Brevet FR2536463A1 — publié le 19840525

La présente invention se rapporte à un dispositif de chauffage préalable de l'air d'aspiration d'une machine ou moteur à combustion interne comprenant un circuit de lubrifiant, un groupe d'aspiration d'air renfermant un volet de commande, ainsi qu'un groupe d'échappement des gaz dans lequel est installé un échangeur de chaleur parcouru par l'air d'aspiration dudit moteur à combustion interne. On connait déjà, d'après le document DE-B-2 650 946, un dispositif de chauffage préalable de l'air d'asniration d'un moteur à combustion interne, dans lequel le conduit des gaz d'échappement est entouré par tronçons d'une enveloppe tubulaire, l'air comburant étant aspiré et chauffé dans la chambre intermédiaire ainsi formée L'inconvénient réside cependant dans le fait que l'air d'aspiration du moteur peut atteindre une température à laquelle le carburant se vaporise déjà dans le carburateur ou dans les buses d'in- jection, ce qui peut provoquer une combustion par secousses. L'invention a pour objet d'éviter qu'une influence négative soit exercée sur le comportement de fonctionnement du moteur à combustion interne, en utilisant la chaleur des gaz d'échappement dudit moteur, en vue de raccourcir la phase d'échauffement de ce dernier. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que deux échangeurs de chaleur parcourus en série par l'air d'aspiration du moteur à combustion interne sont installés dans un conduit de dérivation qui entoure le volet de commande, le premier de ces échangeurs, par- couru par l'air d'aspiration dudit moteur, étant disposé dans le groupe d'échappement des gaz de ce moteur tandis que le second échangeur, parcouru par l'air d'aspiration du moteur, est influencé par le circuit de lubrifiant de ce dernier. Dans une variante de réalisation présentant par ailleurs les mêmes caractéristiques, le second échangeur de chaleur parcouru par l'air d'aspiration du moteur à 2 2536463 combustion interne est influencé par le circuit de fluide de refroidissement dudit moteur. Le dispositif conformément à l'invention présente l'avantage que le fluide de refroidissement ou le lubrifiant du moteur à combustion interne est chauffé plus rapidement, ce qui fait qu'un dispositif de chauffage de l'habitacle d'un véhicule automobile peut disposer en permanence d'une chaleur de chauffage Une surchauffe de l'air d'aspiration ne peut pas se produire parce que cet air est refroidi dans le second échangeur de chaleur, ce qui évite le risque d'une vaporisation prématurée du carburant. L'invention va à présent être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 illustre un dispositif de chauffage préalable de l'air d'aspiration d'un moteur à combustion interne, dans lequel l'air d'aspiration chauffé entre en échange thermique avec le circuit du fluide de refroidisse- ment dudit moteur; et la figure 2 représente un dispositif de chauffage préalable de l'air d'aspiration d'un moteur à combustion interne, dans lequel l'air d'aspiration chauffé entre en échange thermique avec le circuit de lubrifiant dudit moteur. Un groupe d'aspiration, portant la référence 1 sur la figure 1, comprend un tube d'aspiration 2, un con- duit de dérivation 3 et un tube collecteur d'aspiration 4 qui est fixé sur une machine ou moteur 5 à combustion interne en même temps qu'un groupe 6 d'échappement des gaz. Le conduit de dérivation 3 présente des échangeurs de chaleur 7 et 8 L'échangeur 7 est parcouru, d'une part, par les gaz d'échappement du moteur 5 et, d'autre part, par l'air d'aspiration de ce moteur L'échangeur 8 est traversé 1 d'une part, par l'air d'aspiration chauffé et, d'autre part, par le fluide de refroidissement dudit moteur 5 Un volet de commande 9 est installé dans le tube d'aspiration 2 et il est relié par l'intermédiaire d'un levier d'articulation 13 à un organe de réglage 10 à membrane Une chambre de travail 14 de cet organe 10 com- munique avec le tube collecteur d'aspiration par l'inter- médiaire d'une valve 12 du type trois voies influencée par la température du moteur, ainsi que d'un conduit 11. Un ressort de traction 15 est intercalé entre une patte d'appui 16 et le levier d'articulation 13 Le fluide de refroidissement d'un circuit de refroidissement 21 du moteur est dirigé, en passant par un conduit 17, vers une zone de raccordement de l'échangeur de chaleur 8, pour être ensuite réintroduit dans-ledit circuit de refroidissement dans une région 19 au moyen d'un conduit 18, à partir d'une zone de prélèvement dudit échangeur 8. Pendant la phase d'échauffement du moteur 5, la valve 12 du type trois voies occupe une position de commu- tation telle que la chambre de travail 14 est sollicitée. par la dépression prédominante dans le tube collecteur d'aspiration 4 La dépression provenant de ce tube 4 et régnant dans la chambre 14 de l'organe de réglage 10 a pour effet que cet organe 10, par l'intermédiaire du levier d'articulation 13, fait pivoter le volet de commande 9 à sa position dans laquelle il obture la superficie de la section du