Brevet FR2464168A1 — publié le 19810306

1. - 4 6 L'invention est relative à un dispositif d'entraînement de véhicule constitué d'au moins un moteur à combustion interne et d'un frein hydrodynamique (retardateur), et d'un refroidisseur pour refroidir au moins lthuile du retar- dateur. Il est connu de récupérer dans un disposi- tif de refroidissement la chaleur dégagée lors du fonctionnement en freingage d'un moteur à combustion interne muni d'un frein hydrodynamique (retardateur). Des -recherches concernant diffé- rents systèmes de récupération ont toutefois montré que pendant le fonctionnement sur retardateur, les chambres de combustion du moteur à combustion interne se refroidissent. Il a en outre été constaté que l'on ne peut obtenir de puissances de refroidissement suffisantes du retardateur que lorsque le dispositif de refroidissement de l'huile du retardateur est prévu d'une grandeur disproportionnée. Les possibilités nécessaires pour une telle installation n'exis- tent alors pas toujours dans le cas de véhicules automobiles. En conséquencele but de la présente invention est de créer un entrainement de véhicule du type initialement mentionné, tel que l'huile du retardateur puisse 4tre refroidie de façon satisfaisante sans que toutefois un encombrement très important soit nécessaire pour le dispositif de refroidissement de l'huile du retardateur. A cet effet l'invention concerne un dispositif d'entrainement de véhicule caractérisé en ce qu'au moins une partie de la chaleur de l'huile du retardateur est rétrocédée dans un dispositif de refroidissement auquel l'air aspiré par le moteur à combustion interne est amené comme fluide. de refroidissement. L'avantage de cette solution réside en ce que la quantité de chaleurqui dans les dispositifs de refroidissement de l'huile du retardateur d'encombrement classiques connus jusqu'à ce jour ne pouvait être évacuée que de façon insuffisante, peut être évacuée dans un autre dispo- sitif de refroidissement qui est disposé dans le courant de l'air aspiré. Ainsi l'air aspiré est simultanément réchauffé si bien qu'un refroidissement des chambres de combustion du moteur à combustion interne est empoché. Selon la puissance maximale du retardateur et la température maximale admissible pour l'huile, la puissance de ce dispositif de refroidissement 2.- peut atteindre 20 % à 30 % de la puissance du retardateur. Ainsi la température de lVair aspiré peut être élevée jusqu'à environ 900 C. Comme c'est seulement en fonctionnement de freinage que de la chaleur arrive dans le dispositif de refroidissement de l'huile du retardateur et doit être avacuée, il est judicieux au cours du fonctionnement en marche normale de ne pas canaliser l'air aspiré à travers le dispositif de refroidissement. A cet effet il est proposé de prévoir dans la canalisation d'aspiration d'air du moteur à combustion interne un by-pass, dam lequel est placé le dispositif de refroidissement, et en outre de disposer dans la canalisation d'aspiration d'air un élément de commande au niveau de la dérivation vers le by-pass. Comme élément de commande il peut 8tre prévu un clapet qui ferme au choix le by-pass ou bien la canalisation d'air aspiré derrière la dérivation vers le by-pass dans le sens d'écoulement. Cette disposition simple garantit une alimentation suffisante en air aspiré-dans la partie de guidage d'air aspiré respectivement ouverte, comme également la possibilité d'une ouverture et d'une fermeture continue du clapet. Celuici est dans ce cas avantageusement commandé en fonction de la température de l'huile du retardateur. En outre il est également possible de prévoir une commande simple à deux points (enclenchement, déclenchement) de même sens que l'enclenchement et le déclenchement du frein hydrodynamique. Si.comme celà est proposé en outrejle dispositif de refroidissement du retardateur est prévu pour refroidir simultanément au moins une partie de l'huile de la botte de vitesses et/ou du moteur, alors dans ce cas l'air aspiré peut être échauffé même pendant la marche partielle car il y a alors toujours de la chaleur à évacuer à partir de l'huile. Grâce à ces dispositions, on obtient de meilleures valeurs d'émission des gaz dtéchappement, un abaissement de la puissance dissipée par frottement et donc également une meilleure utilisation spécifique du carburant. Comme dans le cas d'une charge moteur élevéeil n'est pas souhaitable que l'air aspiré soit alimenté chaud, l'élément de commande dans une disposition de ce type est commandé en supplément en fonction de la charge du moteur. Comme mesure pour le niveau de la charge du moteur - 2 4 6 4 16 8 3.