FR3062172A1 - Dispositif de distribution d'un flux d'air et d'un flux de gaz d'echappement recircules et module d'admission d'air correspondant - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de distribution (5) d'un flux d'air et d'un flux de gaz d'échappement recirculés, ledit dispositif (5) étant configuré pour être rapporté sur la culasse (3) d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, ledit dispositif (5) comportant un collecteur d'admission (11) configuré pour distribuer le flux d'air dans la culasse (3), et un rail de distribution (13) de gaz d'échappement recirculés. Selon l'invention, le collecteur d'admission (11) est réalisé en matière plastique, et le rail de distribution (13) est réalisé en matière métallique et est intégré au collecteur d'admission (11). L'invention concerne également un module d'admission d'air comprenant un tel dispositif de distribution (5).
Description
@ Titulaire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES Société par actions simplifiée.
O Demande(s) d’extension :
® Mandataire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUESTHS.
*54) DISPOSITIF DE DISTRIBUTION D'UN FLUX D'AIR ET D'UN FLUX DE GAZ D'ECHAPPEMENT RECIRCULES ET MODULE D'ADMISSION D'AIR CORRESPONDANT.
FR 3 062 172 - A1 (57) L'invention concerne un dispositif de distribution (5) d'un flux d'air et d'un flux de gaz d'échappement recirculés, ledit dispositif (5) étant configuré pour être rapporté sur la culasse (3) d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, ledit dispositif (5) comportant un collecteur d'admission (11 ) configuré pour distribuer le flux d'air dans la culasse (3), et un rail de distribution (13) de gaz d'échappement recirculés.
Selon l'invention, le collecteur d'admission (11) est réalisé en matière plastique, et le rail de distribution (13) est réalisé en matière métallique et est intégré au collecteur d'admission (11).
L'invention concerne également un module d'admission d'air comprenant un tel dispositif de distribution (5).
-1Dispositif de distribution d’un flux d’air et d’un flux de gaz d’échappement recirculés et module d’admission d’air correspondant
L’invention concerne le domaine général de l’alimentation en air d’alimentation ou de suralimentation et en gaz d’échappement recirculés des moteurs de véhicules automobiles à combustion interne. L’invention vise un dispositil de distribution et un module d’admission d’air pour l’alimentation de ces moteurs.
Les moteurs peuvent être suralimentés ou alimentés à la pression atmosphérique. Les gaz admis dans la chambre de combustion, dans laquelle un mélange de comburant et de carburant est brûlé pour générer le travail du moteur, sont dénommés gaz d’admission.
Un module d’admission d’air permet d’alimenter les cylindres du moteur en gaz d’admission. Pour ce taire, le module d’admission d’air comporte généralement un collecteur d’admission ou collecteur de répartition, comportant un nombre prédéfini de conduits d’alimentation dédiés aux cylindres du moteur à combustion interne et permettant de répartir le flux de gaz d’admission dans les différents cylindres.
Dans le cas de moteurs suralimentés, l’air de suralimentation est généralement refroidi avant d’être introduit dans la chambre de combustion afin d’augmenter la densité de l’air de suralimentation. Cette fonction est remplie par un échangeur thermique, également appelé refroidisseur d’air de suralimentation connu sous l’acronyme « RAS ».
Afin de réduire les émissions polluantes, il est connu d’introduire dans le flux d’air, des gaz d’échappement dit «recirculés» (connus de l’homme du métier sous l’abréviation anglaise « EGR » correspondant à « Exhaust Gas recirculation »). H s’agit de gaz d’échappement prélevés en aval de la chambre de combustion pour être réacheminés (recirculés) vers le flux de gaz d’admission, en amont de la chambre de combustion, où ils sont mélangés à l’air de suralimentation en vue de leur admission dans la chambre de combustion.
Dans la suite, on entendra par gaz d’admission, de l’air d’alimentation, ou de suralimentation provenant du système d’admission du moteur et des gaz d’échappement récupérés en sortie moteur.
De taçon connue, l’introduction des gaz d’échappement recirculés est réalisée
-2par l’intermédiaire d’un rail de distribution transversal à l’écoulement du flux d’air. Le rail de distribution est muni d’une pluralité d’orifices permettant l’arrivée de gaz d’échappement recirculés au niveau de chaque cylindre de combustion.
Classiquement, ce rail de distribution est intégré au collecteur d’admission. Cependant les gaz d’échappement arrivant au niveau du rail de distribution ont une température élevée, ce qui oblige le rail de distribution et le collecteur d’admission à être réalisé dans un matériau coûteux résistant aux hautes températures, généralement un matériau métallique.
Une volonté constante est de réduire les coûts et les masses.
