Brevet FR2767357A1 — publié le 19990219

Etat de la technique L'invention concerne un module de filtre pour filtrer un fluide qui s'écoule à travers le module de filtre en particulier l'air d'aspiration d'un moteur à combustion interne, module qui comprend un canal d'entrée une chambre de filtre se raccordant en aval au canal d'entrée et présentant un filtre, un canal purifié se raccordant en aval à la cham- bre de filtre et un dispositif de mesure qui est disposé dans le canal purifié pour mesurer la masse du fluide qui s'écoule à travers le module de filtre. Un module de filtre de ce type ressort par exem- ple du brevet européen 0 313 089-B1 et sert à filtrer l'air d'admission d'un moteur à combustion interne. Le module de filtre connu présente un canal d'entrée, auquel se raccorde une chambre qui reçoit un filtre. La chambre de filtre est subdivisée par le filtre de forme annulaire en un espace d'entrée de forme annulaire ou un espace pour l'air brut et un espace épuré, situé du côté intérieur. A l'espace épuré de la chambre de filtre se raccorde un canal épuré, dans laquelle on fait avancer l'air d'admission filtré. Dans le canal épuré se trouve un dispositif de mesure, qui sert à me- surer la masse de l'air d'admission qui s'écoule à travers le module de filtre. Le canal épuré présente pour cela un canal de mesure, qui présente parallèlement à un canal principal d'écoulement et qui reçoit le dispositif de mesure. Le dispo- sitif de mesure fonctionne selon le principe de deux éléments de résistance, couplés thermiquement, la transmission de la chaleur entre les éléments de résistance étant fonction de l'écoulement du fluide dans le canal épuré. Le document DE-2 911 631-C2 divulguer le disposi- tif de deux résistances couplées thermiquement à l'intérieur d'un corps tubulaire, qui est relié au moyen d'une entretoise à un corps que l'on peut insérer dans la paroi du canal épu- ré. Du document DE-44 28 216 Al ressort le dispositif de me- sure dans un boîtier, qui est essentiellement formé par deux éléments de coquille en forme de pot et qui présente des ori- fices d'entrée et de sortie pour le fluide qui s'écoule. On connaît par le document DE-44 07 209-C2 un corps de mesure qui peut être inséré dans le canal épuré de la conduite d'ad- mission, corps de mesure qui présente un canal d'écoulement, qui se compose essentiellement d'un canal de mesure qui va en se rétrécissant dans le sens de l'écoulement et d'un canal5 déflecteur, en forme de S, qui s'y raccorde. Le dispositif de mesure est disposé dans le canal de mesure qui va en se ré- trécissant. Quand de l'air fortement pollué ou contenant de l'eau en grande quantité est aspiré à travers un module de filtre connu, on peut arriver à avoir une pollution du dispo- sitif de mesure, ce qui se traduit par une dérive de la courbe caractéristique. En particulier quand l'aspiration a lieu directement à travers la grille du radiateur ou dans la zone latérale des roues avant du véhicule à moteur, il y a dans l'air d'admission une teneur en eau relativement élevée et une teneur en particules de saletés relativement élevée. Du fait de la teneur en eau de l'air d'admission on court le risque que les saletés soient diluées à partir du filtre et se déposent sur le dispositif de mesure. Dans le cas des dis- positifs de mesure, qui effectuent une mesure à l'aide des résistances qui dépendent de la température, en particulier dans le cas des dispositifs de mesure, qui présentent une élément de détecteur micromécanique avec une membrane diélec- trique, comme cela est connu par exemple à partir du document DE-43 38 891-A1, une pollution des résistances, qui dépendent de la température, ou de la membrane peut conduire à une mo- dification indésirable de la courbe caractéristique du dispo- sitif de mesure. Dans le document DE-29 11 631-C2 on a proposé en conséquence pour nettoyer la résistance, qui est fonction de la température et qui sert de fil de chauffage. de porter celle-ci de temps en temps, dé préférence quand le moteur à combustion interne est arrêté, à une température élevée, pour la libérer des dépôts qui se sont formés sur sa surface. Cette manière de procéder est toutefois relativement coûteuse. Avantages de l'invention Le module de filtre selon l'invention est carac- térisé en ce que le dispositif de mesure est disposé à l'in- térieur d'un dispositif de protection de forme tubulaire, qui s'étend en amont du dispositif de mesure jusque dans la cham- bre du filtre. Le module de filtre selon l'invention a ainsi l'avantage qu'une pollution du dispositif de mesure est évi- tée dans une très large mesure, ou est du moins nettement ré- duite. Il ne se produit en conséquence pas de dérive possible de la courbe caractéristique du dispositif de mesure ou dans une mesure insignifiante. En particulier on évite dans une très large mesure avec le dispositif de protection selon l'invention un mouillage du dispositif de mesure par la te- neur en eau de l'air d'admission. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: * le filtre subdivise l'espace du filtre en un espace d'en- trée qui est relié au canal d'entrée et en un espace puri- fié qui est relié au canal purifié et * le dispositif de protection de forme tubulaire, présente au moins un orifice d'entrée qui débouche dans l'espace puri- fié * l'orifice d'entrée est disposé sur un côté frontal situé du côté amont, du dispositif de protection de forme tubulaire, et se trouve à proximité de l'extrémité de la chambre du filtre qui est en regard de l'embouchure du canal purifié; * plusieurs orifices d'entrée sont disposés sur une surface enveloppe du dispositif de protection de forme tubulaire, de façon décalée radialement et/ou axialement les uns par rapport aux autres. * le dispositif de protection de forme tubulaire, présente un orifice de sortie (qui débouche dans le canal purifié. * le dispositif de mesure est disposé à proximité de l'ori- fice de sortie, * le dispositif de protection est introduit dans le canal pu- rifié et est fixé à cet endroit au moyen d'un dispositif de fixation, * le dispositif de fixation sert aussi à la fixation du dis- positif de mesure. Un orifice d'entrée du dispositif de protection de forme tubulaire peut se trouver soit sur la face frontale, située du côté amont, ou sur le dispositif de protection de forme tubulaire, grâce à quoi l'on a une configuration parti- culièrement simple. Mais on peut toutefois prévoir aussi plu- sieurs orifices d'entrée, qui sont disposés dans une surface enveloppe du dispositif de protection de forme tubulaire de façon décalée radialement et/ou axialement les uns par rap- port aux autres. Dans ce cas on a une aspiration régulière du fluide à filtrer à partir de l'espace épuré de la chambre du filtre. En outre on peut donner aux orifices d'entrée des diamètres assez faibles pour qu'il se produise un effet de tamisage en ce qui concerne les particules de saleté ou les gouttelettes d'eau. Le dispositif de mesure est de préférence disposé à proximité de l'orifice de sortie, de telle sorte que le dispositif de protection s'étend sensiblement en amont du dispositif de mesure et le protège d'une manière particu- lièrement efficace contre les particules de saleté et d'eau. On peut en particulier introduire le dispositif de protection d'une manière avantageuse dans le canal épuré du module de filtre et le fixer à partir de là au moyen d'un dispositif de maintien, qui sert en outre de fixation pour le dispositif de mesure dans le canal épuré. Dessins L'invention va être décrite ci-après plus en dé- tail à partir de plusieurs exemples de réalisation, représen- tés sur les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 montre la représentation partielle en coupe d'un premier exemple de réalisation d'un module de filtre selon l'invention et - la figure 2 montre une représentation partielle en coupe de la zone amont, du dispositif, qui dans le cas du module de filtre selon l'invention, est utilisé selon un deuxième exemple de réalisation. Description des exemples de réalisation La figure 1 montre un exemple de réalisation d'un module de filtre 1 selon l'invention, dans une représentation partielle en coupe, qui se limite aux éléments qui sont es- sentiels dans le cadre de l'invention. Le module de filtre 1, selon l'invention, est représenté de façon uniquement schéma- tique, pour faire apparaître la disposition qui est à la base des éléments selon l'invention. Le module de filtre 1 présente un renifleur d'en- trée 2 dans lequel est constitué un canal d'entrée 3. Le ca- nal d'entrée 3 débouche dans un espace 4 du filtre. Dans l'espace 4 du filtre on a disposé un filtre qui se présente sous la forme d'un tamis de filtration 5. Le tamis de filtra- tion 5 subdivise