du plénum, en particulier la deuxième partie présente une dimension selon l'orientation verticale qui est inférieure à celle de la première partie ; 20 - le conduit d'entrée est relié à une portion supérieure de la première partie du corps du plénum et en ce que les conduits de sortie sont reliés à une portion inférieure, respectivement de la première partie pour les deuxième et troisième conduits de sortie et de la deuxième partie pour le premier conduit de sortie ; 25 - les conduits de sortie comportent, d'une part, un tronçon curviligne qui s'enroule à l'extérieur autour d'un même côté du corps du plénum, depuis l'orifice d'entrée débouchant dans la portion inférieure de la partie associée du corps du plénum jusqu'à passer au dessus de la partie supérieure du corps et, 30 d'autre part, un tronçon sensiblement rectiligne qui, prolongeant ledit tronçon curviligne, est destiné à être relié au moteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective de trois quarts qui représente schématiquement un moteur équipé d'un répartiteur d'air d'admission selon un exemple de réalisation ; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale qui représente le répartiteur selon l'exemple de la figure 1 et qui illustre l'agencement de la nervure selon l'invention ; - la figure 3 est une vue en coupe transversale qui io représente en détail la paroi avant du plénum dont est solidaire la nervure afin de briser la recirculation du flux d'air en amont de l'orifice d'entrée du conduit de sortie le plus éloigné ; - la figure 4 est une représentation graphique qui représente la perméabilité de chacun des conduits de sortie et du 15 plénum et qui illustre par comparaison le gain de perméabilité obtenu pour le conduit le plus éloigné en l'absence et en présence de la nervure selon l'invention. Dans la description et les revendications, on utilisera à titre non limitatif et afin d'en faciliter la compréhension, les termes 20 comme "avant" et "arrière", "supérieur" et "inférieur", "droite" et "gauche" selon les définitions données dans la description et déterminées respectivement par rapport aux orientations longitudinale, verticale et transversale du trièdre (L, V, T) représenté sur les figures. 25 Par convention, le terme "interne" désigne un élément situé à l'intérieur du plénum du répartiteur par opposition au terme "externe" et le flux d'air d'admission circule d'amont en aval à travers le plénum, c'est-à-dire depuis l'orifice de sortie du conduit d'entrée jusqu'aux orifices d'entrée des conduits de sortie. 30 Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, analogues ou similaires seront désignés par des mêmes numéros de référence. De plus, il est précisé que l'orientation verticale n'est nullement donnée en référence à la gravité terrestre. 7 On a représenté à la figure 1 un exemple de réalisation d'un répartiteur 10 d'admission d'air comportant un plénum 12 auquel sont reliés des conduits de sortie, ici au nombre de trois respectivement désignés ci-après Cl, C2 et C3.
Bien entendu, le répartiteur 10 représenté à la figure 1 n'est donné qu'à titre d'exemple non limitatif pour illustrer l'application de l'invention. Un tel répartiteur d'air d'admission 10 est destiné à équiper un moteur à combustion interne 14 comportant par exemple trois io cylindres, respectivement 1, 2 et 3, qui sont associés auxdits conduits de sortie Cl, C2 et C3. Dans la suite de la description, les conduits de sortie de l'air reliés aux cylindres 1 à 3 seront respectivement désignés comme étant le premier conduit de sortie Cl, le deuxième conduit 15 de sortie C2 et le troisième conduit de sortie C3. Le répartiteur 10 comporte encore au moins un conduit d'entrée 16 d'un flux d'air qui est représenté symboliquement par la flèche F sur la figure 1, ledit conduit d'entrée 16 étant apte à être relié à un circuit d'admission d'air (non représenté) du moteur 20 14 à combustion interne pour alimenter en air les cylindres 1 à 3. Dans la présente description, le terme "air" ne doit pas être interprété limitativement et ce terme désigne indifféremment de l'air "frais" de l'atmosphère admis dans le circuit qu'un