Cependant, il n’est pas possible de réaliser le rail de distribution dans un matériau moins coûteux tel que du plastique. De plus, en réalisant le collecteur d’admission en plastique, même avec un découplage thermique, la température des gaz d’échappement est trop importante et risquerait de fortement dégrader l’intégrité du plastique. En outre, la composition des gaz d’échappement recirculés chargés d’hydrocarbure présente des risques importants d’inflammation.
La présente invention se propose de remédier au moins partiellement aux inconvénients ci-dessus mentionnés en proposant un dispositif de distribution d’un flux d’air et d’un flux de gaz d’échappement recirculés à moindre cout et diminuant les risques d’inflammation.
À cet effet l’invention a pour objet un dispositif de distribution d’un flux d’air et d’un flux de gaz d’échappement recirculés, ledit dispositif étant configuré pour être rapporté sur la culasse d’un moteur à combustion interne de véhicule automobile, ledit dispositif comportant :
un collecteur d’admission configuré pour distribuer le flux d’air dans la culasse, et un rail de distribution du flux de gaz d’échappement recirculés.
Selon l’invention, le collecteur d’admission est réalisé en matière plastique, et le rail de distribution est réalisé en matière métallique et est intégré au collecteur d’admission.
Ainsi, un rail de distribution d’un flux de gaz d’échappement recirculés haute pression, avantageusement préalablement refroidi, peut être intégré dans un collecteur
-3d’admission réalisé en matière plastique de façon à réduire la masse et les coûts.
Ledit dispositif peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :
le collecteur d’admission comporte un moyen de réception du rail de distribution ;
le moyen de réception comprend une cavité de réception du rail de distribution ménagée dans le collecteur d’admission ;
le moyen de réception est configuré pour maintenir le rail de distribution dans le collecteur d’admission ;
le moyen de réception et le rail de distribution sont de formes sensiblement complémentaires ;
le maintien du rail de distribution est réalisé par la complémentarité de forme entre le moyen de réception et le rail de distribution ;
le collecteur d’admission est configuré pour être fixé sur la culasse, de manière à maintenir le rail de distribution en sandwich entre le collecteur d’admission et la culasse ;
ledit dispositif comprend un isolant thermique agencé entre le rail de distribution et le moyen de réception du rail de distribution ;
la paroi externe du rail de distribution et la paroi interne de la cavité de réception dans le collecteur d’admission sont séparées par une lame d’air assurant la fonction d’isolant thermique ;
le rail de distribution s’étend sensiblement transversalement par rapport à la direction d’écoulement du flux d’air en sortie du collecteur d’admission ;
le rail de distribution est agencé de manière à déboucher à l’extérieur du collecteur d’admission. Ainsi, le flux de gaz d’échappement en sortie du rail de distribution ne risque pas de rentrer en contact avec et donc d’endommager le plastique du collecteur d’admission ;
le collecteur d’admission est dépourvu de chambre de mélange du flux d’air et du flux de gaz d’échappement recirculés ;
le rail de distribution présente une face de sortie ouverte configurée pour faire interface avec la culasse. Ainsi, le rail de distribution est destiné à être ouvert sur la face culasse, ce qui permet de disposer d’une face « froide » sur laquelle le flux de
-4gaz d’échappement chauds pourra être introduit, limitant encore le risque de dégradation thermique du collecteur d’admission en plastique ;
le rail de distribution comporte un orifice d’introduction du flux de gaz d’échappement recirculés et au moins un conduit d’acheminement du flux de gaz d’échappement recirculés depuis l’orifice d’introduction vers la face de sortie du rail de distribution ;
le rail de distribution comporte au moins un déflecteur agencé dans ledit au moins un conduit d’acheminement du flux gaz d’échappement recirculés, de manière à répartir le flux de gaz d’échappement recirculés sur toute la longueur du rail de distribution ;
le rail de distribution comporte au moins une cloison formant déflecteur, agencée de manière à séparer le conduit d’acheminement en au moins un canal d’entrée communiquant avec l’orifice d’introduction et un canal de sortie configuré pour déboucher sur la culasse dudit moteur ;
ladite au moins une cloison s’étend sensiblement transversalement par rapport à la direction d’écoulement du flux d’air en sortie du collecteur d’admission ;
la cloison s’étend sur une longueur inférieure à la longueur du rail de distribution ; la cloison s’étend sensiblement sur la moitié de la longueur) du rail de distribution ; le rail de distribution comprend un passage du canal d’entrée vers le canal de sortie et au moins un déflecteur agencé dans ce passage, de manière à répartir le flux de gaz d’échappement en provenance de l’orifice d’introduction sur toute la longueur du canal de sortie ;
le passage du canal d’entrée vers le canal de sortie est agencé sensiblement au milieu du canal de sortie.