l'espace 4 du filtre en un espace d'entrée 4a, qui peut être aussi désigné comme l'espace de l'air brut, et un espace purifié 4b. Le module de filtre 1 selon l'invention sert à filtrer un fluide qui s'écoule à travers le module de filtre 1, en particulier à filtrer l'air d'admission d'un moteur à combustion interne d'un véhicule à moteur. A l'espace épuré 4b de l'espace du filtre 4 se raccorde un canal épuré 6, qui est constitué dans le cas de l'exemple de réalisation dans une conduite tubulaire 7. Le renifleur d'entrée 2, l'espace 4 du filtre et le canal épuré 6 peuvent être constitués d'une seule pièce comme une pièce injectée en matière plastique. Dans ce cas on peut prévoir un couvercle non représenté plus en détail, au moyen duquel on peut accéder au tamis de filtration 5 et le changer. Dans le canal épuré 6 se trouve d'une manière connue en soi un dispositif de mesure 8, qui sert à mesurer la masse du fluide qui s'écoule à travers le module de filtre 1, en particulier de l'air d'aspiration du moteur à combus- tion interne. La masse du fluide qui s'écoule à travers le module de filtre peut être réglée par un clapet d'étrangle- ment, disposé non représenté, disposé en aval du dispositif de mesure 8. La masse, qui est déterminée par le dispositif de mesure 8, du fluide, qui s'écoule dans le module de filtre 1, sert en cas d'utilisation dans un moteur à combustion in- terne, entre autres, à la commande des injecteurs de carbu- rant du moteur à combustion interne en fonction de l'air d'aspiration qui s'écoule à travers le module de filtre 1. Le dispositif de mesure 8 peut être constitué, d'une manière connue en soi, par exemple sous la forme de résistances ac- couplées thermiquement, en fonction de la température. En particulier il est possible, comme cela est proposé par exem- ple dans le document DE-43 38 891-A1, de constituer le dispo- sitif de mesure 8 sous la forme d'un composant micromécanique, qui présente une membrane diélectrique, sur laquelle sont constituées les éléments de résistance. Selon l'invention le dispositif de mesure 8 est disposé à l'intérieur d'un dispositif de protection 9 de forme tubulaire, qui s'étend en amont du dispositif de mesure 8 jusque dans l'espace purifié 4b de la chambre de filtre 4. Le dispositif de protection 9 peut être constitué en particu- lier d'une manière simple sous la forme d'un corps creux de forme cylindrique et être fabriqué comme une pièce en matière plastique par injection. Le dispositif de protection 9 de forme tubulaire protège le dispositif de mesure 8 des parti- cules de saletés, qui ne sont pas captées par le tamis de filtration 5. En outre le dispositif de protection 9, selon l'invention, protège le dispositif de mesure 8 des gouttelet- tes d'eau, qui peuvent être contenues dans l'air d'aspira- tion. En particulier quand il y a une part relativement élevée d'eau dans l'air brut aspiré par le module de filtre 1, on court le risque que des particules de saletés se déta- chent du tamis de filtration et puissent être transportées vers le dispositif de mesure 8, quand le dispositif de mesure n'est pas particulièrement protégé. Grâce au dispositif de protection 9, de forme tubulaire, selon l'invention, on évite cela en fait dans une large mesure. Quand le tamis de filtra- tion 5 est largement saturé d'eau, des gouttelettes d'eau, dans lesquelles sont dissoutes des particules de saletés, se détachent du tamis de filtration 5. Ces gouttelettes d'eau sont aspirées du fait des conditions d'écoulement largement en direct dans le canal purifié 6. En particulier quand l'orifice d'entrée 10 du dispositif de protection 9, de forme tubulaire, se trouve à proximité de l'extrémité 11 de l'es- pace purifié 4b de la chambre du filtre 4, qui se trouve en regard de l'embouchure du canal purifié 4, les gouttelettes d'eau ne sont aspirées dans le dispositif de protection 9, de forme tubulaire, que dans une mesure très faible et largement négligeable. On réduit en conséquence dans une mesure consi- dérable l'arrivée de gouttelettes d'eau et de particules de saletés sur le dispositif de mesure 8, grâce à cette mesure très simple mais cependant très efficace. Dans le cas de l'exemple de réalisation représen- té à la figure 1, le dispositif de protection 9, de forme tu- bulaire, présente un orifice d'entrée unique 10 sur son côté frontal 12, situé du côté amont. Le