mélange d'un tel air avec une partie des gaz d'échappement mis en 25 recirculation, procédé qui est encore connu sous l'acronyme "EGR" pour "Exhaust Gas Recirculation" en terminologie anglaise. Le conduit d'entrée 16 du répartiteur 10 débouche par au moins un orifice de sortie OS dans un volume interne V du plénum 12 auquel sont respectivement reliés par un orifice d'entrée OE 30 chacun des trois conduits de sortie Cl à C3. Le premier conduit de sortie Cl communique par un orifice d'entrée 0E1 avec le volume interne V du plénum 12 dans lequel le flux d'air F pénètre par l'orifice de sortie OS du conduit d'entrée 8 16, de même les deuxième et troisième conduits de sortie C2 et C3 débouchent respectivement dans le plénum 12 par un orifice d'entrée 0E2 et un orifice d'entrée 0E3. Le plénum 12, de volume interne V donné, est délimité par un corps 18 qui, s'étendant principalement suivant l'orientation longitudinale du trièdre (L, V, T), comporte successivement au moins une première partie 18A et une deuxième partie 18B. Le conduit 16 d'entrée d'air et les deuxième et troisième conduits de sortie C2 et C3 sont ici reliés à la première partie 18A io du corps 18 tandis que le troisième conduit de sortie C3 est relié à la deuxième partie 18B du corps 18 du plénum 12. Comme on peut mieux le voir sur la figure 2, la première partie 18A du corps 18 est fermée à son extrémité longitudinale arrière par une paroi transversale 20 qui s'étend globalement 15 verticalement sur une hauteur H déterminée. La deuxième partie 18B du corps 18 est fermée à son extrémité longitudinale avant par une paroi transversale avant 22 laquelle s'étend globalement verticalement sur une hauteur h déterminée. 20 De préférence, la forme générale du plénum 12 est telle que, en section transversale par un plan vertical, la première partie 18A du corps 18 présente une forme globalement circulaire et la deuxième partie 18B présente une forme semi-circulaire. Bien entendu, une telle forme générale du plénum 12 n'est 25 qu'un exemple non limitatif des multiples formes possibles, la forme du plénum 12 étant fonction des applications, notamment de l'environnement pour l'implantation du répartiteur 10. En variante, la forme du plénum 12 est globalement parallélépipédique et, en section transversale par un plan vertical, 30 la première partie 18A et/ou la deuxième partie 18B du corps 18 présente(nt) une forme générale rectangulaire.
Selon l'exemple de réalisation, le conduit d'entrée 16 est relié à une portion supérieure de la première partie 18A du corps 18 du plénum 12. Les conduits de sortie Cl, C2 et C3 sont reliés à une portion inférieure du plénum 12, respectivement une portion inférieure de la première partie 18A pour les deuxième et troisième conduits de sortie C2, C3 et de la deuxième partie 18B pour le premier conduit de sortie Cl. L'orifice de sortie OS du conduit de sortie 16 est donc io agencé dans la portion supérieure de la première partie 18A du corps 18, verticalement au dessus des orifices d'entrée 0E2 et 0E3 respectifs des deuxième et troisième conduits de sortie C2, C3 qui débouchent eux dans la portion inférieure de ladite première partie 18A. 15 Comme représenté sur la figure 1, les conduits de sortie Cl, C2 et C3 comportent principalement, d'une part, un tronçon curviligne 24 qui s'enroule à l'extérieur autour d'un même côté du corps 18 du plénum 12 et, d'autre part, un tronçon 26 sensiblement rectiligne qui, prolongeant ledit tronçon curviligne 20 24, est destiné à être relié au moteur 14. Le tronçon curviligne 24 s'étend globalement suivant un arc de cercle, depuis l'orifice d'entrée 0E1, 0E2, 0E3 du conduit de sortie Cl, C2, C3 qui débouche dans la portion inférieure de la partie 18A, 18B associée du corps 18 du plénum 12 jusqu'à 25 passer au dessus de la partie supérieure du corps 18. De préférence, les deuxième et troisième conduits de sortie C2, C3 sont agencés de part et d'autre du conduit d'entrée 16 lequel s'étend globalement verticalement en passant ainsi entre les conduits C2 et C3 pour se raccorder à la partie 30 supérieure de la première partie 18A du corps 18 du plénum 12. Comme on peut le voir sur la figure 1 ou 2, le premier conduit de sortie Cl est celui des conduits de sortie qui est le plus éloigné de l'orifice de sortie OS ce qui est préjudiciable sur 2941272 i0 le plan de la perméabilité par comparaison aux autres conduits de sortie C2 et C3 dont les orifices d'entrée 0E2 et 0E3 sont plus proches de l'orifice de sortie OS du conduit d'entrée 16 d'admission du flux d'air F dans le plénum 12. 5 Selon une caractéristique importante, la deuxième partie 18B du corps 18 présente une section de passage S1 qui est inférieure à la section de passage S2 de la première partie 18A du corps 18 du plénum 12. Comme on peut le voir sur la figure 2, la réduction de la io section de passage entre la section S1 de la première partie 18A et la section S2 de la deuxième partie 18B est en particulier due au fait que la deuxième partie 18B présente au moins une dimension qui, ici selon l'orientation verticale, est inférieure à celle de la première partie 18A du corps 18. 15 La première partie 18A présente une première hauteur H tandis que la deuxième partie 18B présente une hauteur h qui lui est inférieure. Une telle diminution de la hauteur de la deuxième partie 18B peut notamment résulter de la nécessité de dégager 20 localement un espace déterminé à l'extérieur du plénum 12, par exemple destiné à être occupé par un autre organe adjacent du moteur 14 de sorte que, sans un tel dégagement, l'implantation du répartiteur 10 ou de cet organe ne serait pas possible. Dans l'exemple de réalisation représentés aux figures, la 25 zone de jonction entre la première partie 18A et la deuxième partie 18B du corps 18 constitue un rétrécissement qui provoque une forte accélération dans l'écoulement du flux F d'air. Or, une telle accélération du flux F d'air se traduit par des décollements du flux gazeux qui participent à la réduction de la 30 perméabilité du premier conduit Cl qui est relié à ladite deuxième partie 18B du plénum 12. L'accélération des gaz constituant le flux F d'air que provoque la diminution de la section de passage entre la première 2941272 Il partie 18A et la deuxième partie 18B est plus particulièrement à l'origine d'un phénomène de recirculation intense du flux F en amont de l'orifice d'entrée 0E1 du premier conduit de sortie Cl . En effet, après avoir notamment léché une portion de la 5 face interne 24 (figure 3) de la deuxième partie 18B du corps 18, l'air du flux F tend alors à s'enrouler sur lui-même sous l'impulsion de l'accélération induite par la réduction de section du corps 18 du plénum 12. L'enroulement du flux F d'air se traduit par une io recirculation du flux dans le volume interne dans la deuxième partie 18B qui s'effectue au détriment du premier conduit de sortie Cl lequel présente de ce fait une moindre perméabilité, en particulier par rapport aux deuxième et troisième conduits de sortie C2 et C3. 15 Comme l'illustre la figure 4, la perméabilité P du premier conduit de sortie Cl est donc moindre par comparaison à la perméabilité des autres conduits de sortie C2 et C3. En effet, la perméabilité P du premier conduit de sortie Cl est affectée d'une part du fait de son éloignement de l'orifice de 20 sortie OS du conduit d'entrée 16 et, d'autre part, du fait du phénomène de recirculation se produisant en amont de son orifice d'entrée 0E1. Or comme cela a été rappelé précédemment, il est particulièrement important que les différents conduits de sortie Cl 25 à C3 du répartiteur 10 qui sont destinés à alimenter en air les cylindres 1 à 3 du moteur 14 présentent une perméabilité sensiblement homogène pour garantir un bon fonctionnement du moteur 14 lors de la combustion. Le but de la présente invention est donc de proposer une 30 solution propre à accroître la perméabilité du premier conduit de sortie Cl afin qu'il présente une perméabilité sensiblement équivalente à celle des deuxième et troisième conduits de sortie C2 et C3. 12 Pour ce faire, le plénum 12 comporte au moins une nervure 30 qui forme un brisant associé à celui des conduits de sortie Cl, C2, C3 qui est le plus éloigné du conduit d'entrée 16 d'air, c'est-à-dire ici le premier conduit de sortie Cl .
La nervure 30 est destinée à briser localement le flux F d'air pour réduire le phénomène de recirculation du flux qui se produit en amont de l'orifice d'entrée 0E1 dudit conduit Cl le plus éloigné de manière que l'ensemble des conduits de sortie Cl à C3 du répartiteur 10 présente une perméabilité sensiblement équivalente. Sur la figure 4, on a représenté également la perméabilité P2, P3 des conduits C2, C3 et avec des hachures le gain "G" de perméabilité obtenu pour le premier conduit de sortie Cl qui augmente de la valeur de perméabilité de Cl de P à P1 grâce à l'agencement d'une telle nervure 30 à l'intérieur du plénum 12. Avantageusement, l'implantation de la nervure 30 n'affecte nullement la perméabilité des deuxième et troisième conduits de sortie C2 et C3 qui demeure inchangée. Avantageusement, la nervure 30 formant brisant s'étend en saillie à partir d'une face interne 32 de la paroi transversale avant 22 du corps 18 du plénum 12. En variante non représentée, la nervure 30 est agencée dans une autre zone de la deuxième partie 18B du corps 18 du plénum 12, par exemple sur l'une des faces de la deuxième partie 18B du corps comme la face transversalement opposée à la face interne 28. De préférence, la nervure 30 s'étend en direction de l'orifice d'entrée 0E1 du premier conduit de sortie Cl correspondant au conduit le plus éloigné de l'orifice de sortie OS du conduit d'entrée 16, c'est-à-dire celui pour lequel le flux d'air F doit effectuer le plus long parcours avant de pénétrer dans le conduit Cl par l'orifice d'entrée 0E1 en direction du cylindre 1 associé.
13 Comme on peut le voir sur la coupe de la figure 3, la nervure 30 s'étend globalement de manière rectiligne suivant la direction longitudinale, depuis la face interne 32 de la paroi transversale avant 22 jusqu'au voisinage du bord 34 qui délimite l'orifice d'entrée 0E1 du premier conduit de sortie Cl. En variante, la nervure 30 s'étend faiblement au-delà du bord 34 de l'orifice d'entrée 0E1. En variante, la nervure 30 présente un profil incurvé. Avantageusement, la nervure 30 forme un élément saillant qui présente une faible épaisseur e selon la direction transversale. Avantageusement, la longueur de la nervure 30 selon la direction longitudinale, depuis la face interne 32 jusqu'au voisinage du bord 34, est de l'ordre de 25 à 30 % de celle de l'orifice d'entrée 0E1 afin notamment de ne pas perturber l'acoustique du plénum 12. De préférence, la nervure 30 est décalée transversalement par rapport au centre O de l'orifice d'entrée 0E1 du conduit Cl de sorte que la nervure 30 est agencée au voisinage d'une partie rectiligne 36 du bord 34 délimitant le pourtour de l'orifice d'entrée OE1. Comme illustré sur la figure 3, le bord 34 délimitant le pourtour de l'orifice d'entrée 0E1 présente principalement une première partie curviligne, ici globalement en forme de demi- cercle, et une deuxième partie 36 qui est rectiligne. Par rapport à la face interne 28 de la deuxième partie 18B du corps 18 que vient lécher le flux F d'air avant de pénétrer dans le conduit de sortie Cl par l'orifice d'entrée 0E1, la nervure 30 est agencée au voisinage de la partie du bord 34 qui en est la plus éloignée transversalement. La nervure 30 ne masque donc pas l'orifice d'entrée 0E1 mais est agencée en retrait pour briser le flux F et limiter son enroulement selon le phénomène de recirculation précité.
14 Avantageusement, la nervure 30 s'étend verticalement sur toute la hauteur de la face interne 32 de la paroi transversale avant 22 de la deuxième partie 18B du corps 18 du plénum 12 de manière à former également un moyen de renfort propre à augmenter la rigidité du plénum 12. De préférence, le plénum 12 est constitué d'au moins deux pièces fabriquées par moulage, telles que par exemple deux coquilles (non représentées) en matière plastique. Avantageusement, la nervure 30 est alors réalisée venue de matière, en une seule pièce, avec l'une desdites pièces moulées constituant le plénum 12. En variante, la nervure 30 est une pièce distincte qui, présentant globalement en forme de lame pour constituer le brisant, est rapportée solidairement sur la face interne 32 de la paroi transversale avant 22. Bien entendu, la pièce formant la nervure 30 est susceptible d'être fixée au corps 18 du plénum par tous moyens appropriés, notamment par coopération de formes, par exemple entre une rainure réalisée dans ladite face interne et dans laquelle est alors reçue ladite pièce formant la nervure 30. En variante, la pièce formant la nervure 30 est rapportée à fixation par collage.