Brevet FR2487014A1 — publié le 19820122

La présente invention concerne un système d'allumage pour des moteurs à combustion interne, plus particulièrement pour des moteurs à carburateurs de véhicules automobiles, du type comportant un transformateur dont l'enroulement primaire est commandé par un vibreur alimenté à partir d'une source de tension continue ou d'une source de tension alternative redressée, et dont l'enroulement secondaire est pourvu d'un enroulement auxiliaire dont le circuit peut être court-circuité ou ouvert à l'aide d'un interrupteur mécanique, électromécanique ou électronique. Un tel système d'allumage est décrit dans la demande de brevet No. 80 03831 du 21 février 1980. Dans le système d'allumage qui est décrit dans cette demande de brevet, un enroulement secondaire est associé à chaque bougie du moteur à combustion interne. Les enroulements secondaires peuvent être attaqués par un transformateur ne comportant qu'un seul enroulement primaire, mais on peut également associer à chaque bougie un transformateur discret à enroulements primaire et secondaire. Sur les enroulements secondaires des transformateurs sont prévus des enroulements auxiliaires dont les circuits peuvent être court-circuités ou ouverts à l'aide d'un interrupteur ou commutateur mécanique, électromécanique ou électronique.Le court-circuit de l'enroulement auxiliaire, obtenu à l'aide des interrupteurs, a pour conséquence la disparition de la tension aux bornes de l'enroulement secondaire ou l'abaissement de l'intensité à un niveau qui ne permet plus l'obtention des étincelles sur les bougies. Par contre, si les interrupteurs ou commutateurs sont ouverts, la tension nécessaire s'établit au niveau des électrodes des bougies, et permet la formation des étincelles. L'interrupteur peut, par exemple, être constitué par une impédance variable de valeurs contrôlées élevées ou faibles, suivant que l'on souhaite ou non la formation des étincelles et, par voie de conséquence, l'allumage. Suivant une variante, les interrupteurs sont constitués par des résistances variables ou par des potentiomètres. Etant donné que dans le système d'allumage décrit dans la demande de brevet sus-mentionnée un enroulement secondaire avec enroulement auxiliaire susceptible d'être court-circuité est prévu pour chaque bougie, le dispositif d'allumage est relativement onéreux. La présente invention a pour objet de perfectionner le dispositif d'allumage connu en en abaissant le prix de revient. A cet effet, la présente invention prévoit de mettre en oeuvre, dans un système d'allumage du type rappelé ci-dessus, un transformateur à enroulement secondaire unique qui est relié avec les bougies par l'intermédiaire d'un interrupteur ou commutateur mécanique ou électronique monté en série avec chaque bougie. Avantageusement, ces interrupteurs sont constitués par des relais à lames. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté aux dessins annexés une forme de réalisation de l'objet de 1' invention. '7 La figure 1 représente un système d'allumage à n bougies. La figure 2 est un schéma explicatif du mode de fonctionnement du système d'allumage conforme à -l'invention, appliqué à un moteur à combustion interne à deux bougies. Dans la figure 1, on a représenté l'enroulement secondaire S d'un transformateur. L'enroulement secondaire S est pourvu d'un enroulement auxiliaire S' dont le circuit peut être courtcircuits ou ouvert à l'aide d'un interrupteur mécanique I ou à l'aide de l'interrupteur électromécanique ou électronique p. Ainsi que cela a déjà été mentionné ci-dessus, si l'on courtcircuite l'enroulement auxiliaire au moyen des interrupteurs I ou pi la tension disparait au niveau du secondaire de l'enroulement S ot l'intensité est abaissée au point qu'aucune étincelle ne peut se former entre les électrodes des bougies.L'enroulement secondaire S est relié aux bougies Z1 à Zn par l'intermédiaire des interrupteurs C1 à c n A l'aide de la figure-2 on explicitera le mode de fonctionnement du système d'allumage conforme à l'invention, dans le cadre d'un moteur à combustion interne à deux bougies Z1 et Z2 Le niveau supérieur des courbes correspond à l'état du système lorsque les interrupteurs ou commutateurs sont