tube d'aspiration 2 (ralenti) L'air d'aspira- tion du moteur 5 parcourt le conduit de dérivation 3 et il est chauffé dans l'échangeur de chaleur 7 Cet air d'aspiration chauffé entre en échange thermique avec le fluide de refroidissement du moteur 5 dans l'échangeur 8, ce qui fait que la température du fluide de refroidisse- ment est accrue et que la température de l'air d'aspiration est approximativement identique à celle de ce fluide de refroidissement. Lorsqu'un papillon d'étranglement 20 se déplace à une position de fonctionnement sous charge partielle du moteur 5 & combustion interne, la dépression régnant dans le tube collecteur d'aspiration 4 diminuesi bien que, par l'intermédiaire du levier d'articulation 13, l'organe de réglage 10 fait basculer le volet de commande de manière que celui-ci obture partiellement la section du tube d'aspiration 2 Par suite de la résistance à l'écoulement opposée par ledit volet de commande dans ledit tube 2, l'air d'aspiration destiné au moteur 5 circule en partie par le conduit de dérivation 3 et en partie par le tube d'aspira- tion 2. Lorsque la température de fonctionnement du moteur a combustion interne est atteinte, la valve 12 du type trois voie est amenée à une position d'obturation telle que la communication entre la chambre de travail 14 et le tube collecteur d'aspiration 4 est interrompue, et que ladite chambre 14 est sollicitée par la pression de l'air ambiant Le ressort de traction 15 imprime au volet de commande 9 un pivotement à une position dans laquelle la section du tube d'aspiration 2 n'est pas influencée nota- blement La résistance à l'écoulement dans le conduit de dérivation 3 est tellement grande que l'air d'aspiration circule exclusivement par le tube d'aspiration 2 Il ne se produit plus aucun chauffage de cet air d'aspiration. Par rapport à l'exemple de réalisation selon la figure 1, la forme de réalisation de l'invention illustrée sur la figure 2 se distingue seulement par le fait que l'échangeur de chaleur 8 est traversé, non pas par le circuit de refroidissement 21 du moteur 5 à combustion interne, mais par un circuit 22 du lubrifiant de ce moteur. Dans une autre variante de réalisation de l'in- vention, un chauffage du fluide de refroidissement ou du lubrifiant du moteur peut être assuré par un courant d'air indépendant de l'air d'aspiration Dans ce cas, un échangeur de chaleur subit l'influence des gaz d'échappe- ment du moteur et il est parcouru par de l'air ambiant refoulé par une soufflerie L'air ambiant chauffé sollicite un échangeur de chaleur qui est traversé par le fluide de refroidissement ou par le lubrifiant du moteur à combustion interne Cet air ambiant peut aussi, par exemple, être ajouté à l'air d'aspiration dudit moteur Une telle solu- tion comporte l'avantage qu'aucune modification ne doit être apportée au tube d'aspiration, et que l'air ambiant chauffé peut être réglé indépendamment de l'air d'aspira- tion. Lorsqu'on utilise un système d'injection mécani- que exempt d'entraînement, il est nécessaire d'installer la sonde de volume d'air à un endroit du groupe d'aspira- tion dans lequel la quantité totale d'air d'aspiration peut être détectée. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif de chauffage préalable de l'air d'aspiration d'une machine ou moteur a combustion interne comprenant un circuit de lubrifiant, un groupe d'aspiration d'air renfermant un volet de commande, ainsi qu'un groupe d'échappement des gaz dans lequel est installé un échangeur de chaleur parcouru par l'air d'aspiration dudit moteur à combustion interne, dispositif caractérisé par lefait que deux échangeurs de chaleur ( 7, 8) parcourus en série par -10 l'air d'aspiration dudit moteur à combustion interne sont installés dans un conduit de dérivation ( 3) qui entoure le- dit volet de commande ( 9), le premier ( 7) de ces échangeurs, parcouru par l'air d'aspiration dudit moteur, étant disposé dans le groupe ( 6) d'échappement des gaz de ce moteur ( 5), tandis que le second échangeur ( 8), parcouru par l'air d'aspiration du moteur, est influencé par le circuit ( 22) de lubrifiant de ce moteur ( 5). 2 Dispositif de chauffage préalable de l'air d'aspiration d'une machine ou moteur à combustion interne comprenant un circuit de lubrifiant, un groupe d'aspiration d'air renfermant un volet de commande, ainsi qu'un groupe d'échappement des gaz dans lequel est installé un échangeur de chaleur parcouru par l'air d'aspiration dudit moteur à combustion interne, dispositif caractérisé par le fait que deux échangeurs de chaleur ( 7, 8) parcourus en série par l'air d'aspiration dudit moteur à combustion interne sont installés dans un conduit de dérivation ( 3) qui entoure le- dit volet de commande ( 9), le premier ( 7) de ces échangeurs, parcouru par l'air d'aspiration dudit moteur, étant disposé dans le groupe ( 6) d'échappement des gaz de ce moteur ( 5), tandis que le second échangeur ( 8),parcouru par l'air d'as- piration du moteur, est influencé par le circuit ( 21) du fluide de refroidisssement de ce moteur ( 5).