L’invention concerne également un module d’admission d’air pour moteur à combustion interne configuré pour être fixé à la culasse du moteur à combustion interne. Selon l’invention, le module d’admission d’air comporte un dispositif de distribution d’un flux d’air et d’un flux de gaz d’échappement recirculés tel que défini précédemment.
Selon un aspect de l’invention, le module d’admission d’air comporte un échangeur thermique agencé en amont du collecteur d’admission selon le sens
-5d’écoulement du flux d’air et configuré pour refroidir le flux d’air.
L’invention concerne encore un moteur à combustion interne pour véhicule automobile comportant une culasse, sur laquelle un module d’admission d’air tel que défini précédemment est fixé.
Selon un aspect de l’invention, la culasse présente un conduit pour le mélange du flux d’air et du flux de gaz d’échappement.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d’un module d’admission d’air rapporté sur la culasse d’un moteur à combustion interne et comprenant un dispositif de distribution selon Γ invention,
- la figure 2 est une autre vue en perspective du module d’admission d’air de la figure 1 montrant en éclaté le dispositif de distribution comprenant un collecteur d’admission et un rail de distribution,
- la figure 3 est une vue après assemblage du dispositif de distribution de la figure 2,
- la figure 4 est une vue en coupe transversale de la figure 1,
- la figure 5 est une vue partiellement en coupe montrant de façon schématique le dispositif de distribution relié à la culasse,
- la figure 6 est une vue en perspective du rail de distribution du dispositif de distribution,
- la figure 7 est une vue en coupe du rail de distribution de la figure 6 selon un plan P,
- la figure 8 est une vue partielle montrant une extrémité latérale du collecteur d’admission intégrant le rail de distribution,
- la figure 9 est une vue en perspective et en coupe du collecteur d’admission intégrant le rail de distribution, et
- la figure 10 est une vue agrandie de la vue en perspective de la figure 9.
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques
-6s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.
Dans la description, on peut indexer certains éléments, comme par exemple premier élément ou deuxième élément. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps.
On a représenté sur les figures 1 à 3, un module d’admission d’air 1 pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile comportant notamment une culasse 3, partiellement visible sur les figures 1 et 4, et un nombre prédéfini de cylindres (non représentés).
Le module d’admission d’air 1 est destiné à être placé et fixé sur la culasse 3 du moteur à combustion interne.
Ce module d’admission d’air 1 est configuré pour alimenter les cylindres (non représentés) en gaz d’admission, c’est-à-dire de l’air d’alimentation, ou de suralimentation, et des gaz d’échappement récupérés en sortie moteur, conformément à un procédé connu généralement sous le sigle EGR pour « Exhaust Gas Recirculation » en anglais.
Pour ce faire, le module d’admission d’air 1 comporte un dispositif de distribution 5 d’un flux d’air et d’un flux de gaz d’échappement recirculés.
Par la suite, on définit les termes « amont » et « aval » par rapport au sens d’écoulement du flux d’air d’alimentation ou de suralimentation dans le dispositif de distribution 5.
Selon les exemples de réalisation illustrés sur les figures 1 à 3, le module d’admission d’air 1 comporte également un collecteur d’entrée 7 alimenté en air d’alimentation ou de suralimentation, par un système d’admission non représenté sur les figures.
Le moteur à combustion interne peut notamment être un moteur suralimenté, c’est-à-dire alimenté en air en provenance d’un turbocompresseur. Dans ce cas, afin
-7d’augmenter la densité de l’air d’admission, il est connu de refroidir l’air de suralimentation au moyen d’un échangeur thermique 9 du module d’admission d’air 1. Cet échangeur thermique 9 est généralement appelé refroidisseur d’air de suralimentation aussi connu sous l’acronyme « RAS ».
L’invention vise plus particulièrement le dispositif de distribution 5.
Selon le mode de réalisation décrit, le dispositif de distribution 5 est configuré pour être rapporté sur la culasse 3 d’un moteur à combustion interne de véhicule automobile (voir figures 1 et 4).
En référence aux figures 2 à 4, le dispositif de distribution 5 comporte un collecteur d’admission 11 du flux d’air et un rail de distribution 13 de gaz d’échappement recirculés.