fermés, alors que le niveau inférieur de ces courbes correspond à l'état du système dans lequel ces interrupteurs ou commutateurs sont ouverts. Ainsi que cela ressort de la figure 2, l'interrupteur I ou p atierméet les interrupteurs C1 et C2 sont ouverts au début du cycle.Etant donné que l'interrupteur I ou p est fermé, aucune tension n'apparaît à l'enroulement secondaire S. On ferme alors d'abord l'interrupteur C1 et, en ouvrant ensuite l'interrupteur I ou p, on obtient la tension nécessaire pour qu'un allumage ait lieu au niveau de la bougie 1. L'étincelle qui est formée au niveau de la bougie Z1 dure tant que l'interrupteur I ou p est ouvert. Après fermeture de cet interrupteur, l'étincelle disparaît au niveau de la bougie d'allumage Z1 et ensuite on ouvre l'interrupteur C1. Puis on ferme l'interrupteur C2 et on procède ensuite à l'ouverture des interrupteurs I ou p en sorte que la bougie Z2 reçoit la tension d'allumage nécessaire, tension qui est maintenue jusqu'à ce que l'interrupteur I ou p soit à nouveau fermé. Après disparition de la tension au niveau du secondaire S, l'interrupteur C2 est à nouveau ouvert, en sorte qu'un nouveau cycle peut redémarrer. Etant donné que le début et la fin de l'opéra- tion d'allumage ne sont déterminés que par les interrupteurs I ou p, et que les interrupteurs ou commutateurs C1 à Cn sont toujours commandés avant ou après, il n'est pas nécessaire de mettre en oeuvre les interrupteurs ou commutateurs mécaniques ou électroniques qui sont des composants onéreux. il en résulte que le système d'allumage conforme à l'invention est d'un prix de revient notablement bas, car on n'utilise qu'une seule bobine haute tension et des interrupteurs ou commutateurs qui n'ont pas à résister à des tensions élevées. Par exemple, les commutateurs ou interrupteurs C1 à Cn peuvent être constitués par des relais à lames. Le système conforme à l'invention est non seulement utilisable pour la commande des étincelles aux bornes des électrodes de bougies, mais il peut également être utilisé pour-commander des électrovannes pour l'injection de carburant ou pour le réglage de l'air. REVENDICATIONS 1. Système d'allumage pour des machines à combustion interne, plus particulièrement des moteurs à carburateurs pour des véhicules automobiles, du type comprenant un transformateur dont l'enroulement primaire est commandé par un vibreur alimenté par une source de tension continue ou par une source de tension alternative redressée, et dont l'enroulement secondaire est pourvu d'un enroulement auxiliaire dont le circuit peut être courtcircuité ou être ouvert au moyen d'interrupteurs ou de commutateurs mécaniques, électromécaniques ou électroniques, caractérisé par le fait que le transformateur possède un seul enroulement secondaire (S) qui est relié avec les bougies (Z1 à Zn) par l'intermédiaire d'interrupteurs ou commutateurs mécaniques ou électroniques (Cî à Cn) montés respectivement en série avec les bougies (Z1 à Zn) 2. Système d'allumage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les interrupteurs ou commutateurs (C1 à Cn) sont des relais à lames. FIG 1 FIG 2 Numéro de publication~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 2487061 Date de saisie des renseignements~~~~~~03/10/86 opérateur ROGER poste 1 nom du lot 1-020-03/10/86 Tupe de document~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~A1 Existence d'un résumé~~~~~~~~~~~~~~~~~~NON Nombre total de pages~~~~~~~~~~~~~~~~~~11 Numéro 1ère page de revendications~~~~~7 Dernière page numérotée~~~~~~~~~~~~~~~~8 Nombre de planches~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~2 Défauts : # Echangeur de chaleur à tubes jumelés. La présente invention concerne un échangeur de chaleur à tubes jumelés constitués chacun par deux tubes concentriques, logé dans un réservoir contenant un liquide de refroidissement, le fluide à refroidir étant dirigé dans les tubes par une tubulure de distribution. De tels échangeurs de chaleur sont connus et essentiellement utilisés pour le refroidissement de l'huile lubrifiante de moteurs ou de l'huile pour engrenages dans des convertisseurs de couple, transmissions automatiques, etc. Pour le refroidissement, de tels échangeurs de chaleur sont