dispositif de mesure 8 se trouve au voisinage de l'orifice de sortie 13, qui est cons- titué sur le côté frontal 14, situé du côté aval, du disposi- tif de protection 9. Le dispositif de mesure 8 peut être monté au moyen d'un dispositif de fixation 15, qui sert en même temps à fixer le dispositif de protection 9. Dans une surface enveloppe 16 du dispositif de protection 9, de forme tubulaire, on peut prévoir un alésage 17, dans lequel peut être inséré le dispositif de fixation 15. Le dispositif de fixation 15 peut être vissé, pressé ou encliqueté ou simple- ment enfoncé aussi bien avec la conduite tubulaire 7 du canal purifié 6 qu'avec aussi le dispositif de protection 9 de forme tubulaire. Dans ce cas il y a lieu de préférence de prévoir des écarteurs de telle sorte que le dispositif de protection 9 soit disposé de façon concentrique dans le canal épuré 6. La figure 2 montre l'extrémité; située du côté amont, du dispositif de protection 9, de forme tubulaire, se- lon une variante d'exemple de réalisation. Le côté latéral 12 est dans le cas de cet exemple de réalisation fermé au moyen d'une plaque frontale 20, qui peut être constituée d'une seule pièce avec la surface enveloppe 16 du dispositif de protection 9, de forme tubulaire. Au lieu d'un orifice d'en- trée, situé du côté frontal, on a disposé sur la surface en- veloppe 16 plusieurs orifices d'entrée 21 à 34, qui sont répartis radialement et axialement. Les orifices d'entrée 21 à 34 peuvent s'étendre sur une zone axiale prédéfinie du dis- positif de protection 9, de forme tubulaire, pour permettre une aspiration aussi régulière que possible du fluide à par- tir de l'espace purifié 4b de la chambre du filtre 4 Les ori- fices d'entrée 21 à 34 peuvent dans ce cas avoir un diamètre dimensionné de telle sorte que le passage de particules de saletés et de gouttelettes d'eau assez grandes soit évité. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Module de filtre (1), pour filtrer un fluide qui s'écoule à travers le module de filtre (1), en particulier l'air d'as- piration d'un moteur à combustion interne, module qui com- prend un canal d'entrée (3), une chambre de filtre (4) se raccordant en aval au canal d'entrée (3), et présentant un filtre (5), un canal purifié (8) se raccordant en aval à la chambre de filtre (4) et un dispositif de mesure (8), qui est disposé dans le canal purifié (6) pour mesurer la masse du fluide qui s'écoule à travers le module de filtre (1), caractérisé en ce que le dispositif de mesure (8) est disposé à l'intérieur d'un dispositif de protection (9) de forme tubulaire, qui s'étend en amont du dispositif de mesure (8) jusque dans la chambre (4) du filtre. 2 ) Module de filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre (5) subdivise l'espace du filtre(4) en un espace d'entrée (4a), qui est relié au canal d'entrée (3) et en un espace purifié (4b), qui est relié au canal purifié (6), et en ce que le dispositif de protection (9), de forme tubulaire, présente au moins un orifice d'entrée (10; 21 à 34), qui débouche dans l'espace purifié (4b). 3 ) Module de filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice d'entrée (10) est disposé sur un côté frontal (12) situé du côté amont, du dispositif de protection (9), de forme tubulaire, et se trouve à proximité de l'extrémité (11) de la chambre du filtre (4), qui est en regard de l'embou- chure du canal purifié (6). 4 ) Module de filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que plusieurs orifices d'entrée (21 à 34) sont disposés sur une surface enveloppe (16) du dispositif de protection (9) de forme tubulaire, de façon décalée radialement et/ou axiale- ment les uns par rapport aux autres. ) Module de filtre selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de protection (9), de forme tubulaire, présente un orifice de sortie (13), qui débouche dans le canal purifié (6). 6 ) Module de filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de mesure (8) est disposé à proximité de l'ori- fice de sortie (13). 7 ) Module de filtre selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de protection (9) est introduit dans le canal purifié (6) et est fixé à cet endroit au moyen d'un disposi- tif de fixation (15). 8 ) Module de filtre selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de fixation (15) sert aussi à la fixation du dispositif de mesure (8).