Le rail de distribution 13 est intégré au collecteur d’admission IL
On entend par « intégré » au collecteur d’admission 11, le fait que le collecteur d’admission 11 et le rail de distribution 13 forment un ensemble solidarisé ou unitaire. Le terme «intégré » ne se limite pas ici à l’agencement du rail de distribution 13 à l’intérieur du collecteur d’admission IL On peut envisager que le rail de distribution 13 soit reçu à l’intérieur du collecteur d’admission 11 ou à l’inverse reçu dans une portion du collecteur d’admission 11 qui ne recouvre pas le rail de distribution 13 ou encore fixé sur une paroi du collecteur d’admission 11 par tout moyen approprié, que ce soit sur le dessus, le dessous ou sur un côté du collecteur d’admission IL
De plus, selon le mode de réalisation illustré, le rail de distribution 13 peut être intégré au collecteur d’admission 11 sans l’intermédiaire de moyens de découplage thermique.
Le collecteur d’admission 11, également dénommé collecteur de répartition ou encore répartiteur, est configuré pour distribuer le flux d’air d’alimentation ou de suralimentation dans la culasse 3 (voir figure 4). Le collecteur d’admission 11 est donc destiné à être traversé par le flux d’air d’alimentation ou de suralimentation.
Dans la description, il est fait référence à un collecteur d’admission 11 pour moteur à combustion interne. Bien entendu, l’invention s’applique à toute pièce de distribution de gaz.
-8Le collecteur d’admission 11 est destiné à être monté sur la culasse 3. Tout moyen de fixation approprié peut être utilisé. Les moyens de fixation qui permettent de fixer ensemble le collecteur d’admission 11 et la culasse 3 sont bien connus et ne seront pas décrits plus en détail dans la présente.
Selon le mode de réalisation décrit, le collecteur d’admission 11 permet une admission répartie, dans la culasse 3, du flux d’air. Toutefois, le collecteur d’admission 11 ne permet pas l’admission d’un mélange du flux d’air d’alimentation ou de suralimentation et du flux de gaz d’échappement recirculés. Autrement dit, le collecteur d’admission 11 ne reçoit pas le flux de gaz d’échappement recirculés et est dépourvu de chambre de mélange du flux d’air et du flux de gaz d’échappement recirculés. Un tel mélange est réalisé au niveau de la culasse 3 du moteur.
Le collecteur d’admission 11 comporte un nombre prédéfini de conduits d’alimentation 15 dédiés à chaque cylindre du moteur à combustion interne et permettant de répartir le flux d’air dans les différents cylindres (non représentés). Le collecteur d’admission 11 comporte donc autant de conduits d’alimentation 15 que le moteur à combustion interne associé a de cylindres (non représentés). Les conduits d’alimentation 15 du collecteur d’admission 11 sont agencés de façon à communiquer chacun avec un cylindre et sont par exemple destinés à se prolonger dans la culasse 3. Autrement dit, les conduits d’alimentation 15 du collecteur d’admission 11 sont destinés à être en communication fluidique avec des conduits d’air complémentaires 17 de la culasse 3. Ces conduits d’air complémentaires 17 débouchent chacun dans une chambre de combustion (non représentée sur les figures) d’un cylindre. Le collecteur d’admission 11 présente donc une partie avale, désignée par la référence Ii sur les figures 2 à 4, destinée à former interface avec la culasse 3, à l’assemblage du dispositif de distribution 5 sur la culasse 3 du moteur à combustion interne.
L’échangeur thermique 9, tel qu’un refroidisseur d’air de suralimentation (RAS), peut être agencé en amont du collecteur d’admission 11 selon le sens d’écoulement du flux d’air, et est donc traversé par le flux d’air avant le collecteur d’admission 11. Le collecteur d’admission 11 présente donc également dans cet exemple une partie amont formant interface avec l’échangeur thermique 9, désignée par la référence I2 sur la figure 4.
Selon l’exemple illustré sur les figures 1 à 3, le flux d’air, par exemple, de
-9suralimentation est donc introduit dans l’échangeur thermique 9 par le collecteur d’entrée 7, monté en amont de l’échangeur thermique 9, et évacué par le collecteur d’admission 11, monté en aval de l’échangeur thermique 9 et destiné à être relié à la culasse 3 du moteur à combustion interne.
Selon une alternative non représentée, l’échangeur thermique 9 peut avoir la particularité d’être intégré à la fonction du collecteur d’admission 11, dans ce cas l’échangeur thermique 9 serait alors fixé directement sur la culasse 3.
Par ailleurs, selon un mode de réalisation particulier, le collecteur d’admission 11 est réalisé en matière plastique. On peut citer à titre d’exemple de plastique non limitatif, du polyamide, et en particulier du polyamide renforcé par des fibres de verre notamment connu sous la dénomination PA66-GF50.
En outre, le collecteur d’admission 11 comporte un moyen de réception du rail de distribution 13.
Le moyen de réception peut comprendre un logement. Selon l’exemple illustré, le logement est réalisé par une cavité de réception 19 du rail de distribution 13 ménagée dans le collecteur d’admission 11 (voir figures 2 et 5).