souvent disposés dans le collecteur d'eau du radiateur d'un véhicule, le dimensionnement d'un échangeur de chaleur étant ainsi limité par les dimensions de ces collecteurs. Pour augmenter néanmoins la capacité d'échange de chaleur d'un échangeur ainsi monté, il est connu d'utiliser des tubes jumelés dans lesquels l'huile est dirigée dans l'espace compris entre les tubes et par suite refroidie par l'intérieur et par l'extérieur. La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le nO 12 04 693 et le brevet de la E.F.A. nO 11 04 542 décrivent l'alimentation de chaque tube jumelé en fluide à refroidir par l'intermédiaire d'une tubulure de distribution. Cette solution étant très coûteuse, en particulier quand plusieurs tubes jumelés sont utilisés pour le refroidissement, la demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le nO 28 22 743 propose de disposer de tels tubes jumelés côte à côte et aux sommets d'un triangle, lesdits tubes étant réunis avec étanchéité aux gaz à l'aide d'éléments soudés formant réservoir.Cette solution présente toutefois l'inconvénient suivant : le fluide est dirigé vers la tubulure de distribution par un des tubes parallèles à l'axe longitudinal et disposés en triangle, puis doit être dévié dans ladite tubulure de façon a atteindre le tube considéré. I1 en résulte que des résistances d'étranglement apparaissent dans la zone de déviation du fluide et influencent l'écoulement. L'encombrement de tels échangeurs de chaleur est en outre plus grand. L'invention a pour objet un échangeur de chaleur simple et économique, permettant de disposer avec un encombrement réduit plusieurs tubes jumelés pour le refroidissement, en particulier d'huile moteur ou pour engrenages, avec une densité de puissance élevée et une distribution optimale du flux d'huile incident, avec de faibles pertes de charge. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la tubulure de distribution, perpendiculaire à l'axe longitudinal des tubes, porte des gorges semicirculaires, parallèles audit axe longitudinal et de rayon égal à celui du tube extérieur des deux tubes concentriques. L'avantage particulier de cette solution réside dans le fait que la réalisation de gorges semicirculaires permet de disposer les tubes sur la tubulure de distribution avec un encombrement très réduit, car les tubes peuvent se fixer dans les gorges. La largeur de l'échangeur de chaleur peut ainsi n'être que très légèrement supérieure à celle de la tubulure de distribution. La réalisation de telles gorges présente en outre l'avantage de permettre une incidence tangentielle dans les tubes, de sorte qu'aucun étranglement sensible ne se produit et le fluide à refroidir peut ainsi circuler dans les tubes avec un débit-masse elevé. La densité de puissance d'un tel échangeur de chaleur est ainsi élevee et on obtient en outre une division et une incidence du fluide avec de faibles pertes de charge. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, trois tubes jumelés sont disposés en triangle dans les gorges correspondantes de la tubulure de distribution, de façon que deux se trouvent sur les côtés et un dans le bas. Cette disposition représente une possibilité particulièrement compacte et garantit un rendement élevé de l'echangeur de chaleur, par suite de l'incidence tangentielle dans les tubes latéraux. Selon une autre caractéristique de l'invention, la tubulure de distribution comporte un canal axial, auquel se raccorde un canal de diamètre inférieur, les sections des deux canaux étant de préf é- rence dans le rapport de 3/1. Une possibilité particulièrement favorable est alors ouverte pour disposer les orifices d'alimentation dans le tube extérieur de chaque paire de tubes concentriques.Ce résultat peut s'obtenir en produisant d'abord la tubulure de distribution avec ses gorges, les canaux longitudinaux de diamètre différent et les orifices de passage de même diamètre. Trois orifices de même section sont obtenus en adaptant la position axiale des gorges au diamètre des canaux par l'intermédiaire de la profondeur des gorges. I1 est ainsi possible de fixer le tube extérieur des tubes jumeles dans les gorges, puis d'usiner en une opération les ouvertures correspondant aux orifices