- on peut utiliser la température des gaz d'échappement tout comme, dans le cas de moteurs à combustion interne équipés de pompes d'injection, la course de la tringle de réglage. Dans le cas de moteurs à combustion interne'avec des ventilateurs de refroidissement régulés hydrauliquement, l'élément de commande peut également être commandé en fonction de la régulation du ventilateur de refroidissement. Cette commande supplémentaire n'est cependant nécessaire que lorsque le dispositif de refroi- dissement est prévu comme dispositif de refroidissement d'au moins deux fluides, c'est-à-dire que le circuit d'huile moteur est séparé du circuit d'huile du retardateur. Si dans le dispositif de refroidissement on ne refroidit que l'huile du retardateur et de la botte de vitesses et que ces fluides sont rassemblés dans un circuit unique, la régulation de charge de l'élément de commande n'est alors pas nécessaire. Il suffit alors de commander l'élément de commande en fonction de la température de l'huile. L'invention va être expliquée plus en détail en se référant à un exemple préféré de réalisation représenté sur les dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est une esquisse schématique de la canalisation d'air aspiré dans le cas d'un moteur à combustion interne refroidi à l'air, - les figures 2 et 4 représentent des formes de réalisations préférées de dispositifs de refroidissement. Sur la figure 1 est représenté schémati- quement un moteur à combustion interne 1 refroidi à l'air avec son système d'aspiration 2 ainsi qu'un échangeur de chaleur 3 pour l'huile du retardateur d'un frein hydrodynamique non représenté ici. Bien que le moteur à combustion interne 1 dans cet exemple soit réalisé soit sous fomre d'un moteur à combustion interne refroidi à l'air, la disposition conforme à l'invention de l'échangeur de chaleur 3 dans le système d'aspiration 2 peut sAns autres difficultés être utilisée sur un moteur à combustion interne refroidi à l'eau. Le système d'aspiration d'air 2 est constitué d'une canalisation d'air 5 à l'extrémité antérieure, tournée vers l'environnement, de laquelle est disposé un filtre à air 4. Derrière ce filtre à air 4 un by-pass 5.1 est dérivé de la canalisation d'air 5, by-pass dans lequel est disposé 2464 1 68 4.- ltéchangeur de chaleur 3. Derrière l'échangeur de chaleur 3, dans le sens de l'écoulement, le by-pass 5.1 se réunità nouveau a la canalisation d'air 5. La dérivation vers le by-pass est commandée par un élément de commande 6 revêtant la forme d'un clapet. Cet élément de commande 6 est constitué de façon telle que lorsqu'on atteint l'une des deux positions terminales de l'élément de commande l'air aspiré passe par l'échangeur de chaleur 3 et lorsqu'on atteint l'autre position terminale, cet air est détourné par la canalisation d'air 5 en évitant l'échangeur de chaleur 3. L'échangeur de chaleur 3 est avantageuse- ment disposé dans le by-pass 5.1 de façon que l'air aspiré agissant comme fluide de refroidissement s'écoule perpendicu- lairement à la direction d'écoulement du fluide à refroidir c'est-à-dire ici l'huile du retardateur, cette huile étant amenée par la canalisation 7 et évacuée par la canalisation 8. L'échangeur de chaleur 3 est réalisé dans le cas le plus simple sous la forme d'un dispositif de refroidissement à un fluide (figure 2), c4st-àdire qu'il n'est prévu qu'un fluide à refroidir, dans ce cas l'huile du retardateur. Comme l'huile du retardateur n'est échauffée que dans le fonctionnement en freinage du moteur à combustion interne, ce n'est que dans ce cas qu'il est alors nécessaire que l'élément de commande 6 canalise l'air aspiré par l'échangeur de chaleur 3. Ainsi l'air aspiré est échauffé lors du fonction- nement en freinage, ce qui empêche les chambres de combustion du moteur à combustion interne de se refroidir. Il a été trouvé que de cette façon l'air aspiré peut être échauffé à environ 900 C. L'élément de commande 6 est en conséquence commandé de préférence en fonction de la température de l'huile du retar- dateur par l'intermédiaire d'installations de commande connues en soi. A la place de l'échangeur de chaleur 3 à un fluide selon la figure 1, on peut également disposer dans le by-pass 5.1 un échangeur de chaleur à deux fluides 3.1 représenté sur la figure 3. Avec l'échangeur de chaleur 3.1 il est alors possible de refroidir deux fluides amenés et évacués séparément. Cela peut être par exemple à c8té de l'huile du retardateur, l'huile de la botte de vitesses ou bien l'huile de lubrification du moteur à combustion interne. Dans ces casou même dans le 2'464168 5.- fonctionnement en marche normale un fluide à refroidir parcourt l'échangeur de chaleur 3.1, il est judicieux de faire passer l'air aspiré à travers l'échangeur de chaleur 3.1 même pendant la marche en charge partielle du moteur à combustion interne. Comme toutefois cet air ne doit pas passer par l'échangeur de chaleur 3.1 pendant le fonctionnement en pleinecharge, l'élément de commande 6 doit alors 9tre commandé en supplément en fonction de la charge existante du moteur à combustion interne. Comme grandeur de commande à cet effetgla-température des gaz d'échap- pement du moteur à combustion internes ou bien,lorsqu'il existe une pompe d'injection>la course de la tringle de réglagepeut convenir. L'échangeur de chaleur 3.1 peut également en ce qui concerne l'autre fluide à refroidir simultanément puiser dans le circuit de lubrification du moteur à combustion interne. Dans ce cas il est bien entendu prévu encore un autre échangeur de chaleur pour l'huile de lubrification, qui prend en charge son refroidissement en cas de pleine charge du moteur à combustion interne. La figure 4 montre un exemple de réalisa- tion de l'échangeur de chaleur 3.1 à deux fluides avec une construction du type en lamelles. Les deux fluides à refroidir passent alors paroi contre paroi dans les canaux 9, 10 tandis que l'air aspiré passe dans les canaux 11 limitrophes des canaux 9 et 10. Cette réalisation présente l'avantage que, comme en fonctionnement sur retardateur seule l'huile du retar- dateur est échauffée, il peut être fait appel pour le refroidis- sement de l'huile du retardateur à l'autre huile ne s'échauffant pas dans le fonctionnement en freinage. 6.- REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'entraînement de véhicule constitué.d'au moins un moteur à combustion interne et d'un frein hydrodynamique (retardateur), et d'un refroidisseur pour refroidir au moins l'huile du retardateur, dispositif d'entral- nement de véhicule caractérisé en ce qu'au moins une partie de la chaleur de l'huile du retardateur est rétrocédée dans un dispositif de refroidissement (3, 3.1) auquel l'air aspiré par le moteur à combustion interne (1) est amené comme fluide de refroidissement. 2.- Entra nement de véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la canalisation d'aspiration d'air (5) du moteur à combustion interne (1) il est prévu un by-pass (5.1) dans lequel est placé le dispositif de refroidissement, un élément de commande (6) étant en outre disposé dans la canalisation de l'aspiration d'air (5) au niveau de la dérivation vers le by-pass (5.1). 3.- Entrainement de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément de commande (6) est constitué d'un clapet qui ferme au choix le by-pass (5.1) ou bien la canalisation d'aspiration d'air (5) derrière la dérivation vers le by-pass dans le sens de l'écoulement. 4.- Entrainement de véhicule selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'élément de commande (6) est susceptible d'être commandé en fonction de la température de l'huile du retardateur. 5.- Entra nement de véhicule selon la revendication 2 ou la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de commande (6) est susceptible d'être actionné en même temps que le bnctionnement en freinage. 6.- Entrainement de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans le cas o il est prévu en supplément une botte de vitesses, dispositif caracté- risé en ce que le dispositif refroidisseur (3, 3.1) est prévu pour refroidir simultanément l'huile de la botte de vitesses et/ou du moteur, et que dans ce cas l'élément de commande (6) est susceptible d'être commandé en supplément en fonction de la charge du moteur à combustion interne. 2 464 168 7.- 7.- Entraînement de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement (3.1) est prévu comme un dispositif de refroidissement à deux fluides, le fluide de refroidissement circulant perpendiculairement au fluide à refroidir et les fluides à refroidir circulant à contre-courant les uns des autres.