Cette cavité de réception 19 est ménagée dans le collecteur d’admission 11, sur la partie avale Ij.
En particulier, la cavité de réception 19 s’étend dans le sens de la largeur du collecteur d’admission Π. Autrement dit, dans cet exemple, la cavité de réception 19 s’étend de manière sensiblement transversale par rapport à la direction générale d’écoulement du flux d’air sortant du collecteur d’admission 11, schématisée par la flèche F sur les figures 2 à 4.
Selon une alternative non illustrée, on peut envisager un moyen de réception qui ne soit pas ménagé à l’intérieur du collecteur d’admission 11. À titre d’exemple non limitatif, une paroi extérieure du collecteur d’admission 11 peut présenter des moyens de fixation du rail de distribution 13.
Dans la suite de la description, on se réfère à la cavité de réception 19 (figures 2 et 5). Bien entendu, l’invention ne se limite pas à une telle cavité de réception 19 pour assurer la fonction de réception du rail de distribution 13. La description suivante peut s’appliquer à d’autres réalisations du moyen de réception.
De préférence, la cavité de réception 19 et le rail de distribution 13 sont de
-10formes sensiblement complémentaires.
Avantageusement, la cavité de réception 19 est configurée pour maintenir ou bloquer le rail de distribution 13 dans le collecteur d’admission 11. En particulier, le maintien ou blocage du rail de distribution 13 est dans cet exemple réalisé par la complémentarité de forme entre la cavité de réception 19 et le rail de distribution 13.
Plus précisément, selon l’exemple illustré sur la figure 4, le collecteur d’admission 11 est configuré pour être fixé sur la culasse 3, de manière à bloquer le rail de distribution 13 contre la culasse 3. Le rail de distribution 13 est donc pris en sandwich entre le collecteur d’admission 11 et la culasse 3. On réalise ainsi un blocage, suivant les trois axes, du rail de distribution 13 dans le collecteur d’admission 11 et contre la culasse 3.
Ainsi, le rail de distribution 13 peut être monté mécaniquement dans le collecteur d’admission 11. En référence à la figure 2, on insère le rail de distribution 13 dans la cavité de réception 19 prévue à cet effet dans le collecteur d’admission 11. L’ensemble peut alors être rapporté et fixé sur la culasse 3 du moteur à combustion interne assurant le blocage ou la retenue du rail de distribution 13 entre le collecteur d’admission 11 et la culasse 3.
En outre, on peut prévoir que le dispositif de distribution 5 comporte un isolant thermique agencé entre le rail de distribution 13 et le moyen de réception du rail de distribution 13. Avantageusement, cette fonction d’isolation thermique ou de bouclier thermique est réalisée grâce à la présence d’une couche d’air ou lame d’air entre la paroi externe du rail de distribution 13 et la paroi interne de la cavité de réception 19. Cette lame d’air est par exemple de l’ordre du millimètre.
Enfin, le collecteur d’admission 11, et notamment le moyen de réception tel que la cavité de réception 19, peuvent être réalisés ou conformés de sorte qu’à l’assemblage du dispositif de distribution 5 sur la culasse 3, le rail de distribution 19 intégré ou monté sur le collecteur d’admission 11, soit sensiblement incliné vers le bas en référence à la disposition des éléments sur la figure 4. Une telle disposition permet de faciliter l’injection dans la culasse 3.
Le rail de distribution 13 peut quant à lui réalisé en matière métallique.
Comme dit précédemment, ce rail de distribution 13 est intégré au collecteur
-11cT admission 11. Qu’il soit intégré dans une cavité de réception 19 dans le collecteur d’admission 11 (voir figures 2 et 5), ou qu’il soit, selon une alternative non illustrée, portée par une paroi extérieure du collecteur d’admission 11, le rail de distribution 13 est agencé sur la partie avale Zy du collecteur d’admission 11 destinée à former interface avec la culasse 3 du moteur à combustion interne, comme cela est mieux visible sur la figure 4.
Dans l’exemple illustré, le rail de distribution 13 est positionné au-dessus des conduits d’alimentation 15, en référence à la disposition des éléments sur les figures 3 et 4.
De plus, le rail de distribution 13 s’étend sensiblement transversalement par rapport à la direction générale d’écoulement du flux d’air, schématisée par la flèche F sur les figures 2 à 4, en sortie du collecteur d’admission 11.
Le rail de distribution 13 peut s’étendre longitudinalement sur une grande partie de la largeur du collecteur d’admission 11.
Selon un mode de réalisation particulier, mieux visible sur les figures 3 et 4, le rail de distribution 13 est agencé de manière à déboucher à l’extérieur du collecteur d’admission 11. Ainsi, le flux de gaz d’échappement recirculés ne rentre pas en contact avec la matière plastique du collecteur d’admission 11. Ceci autorise la fabrication des conduits d’alimentation 15, non parcourus par le flux de gaz d’échappement recirculés, et plus généralement du collecteur d’admission 11, en un matériau, comme le plastique, moins résistant à la chaleur et donc moins coûteux à produire.
Plus précisément, selon le mode de réalisation illustré, le rail de distribution 13 présente une face de sortie 21 ouverte configurée pour déboucher sur la culasse 3, à l’assemblage du dispositif de distribution 5 sur la culasse 3 du moteur. La face de sortie 21 ouverte permet l’injection du flux de gaz d’échappement recirculés, dits EGR, non pas dans le flux d’air en amont de la culasse, mais directement dans la culasse 3 du moteur. L’écoulement du flux de gaz d’échappement recirculés est schématisé par les flèches F’ sur les figures 4 et 5.
Selon l’exemple illustré, la culasse 3 présente des conduits supplémentaires 22 communiquant avec la face de sortie 21 du rail de distribution 13 à l’assemblage du dispositif de distribution 5 sur la culasse 3. En outre, ces conduits supplémentaires 22 peuvent déboucher dans les conduits d’air 17 de la culasse 3 (voir figure 4), de manière
-12à permettre le mélange du flux d’air et du flux de gaz d’échappement recirculés. Chaque conduit d’air 17 est alors prévu pour un tel mélange.
Le rail de distribution 13 s’étend longitudinalement de manière à être vis-à-vis de l’ensemble des conduits supplémentaires 22 de la culasse 3. Le rail de distribution 13 s’étend ici sur une grande partie de la largeur du collecteur d’admission 11.
En fonctionnement, le flux de gaz d’échappement est réparti vers l’ensemble des cylindres du moteur à combustion interne (non représentés) grâce à l’ouverture de la face de sortie 21 sur toute la longueur L du rail de distribution 13 (voir figure 6).
Comme dit précédemment, le rail de distribution 13 une fois monté sur la culasse 3 comme représenté sur la figure 4, est incliné vers le bas en référence à la disposition des éléments sur la figure 4.
Par ailleurs, afin de permettre, l’introduction du flux de gaz d’échappement recirculés dans le rail de distribution 13, ce dernier comprend au moins un orifice d’introduction 23, ici un seul orifice d’introduction 23, du flux de gaz d’échappement recirculés. Cet orifice d’introduction 23 est destiné à être en communication fluidique avec un système d’alimentation en gaz d’échappement recirculés non représenté. Le flux de gaz d’échappement recirculés haute pression est avantageusement refroidi avant d’être introduit dans le rail de distribution 13.
En référence aux figures 6 à 9, le rail de distribution 13 peut présenter des bords sensiblement arrondis au niveau de ses extrémités latérales et de l’orifice d’introduction 23.
Le rail de distribution 13 comporte également au moins un conduit d’acheminement 25 du flux gaz d’échappement recirculés depuis l’orifice d’introduction 23 vers la face de sortie 21 du rail de distribution 13, comme cela est mieux visible sur la figure 7. Sur cette figure 7, l’écoulement du flux de gaz d’échappement est schématisé par les flèches F’.
Le rail de distribution 13 est conformé de manière à optimiser l’écoulement du flux de gaz d’échappement recirculés, réduisant le risque d’inflammation du plastique du collecteur d’admission 11, par les hydrocarbures.
De façon préférée, le rail de distribution 13 comporte au moins un déflecteur 27, 29 agencé dans le conduit d’acheminement 25 du flux gaz d’échappement recirculés, de manière à répartir le flux de gaz d’échappement recirculés sur toute la longueur L du rail
-13de distribution 13.
Dans l’exemple illustré, le conduit d’acheminement 25 est séparé en au moins un canal d’entrée 31 communiquant avec l’orifice d’introduction 23 et un canal de sortie 33 configuré pour déboucher sur la culasse 3 du moteur à combustion interne (non visible sur la figure 7).
Pour ce faire, le rail de distribution 13 comporte au moins une cloison 27 formant déflecteur agencée de manière à séparer le conduit d’acheminement 25.
La cloison 27 s’étend sensiblement transversalement par rapport à la direction d’écoulement du flux d’air en sortie du collecteur d’admission 11 (non visible sur la figure 7).
Il s’agit ici d’une cloison 27 sensiblement droite. Plus précisément, la cloison 27 présente une forme sensiblement rectangulaire et plane.
Dans cet exemple, la cloison 27 ne s’étend pas sur toute la longueur L du rail de distribution 13. Cette cloison 27 ne s’étend donc pas sur toute la largeur du collecteur d’admission 11. H en résulte que le canal d’entrée 31 s’étend sur une longueur inférieure à la longueur du canal de sortie 33, correspondant à la longueur L totale du rail de distribution 13.
Selon l’exemple illustré, la cloison 27 s’étend sur une longueur inférieure ou égale à la moitié de la longueur L du rail de distribution 13. Dans ce cas, le canal d’entrée 31 s’étend sur une longueur de l’ordre de ou inférieure à la moitié de la longueur L du canal de sortie 33.
Le canal d’entrée 31 et le canal de sortie 33 s’étendent sensiblement parallèlement. Les canaux d’entrée 31 et de sortie 33 s’étendent respectivement transversalement par rapport à la direction d’écoulement du flux d’air en sortie du collecteur d’admission 11 (non visible sur la figure 7).
En particulier, le rail de distribution 13 présente une première partie dans laquelle s’étendent le canal d’entrée 31 et le canal de sortie 33 en parallèle, et une deuxième partie amincie par rapport à la première partie dans laquelle s’étend uniquement le canal de sortie 33. Ceci procure au rail de distribution 13 une forme générale sensiblement rectangulaire amincie sur une partie.
Pour ce faire, selon l’exemple illustré, le rail de distribution 13 comprend une paroi de fond 34 présentant un premier tronçon 341, un deuxième tronçon 342 ainsi
-14qu’un tronçon intermédiaire 343 reliant les premier et deuxième tronçons 341 et 342.
Le premier tronçon 341 participe, avec la cloison 27, à la délimitation du canal d’entrée 31. Dans cet exemple, le premier tronçon 341 s’étend de façon sensiblement parallèle à la cloison 27. Le deuxième tronçon 342 délimite le canal de sortie 33 dans la deuxième partie du rail de distribution 13. Le deuxième tronçon 342 de la paroi de fond 34 s’étend dans le prolongement de la cloison 27, sans être accolée à la cloison 27. De plus, le tronçon intermédiaire 343 peut s’étendre sensiblement en biais par rapport aux premier et deuxième tronçons 341, 342. Lors de l’écoulement du flux de gaz d’échappement, la paroi de fond 34 guide une partie du flux de gaz d’échappement, ce qui contribue à la répartition du flux de gaz d’échappement sur toute la longueur L du rail de distribution 13.
Le rail de distribution 13 comprend de plus un passage 35 du canal d’entrée 31 vers le canal de sortie 33. Le passage 35 du canal d’entrée 31 vers le canal de sortie 33 est dans l’exemple agencé sensiblement au milieu du canal de sortie 33. Ce passage 35 est donc agencé entre la cloison 27 et la paroi de fond 34.
Avantageusement, le rail de distribution 13 comporte au moins un déflecteur 29 agencé dans ce passage 35, de manière à répartir le flux de gaz d’échappement en provenance de l’orifice d’introduction 23 sur toute la longueur L du canal de sortie 33.
Dans le passage 35, le rail de distribution 13 peut comprendre une ou plusieurs languettes 29, formant déflecteur. Dans l’exemple illustré sur les figures 7, 9 et 10, une languette 29, ici sensiblement incurvée, est agencée dans le passage 35 de manière à séparer en deux le flux de gaz d’échappement en provenance de l’orifice d’introduction 23. Cette languette 29 s’étend globalement de façon transversale par rapport à la cloison 27 séparant le canal d’entrée 31 et le canal de sortie 33. La languette 29 est par exemple ménagée sensiblement au milieu du passage 35.
Enfin, comme cela est mieux visible sur les figures 3 et 8 à 10, le dispositif de distribution 5 peut comporter un joint d’étanchéité 37 sur la partie avale Ii du collecteur d’admission 11 destinée à former interface avec la culasse 3 (non visible sur les figures 3 et 8 à 10). Le joint d’étanchéité 37 est agencé d’une part autour des conduits d’alimentation 15, et d’autre part entre la cavité de réception 19 et le rail de distribution
13. Dans l’exemple illustré, le joint d’étanchéité 37 est agencé en suivant le contour du
-15bas des orifices d’alimentation 15 et le contour du haut du rail de distribution 13, en référence à la disposition des éléments sur la figure 3.
Ainsi, le flux d’air, par exemple de suralimentation, lorsqu’il sort de l’échangeur thermique 9, poursuit sa course à travers le collecteur d’admission 11 puis dans la culasse 3 en aval du dispositif de distribution 5. Le flux de gaz d’échappement s’écoule à travers le rail de distribution 13 puis est distribué dans la culasse 3, avantageusement sans s’écouler à travers le collecteur d’admission 11. En aval du dispositif de distribution 5, plus précisément dans la culasse 3, le flux d’air par exemple de suralimentation se mélange avec le flux de gaz d’échappement EGR. Le mélange de gaz, parvient enfin aux cylindres du moteur à combustion interne.