de passage de la tubulure de distribution, à l'aide d'une fraise étagée ou d'un outil similaire. L'huile pénétrant dans la tubulure de distribution est ainsi divisée en trois flux partiels égaux, dont chacun est dirigé vers un tube, et un montage étanche et fiable des tubes est en outre possible facilement sur la tubulure de distribution. Lors du montage des tubes, il est ainsi inutile de veiller à superposer les ouvertures des tubes aux orifices de la tubulure de distribution, car il est désormais possible de fixer les tubes, dont seule la longueur doit être adaptée pour le montage, sur la tubulure de distribution, puis d'usiner des ouvertures qui sont alors toujours superposées. L'eau de refroidissement attégnant l'échangeur de chaleur perpendiculairement au sens d'écoulement de l'huile à refroidir, seuls de très faibles contre-courants apparaissent dans la petite section circulaire des tubes intérieurs. Un renforcement de la circulation de l'eau de refroidissement en contre-courant dans la section des tubes intérieurs est favorable à l'accroissement du rendement de l'échangeur de chaleur. Ce résultat est obtenu, selon une autre caractéristique de l'invention, en disposant un déflecteur du côté de sortie de l'huile, de façon qu'il entoure au moins un tube perpendiculaire au sens d'écoulement de l'huile et dirigeant de façon connue l'eau de refroidissement du réservoir au collecteur d'eau d'un radiateur. Un tel déflecteur peut être inséré dans le flux d'eau circulant dans les tubes intérieurs de façon à améliorer le passage de l'eau et par suite la transmission de chaleur sur les tubes intérieurs. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le déflecteur est maintenu entre les tubes jumelés par des nervures des tubes extérieurs et un tenon de forme appropriée. I1 est également favorable de réaliser le déflecteur en matière plastique, car il n'assume aucune fonction de refroidissement et la production en matière plastique est économique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exemples de réalisation et des dessins annexes sur lesquels la figure 1 est la coupe partielle du collecteur d'eau d'un radiateur, avec un déflecteur monté sur l'échangeur de chaleur; la figure 2 est la coupe perpendiculaire à l'axe d'un échangeur de chaleur selon l'invention, constitué par la tubulure de distribution et les tubes jumelés; la figure 3 est la coupe axiale des tubes d'une partie de l'échangeur de chaleur; et la figure 4 est l'élévation frontale d'un déflecteur fixé sur l'échan- geur de chaleur. La figure 1 représente partiellement un radiateur 21, comportant un collecteur d'eau 20 à sa partie inférieure. Ce collecteur contient un échangeur de chaleur1 dont les tubes extérieurs 3 sont visibles et dans lesquels l'huile à refroidir circule entre un orifice d'alimentation 11 et un orifice de retour 12. L'eau de refroidissement, contenue dans un réservoir supérieur non représenté, est dirigée dans le collecteur d'eau inférieur par les tubes 15, dans le sens de la flèche Un déflecteur 14 est maintenu sur l'extrémité de sortie d'huile de l'échangeur de chaleur; il est dispose de façon a entourer, dans l'exemple représenté, trois tubes 15 d'eau de refroidissement, perpendiculaires au sens d'écoulement de l'huile. Un tel collecteur d'eau ne pouvant presenter qu'une largeur relativement faible, il est essentiel de réaliser un échangeur de chaleur compact, tout en conservant un rendement elevé. La figure 2 illustre cette réalisation selon l'invention. Elle represente une paroi 1 du collecteur d'eau 20, dans laquelle sont montés avec étanchéité à l'eau une tubulure de distribution d'eau, munie de joints toriques 5 et portant les tubes jumelés, et un raccord filete non représenté. La partie de la tubulure de distribution d'eau situee dans le collecteur d'eau 1 porte des gorges longitudinales 9a, 9b, 9c, dans lesquelles peuvent être brases les tubes jumelés, constitues chacun par un tube extérieur 3 et un tube interieur 4. La tubulure de distribution 2 et les tubes jumelés 3, 4 font partie d'un échangeur de chaleur pour le refroidissement de l'huile moteur, que la tubulure de distribution 2 dirige dans l'espace compris entre les tubes 3 et 4 des tubes jumelés, et