FR3028566A1 - Collecteur d'admission, ensemble comprenant ledit collecteur d'admission et systeme de refroidissement comprenant ledit ensemble adapte pour un actionneur au sein d'un vehicule automobile - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un collecteur d'admission (5) apte à être assujetti à une culasse (6) d'un moteur à combustion caractérisé en ce que ledit collecteur d'admission (5) comporte au moins un conduit dit conduit de refroidissement pour un circuit de refroidissement (3) d'un actionneur (1), ledit conduit étant apte à connecter ledit actionneur (1) à un système de refroidissement dudit moteur à combustion

Description

1 COLLECTEUR D'ADMISSION, ENSEMBLE COMPRENANT LEDIT COLLECTEUR D'ADMISSION ET SYSTEME DE REFROIDISSEMENT COMPRENANT LEDIT ENSEMBLE ADAPTE POUR UN ACTIONNEUR AU SEIN D'UN VEHICULE AUTOMOBILE Domaine de l'invention La présente invention concerne le refroidissement d'un actionneur destiné à un véhicule automobile. Plus précisément, l'invention concerne un collecteur d'admission, un ensemble comprenant ledit collecteur d'admission et un système de refroidissement comprenant ledit ensemble pour un actionneur de recirculation des gaz d'échappement. Etat de la technique De nos jours, les moteurs à combustion des véhicules automobiles sont pourvus d'un système permettant la recirculation des gaz d'échappement. Dans l'industrie automobile, un tel système est connu sous le nom de système EGR (pour Exhausted Gaz Recirculation en anglais). Le système EGR consiste à rediriger une partie des gaz d'échappement des moteurs à combustion vers un collecteur d'admission. Un tel collecteur d'admission est aussi identifié, dans l'industrie automobile, à l'aide de l'abréviation AIM (pour Air Intake Manifold en anglais). Le but principal d'un système EGR consiste à réduire les émissions d'oxyde d'azote. Ainsi, la quantité des gaz recirculés est adaptée à chaque moteur à combustion et à chaque point de fonctionnement dudit moteur à combustion afin de respecter l'équilibre entre les émissions d'oxyde d'azote et de particules. Au regard des normes de pollution de plus en plus sévères, un réglage précis du système EGR est primordial pour assurer un fonctionnement optimal du moteur à combustion.

3028566 2 Selon l'état de l'art, un système EGR comprend un actionneur EGR et de moyens de commande permettant de régler les mouvements de la vanne. Les moyens de commande comprennent différents éléments électroniques et un moteur.

5 L'actionneur EGR est connecté à un système de refroidissement afin de réduire la température dudit actionneur EGR et garantir ainsi un fonctionnement correct de l'actionneur EGR.

10 Selon l'état de l'art, il est connu de connecter l'actionneur EGR au système de refroidissement du moteur à combustion du véhicule automobile. Le système de refroidissement est connecté à l'actionneur EGR à l'aide d'un premier tuyau permettant de conduire un fluide réfrigérant, tel que de l'eau glycolée, en direction de l'actionneur EGR et d'un deuxième tuyau permettant de conduire ledit fluide 15 réfrigérant à l'extérieur. Ainsi, le système de refroidissement du moteur à combustion peut refroidir l'actionneur EGR. Selon l'état de l'art, les circuits permettant de connecter un actionneur EGR à un système de refroidissement d'un moteur à combustion sont des circuits externes 20 comprenant des tuyaux réalisés en DuritTM. De tels circuits externes nécessitent une quantité importante de pièces onéreuses, soumises aux contraintes relatives à la proximité du moteur à combustion en fonctionnement. Les circuits externes sont donc notamment exposés aux vibrations induites par le fonctionnement du moteur.

25 Il s'avère donc nécessaire de réduire les contraintes subies par le circuit externe d'un système de refroidissement d'un actionneur EGR. Objet de l'invention 30 L'objet de la présente invention vise à améliorer le refroidissement d'un actionneur d'un véhicule automobile en limitant les coûts de fabrication et le volume nécessaire au circuit externe de refroidissement.

3028566 3 A cet effet, la présente invention concerne un collecteur d'admission apte à être assujetti à une culasse d'un moteur à combustion caractérisé en ce que ledit collecteur d'admission comporte au moins un conduit, dit conduit de 5 refroidissement, pour un circuit de refroidissement d'un actionneur, ledit conduit étant apte à connecter ledit actionneur à un système de refroidissement dudit moteur à combustion. Selon un mode de réalisation de l'invention, le au moins un conduit de 10 refroidissement est disposé à l'intérieur d'au moins une paroi dudit collecteur d'admission. Selon un mode de réalisation de l'invention, le collecteur d'admission est une boite collectrice de sortie d'un échangeur de chaleur assujetti à ladite culasse et dans 15 lequel ladite boite collectrice de sortie est munie dudit au moins un conduit de refroidissement. Selon un deuxième aspect de l'invention, l'invention concerne un ensemble de refroidissement comprenant un actionneur, une culasse d'un moteur à combustion 20 interne et un collecteur d'admission tel que précédemment décrit. Selon un mode de réalisation de l'invention, ledit actionneur est une vanne de recirculation des gaz d'échappement (EGR).

25 Selon un troisième aspect de l'invention, l'invention concerne un système de refroidissement comportant un ensemble selon un deuxième aspect de l'invention. Brève description des dessins 30 Les but, objet et caractéristique de la présente invention ainsi que ses avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-dessous, des modes de 3028566 4 réalisation préférés d'un circuit de refroidissement d'un actionneur, ici une vanne EGR, selon l'invention, faite en référence aux dessins dans lesquels : la figure 1 montre une première vue de l'ensemble comprenant un 5 collecteur d'admission, selon un mode réalisation de l'invention, et un actionneur, la figure 2 représente une deuxième vue de l'ensemble, selon la figure 1, la figure 3 montre un premier exemple de connexion entre les 10 composants de l'ensemble selon la présente invention, et la figure 4 représente un deuxième exemple de connexion entre les composants de l'ensemble selon la présente invention. La figure 1 représente un système de refroidissement 10 comprenant un actionneur 15 1, un collecteur d'admission 5 pourvu d'au moins une paroi et une culasse 6 d'un moteur à combustion (non montré). Dans l'exemple illustré sur la figure 1, l'actionneur 1 est une vanne pour des gaz d'échappement recirculés également désignée par vanne EGR 1 (pour Exhaust Gas 20 Recirculation en anglais) dans la présente description. Toutefois, la présente invention ne se limite pas à l'utilisation d'une vanne EGR mais à tout type d'actionneur apte à être disposé ou assujetti à une culasse d'un moteur et, en particulier, au niveau d'un collecteur d'admission de cette dernière. A titre 25 d'exemple, l'invention s'applique aussi à des actionneurs de type papillon d'accélération, aussi connus sous leur dénomination anglaise « throttle-body » ou à des actionneurs de type vanne doseuse. La vanne EGR 1 comprend un organe de réglage (non montré), protégé par un 30 chapeau 2, et des éléments de contrôle permettant de contrôler les mouvements dudit organe de réglage. La vanne EGR 1, telle qu'illustrée sur la figure 1, est fixée au moins en partie sur le collecteur d'admission 5. Plus précisément, au sein du présent 3028566 5 mode de réalisation, une partie de la vanne EGR 1, en l'occurrence l'organe de réglage, est disposée à l'intérieur du collecteur d'admission 5. La vanne EGR 1 est connectée à un circuit de refroidissement 3 qui permet d'éviter 5 une augmentation relativement importante de la température de ladite vanne EGR 1, afin de garantir le bon fonctionnement de cette dernière. Le collecteur d'admission 5 est, quant à lui, fixé sur la culasse 6 du moteur à combustion. La culasse 6 obture le haut d'un cylindre afin de constituer des 10 chambres de combustion du moteur. La culasse 6 est soumise à de fortes contraintes mécaniques, chimiques et thermiques. Pour cette raison, la culasse 6 est refroidie à l'aide d'un système de refroidissement du moteur à combustion comprenant de larges chambres de refroidissement dans lesquelles circule un fluide de refroidissement tel que de l'eau glycolée. En particulier, le fluide de refroidissement 15 peut provenir d'un circuit dit « de haute température » ou circuit HT du véhicule automobile. Les chambres de refroidissement entourent les chambres de combustion et les conduits d'échappement. Ainsi, la vanne EGR 1 est intégrée dans le collecteur d'admission 5 et est située à 20 proximité de la culasse 6. Selon l'invention, le collecteur d'admission 5 comporte au moins un conduit de refroidissement du circuit de refroidissement 3 de l'actionneur, c'est-à-dire de la vanne EGR 1. Selon un mode de réalisation de l'invention, ledit conduit de 25 refroidissement est apte à connecter la vanne EGR 1 à un système de refroidissement dudit moteur à combustion. Comme illustré sur la figure 1, le collecteur d'admission 5 comporte une pluralité de conduits de refroidissement 8 du circuit de refroidissement 3 de la vanne EGR 1 au 30 sein desquels circule un fluide réfrigérant. Dans le présent exemple, le fluide réfrigérant est de l'eau glycolée. Les conduits de refroidissement sont disposés à l'intérieur d'au moins une paroi du collecteur d'amission 5. De plus, ces derniers 3028566 6 sont reliés au système de refroidissement du moteur de la culasse 6. Ainsi, le circuit de refroidissement 3, utilisé pour protéger la vanne EGR 1, est relié au système de refroidissement de la culasse 6 via le collecteur d'admission 5.

5 Selon un mode de réalisation non illustré, le collecteur d'admission 5 comprend une boite collectrice de sortie d'un échangeur de chaleur. Dans un tel mode de réalisation, la boite collectrice de sortie peut être munie de conduits de refroidissement. Les conduits de refroidissement peuvent également 10 être disposés au sein d'au moins une paroi de ladite boite collectrice de sortie. L'échangeur de chaleur comporte un faisceau d'échange de chaleur réalisé, par exemple, par un assemblage de plaques et de turbulateurs. Un fluide réfrigérant tel que de l'eau glycolée, par exemple, circule au sein dudit échangeur de chaleur.

15 Le mode de réalisation décrit en référence à la figure 1 présente plusieurs avantages. Un premier avantage consiste à utiliser un piquage sur le circuit HT permettant de relier la vanne EGR 1 au système de refroidissement de la culasse 6. Ainsi, l'ajout d'un circuit externe additionnel pour conduire le fluide de 20 refroidissement en direction de la vanne EGR 1 n'est pas nécessaire. En outre, une vanne EGR, telle que connue dans l'art antérieur, comprend un noyau d'eau. Ainsi, l'utilisation d'une telle vanne EGR en liaison avec le collecteur d'admission selon l'invention et telle que montrée sur la figure 1, nécessite des 25 modifications relativement limitées afin d'intégrer aisément ladite vanne EGR au sein du système selon l'invention. Le collecteur d'admission 5 est, généralement, réalisé en aluminium ou dans une matière plastique. Ainsi, l'ajout d'une fonctionnalité, sous la forme d'un conduit de 30 refroidissement permettant une connexion entre la vanne EGR 1 et le système de refroidissement de la culasse 6, peut être réalisé sans impacter, de manière conséquente, les coûts de production du collecteur d'admission 5. De plus, les 3028566 7 modifications nécessaires pour adapter une culasse telle que connue dans l'art antérieur et permettre son utilisation en liaison avec le collecteur d'admission 5 illustré sur la figure 1 sont relativement limitées.

5 En d'autres termes, le collecteur d'admission 5 selon l'invention peut être utilisé sans engendrer de conséquence néfaste sur la production ou sur le fonctionnement des éléments actuellement utilisés au sein d'un moteur d'un véhicule automobile. La figure 2 représente le collecteur d'admission 5 selon la figure 1, et selon un angle 10 de vue différent. L'entrée 31 et la sortie 32 du circuit de refroidissement 3 de la vanne EGR 1 permettent de connecter le système de refroidissement de la culasse 6, disposé l'intérieur de cette dernière, au circuit de refroidissement de la vanne EGR 1.

15 Pour un fonctionnement optimal du système selon l'invention, plusieurs options peuvent être retenues afin de connecter les différents éléments, tels que le circuit de refroidissement 3, la valve EGR 1, le collecteur d'admission 5, le système de refroidissement, les conduits de refroidissements 8 et la culasse 6, les uns aux autres. L'une de ces options consiste à ajouter des orifices destinés au passage de du 20 fluide de refroidissement. Ces orifices peuvent par exemple, être munis d'un joint disposant d'une lèvre supplémentaire. Cette option est particulièrement intéressante dans le cas où ledit joint est composé d'un matériau métallique. La figure 3 illustre une solution alternative selon laquelle la connexion, permettant 25 de garantir l'étanchéité entre les différents éléments, est obtenue à l'aide d'un élément mâle 40, d'un élément femelle 41 et de joints 42 permettant de compenser les tolérances d'usinage. La figure 4 représente une solution alternative selon laquelle les connexions entre 30 les différents éléments sont obtenues à l'aide d'une pièce supplémentaire 50. Cette solution permet de faciliter l'usinage des interfaces entre les différents éléments et de réduire les coûts correspondants.