Avec un dispositif de distribution 5 tel que décrit précédemment, le collecteur d’admission 11 peut être réalisé en matériau plastique et intégrer le rail de distribution 13 qui peut quant à lui être métallique afin de résister aux températures des gaz d’échappement.
En effet, l’agencement du rail de distribution 13 débouchant à l’extérieur du collecteur d’admission 11, permet la fabrication de ce dernier dans un matériau moins résistant à la chaleur et moins coûteux tel que du plastique, tout en réduisant le risque de brûler le plastique.
De plus, l’agencement du rail de distribution 13 dans une cavité de réception, 19 du collecteur d’admission 11, permet un gain en encombrement.
Enfin, le rail de distribution 13 ouvert sur sa face de sortie 21 en regard de la culasse 3, permet de disposer d’une face « froide » sur lequel les gaz d’échappement recirculés dits EGR chauds pourront être introduits, limitant le risque de dégradation thermique du collecteur d’admission 11 en plastique.
Claims (15)
- REVENDICATIONS1. Dispositif de distribution (5) d’un flux d’air et d’un flux de gaz d’échappement recirculés, ledit dispositif (5) étant configuré pour être rapporté sur la culasse (3) d’un moteur à combustion interne de véhicule automobile, ledit dispositif (5) comportant :un collecteur d’admission (11) configuré pour distribuer le flux d’air dans la culasse (3), et un rail de distribution (13) du flux de gaz d’échappement recirculés, caractérisé en ce que :le collecteur d’admission (11) est réalisé en matière plastique, et en ce que le rail de distribution (13) est réalisé en matière métallique et est intégré au collecteur d’admission (11).
- 2. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le collecteur d’admission (11) comporte un moyen de réception du rail de distribution (13).
- 3. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le moyen de réception comprend une cavité de réception (19) du rail de distribution (13) ménagée dans le collecteur d’admission (11).
- 4. Dispositif selon l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel le moyen de réception est configuré pour maintenir le rail de distribution (13) dans le collecteur d’admission (11).
- 5. Dispositif selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel le moyen de réception et le rail de distribution (13) sont de formes sensiblement complémentaires.
- 6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel le collecteur d’admission (11) est configuré pour être fixé sur la culasse (3), de manière à maintenir le rail de distribution (13) en sandwich entre le collecteur d’admission (11) et la culasse (3).
- 7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, comprenant un isolant thermique agencé entre le rail de distribution (13) et le moyen de réception du rail de distribution (13).
- 8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rail de distribution (13) s’étend sensiblement transversalement par rapport à la direction d’écoulement (F) du flux d’air en sortie du collecteur d’admission (11).
- 9. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rail de distribution (13) est agencé de manière à déboucher à l’extérieur du collecteur d’admission (11).
- 10. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le rail de distribution (13) présente une face de sortie (21) ouverte configurée pour faire interface avec la culasse (3).
- 11. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le rail de distribution (13) comporte un orifice d’introduction (23) du flux de gaz d’échappement recirculés et au moins un conduit d’acheminement (25) du flux de gaz d’échappement recirculés depuis l’orifice d’introduction (23) vers la face de sortie (21) du rail de distribution (13).
- 12. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le rail de distribution (13) comporte au moins un déflecteur (27, 29) agencé dans ledit au moins un conduit d’acheminement (25) du flux gaz d’échappement recirculés, de manière à répartir le flux de gaz d’échappement recirculés sur toute la longueur (L) du rail de distribution (13).
- 13. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le rail de distribution (13) comporte au moins une cloison (27) formant déflecteur, agencée de manière à séparer le conduit d’acheminement (25) en au moins un canal d’entrée (31) communiquant avec l’orifice d’introduction (23) et un canal de sortie (33) configuré pour déboucher sur la culasse (3) dudit moteur.
- 14. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le rail de distribution (13) comprend un passage (35) du canal d’entrée (31) vers le canal de sortie (33) et au moins un déflecteur (29) agencé dans ce passage (35), de manière à répartir le flux de gaz d’échappement en provenance de l’orifice d’introduction (23) sur toute la longueur du canal de sortie (33).
- 15. Module d’admission d’air (1) pour moteur à combustion interne configuré pour être-18fixé à la culasse (3) du moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif de distribution (5) d’un flux d’air et d’un flux de gaz d’échappement recirculés selon l’une quelconque des revendications précédentes.1/4F3/4L4/4
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