qui refroidit l'eau circulant dans le radiateur 21 et balayant tant l'intérieur des tubes 4 que l'extérieur des tubes 3 de l'échangeur de chaleur. Des chicanes 17 connues, qui produisent une turbulence favorisant la transmission de chaleur, sont introduites dans l'espace compris entre le tube extérieur 3 et le tube intérieur 4. Elles fixent egalement la position des tubes intérieurs 4 dans les tubes extérieurs 3. Le rayon des gorges semicirculaires 9a, 9b, 9c est égal à celui du tube extérieur des tubes jumelés. Tous les tubes extérieurs 3a, 3b, 3c présentent le même diamètre dans l'exemple de réalisation, de même que les tubes intérieurs 4a, 4b, 4c. La profondeur t des gorges 9 permet un écartement des tubes extérieurs 3 régulier et facile à déterminer à la construction, la profondeur t est choisie de façon à produire dans la zone de passage du canal 6a de diamètre inférieur au canal 6 de diamètre superieur de la tubulure de distribution 2 des orifices 7a et 7b, de section égale à celle du canal 6a et à celle de l'orifice 7c déterminé par ladite section. Trois orifices 7a, 7b et 7c de même section, par lesquels l'huile peut pénétrer de la tubulure de distribution dans les tubes jumelés, sont ainsi produits sur les canaux 6 et 6a de la tubulure de distribution. Dans un montage selon figure 2, deux tubes jumelés 3a, 4a et 3b, 4b sont disposés en regard sur les côtés de la tubulure de distribution, et un tube jumele 3c, 4c se trouve à l'extrémité inférieure 8 de ladite tubulure. Avec cette disposition, l'échangeur de chaleur pré- sente une largeur relativement faible et permet néanmoins un rendement élevé, car par suite de l'incidence tangentielle dans les deux tubes disposés sur les côtes de la tubulure de distribution 2, aucun étranglement ne perturbe la circulation regulière et rapide de l'huile dans les tubes jumelés.La réalisation de trois orifices egaux 7a, 7b et 7c assure en outre la division du flux d'huile pénétrant dans la tubulure de distribution en trois flux partiels egaux, permettant ainsi un refroidissement regulier du flux total. Les gorges 9a, 9b, 9c de la tubulure de distribution 2 offrent une possibilité très avantageuse pour réaliser sur les tubes extérieurs 3a, 3b, 3c des tubes jumelés correspondants les ouvertures nécessaires à l'arrivée d'huile, en recouvrement avec les orifices 7a, 7b et 7c de la tubulure de distribution. Ce résultat peur s'obtenir en brasant d'abord, lors du montage les tubes jumelés ne compor- tant pas encore d'ouvertures dans les gorges 9a, 9b, 9c de la tubulure de distribution 2. Il est ensuite possible d'introduire un foret étagé ou un outil similaire dans le canal 6 de la tubulure de distribution 2, puis de le guider vers le bas jusqu'à ce que les tubes extérieurs latéraux 3a et 3b, ainsi que le tube 3c de base présentent les ouvertures correspondantes. Lorsque les canaux 6 et 6a sont usinés dans la tubulure de distribution 2 avec un rapport des sections de 3/1, il est facile d'obtenir dans les canaux trois orifices de même section, et par suite la division régulière souhaitée du flux d'huile alimentant la tubulure de distribution 2 en trois flux partiels égaux. La figure 3 montre que les extrémités frontales 10 des tubes jumelés fixés dans les gorges 9 présentent chacune un évasement 18 des tubes intérieurs 4, permettant de souder les extrémités frontales des tubes intérieurs 4 sur celles des tubes extérieurs 3 pour obtenir un canal étanche de circulation d'huile. Le déflecteur 14 est fixé par un tenon 13 sur des nervures 16 des tubes extérieurs 3, et peut donc se monter très facilement, comme le montrent les figures 1 et 4. Le rôle du déflecteur 14 consiste à dévier l'eau circulant dans les tubes1 disposés sur le côté du radiateur 21, au-dessus du déflecteur et perpendiculairement a l'axe longitudinal des tubes parcourus par l'huile, de façon que ladite eau puisse circuler avec une vitesse d'écoulement suffisante dans les tubes intérieurs 4a, 4b et 4c. En résumé, on obtient ainsi un échangeur de chaleur compact, facile à monter, de production économique et caractérisé par un rendement élevé. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'etre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention.