Brevet FR2782745A1 — publié le 20000303

Ligne d'échappement des gaz de moteur à combustion interne, notamment pour véhicule automobile La présente invention concerne une ligne d'échappement des gaz de moteur à combustion interne, notamment pour véhicule automobile, et plus particulièrement une telle ligne compre- nant: - un échangeur de chaleur entre les gaz d'échappement et un fluide de refroidissement, ledit échangeur de chaleur étant disposé en aval du moteur sur une branche d'échangeur de chaleur, et - une branche de dérivation dudit échangeur, ladite branche de dérivation se raccordant à ladite branche d'échangeur de chaleur par un raccordement amont et un raccordement aval respectivement en amont et en aval de l'échangeur de chaleur. On connaît des systèmes de récupération de chaleur sur les gaz d'échappement. Le principe de fonctionnement de ces systèmes consiste, en phase de démarrage à froid, à dériver les gaz d'échappement à l'aide d'une vanne de dérivation vers un échangeur de chaleur puis sur une vanne de restriction de débit qui provoque une contre-pression à l'échappement. La contre- pression provoque une élévation de la température d'échappe- ment et permet donc de récupérer davantage de chaleur dans l'échangeur. Un tel système est particulièrement utile dans les moteurs suralimentés à injection directe, dans les moteurs à essence à injection directe, ou encore dans les moteurs à essence à mélange pauvre. On constate en effet, dans tous les cas précités, que la chaleur récupérée sur le moteur est insuffi- sante pour assurer un chauffage convenable de l'habitacle. Ce système présente toutefois l'inconvénient de nécessiter deux vannes, à savoir une vanne de dérivation qui est placée dans la branche de dérivation, et une vanne de restriction de débit, ainsi que leurs moyens de commande. Il est donc relativement complexe et onéreux. La présente invention vise à pallier ces inconvénients, et plus particulièrement à fournir une ligne d'échappement des gaz relativement simple. A cet effet, l'invention a pour objet une ligne d'échappement des gaz de moteur à combustion interne, notamment pour véhicule automobile, comprenant: - un échangeur de chaleur entre les gaz d'échappement et un fluide de refroidissement, ledit échangeur de chaleur étant disposé en aval du moteur sur une branche d'échangeur de chaleur, et - une branche de dérivation dudit échangeur, ladite branche de dérivation se raccordant à ladite branche d'échangeur de chaleur par un raccordement amont et un raccordement aval respectivement en amont et en aval de l'échangeur de chaleur, et comprenant en outre une vanne de sélection unique pour sélectivement diriger les gaz d'échappement dans la branche de dérivation ou dans la branche d'échangeur de chaleur, ladite vanne étant disposée au niveau d'un desdits raccorde- ments. Par conséquent, la ligne d'échappement selon l'invention comporte une vanne de sélection unique disposée au niveau de l'un des raccordements de la ligne de dérivation à la ligne d'échangeur de chaleur. On a pu constater qu'un tel agence- ment permet d'éviter la présence de la vanne de restriction de débit. Dans un mode de réalisation particulier, la ligne d'échappe- ment selon l'invention comprend des moyens de restriction fixes sur la branche d'échangeur de chaleur. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, deux modes de réalisation particuliers de l'invention, en réfé- rence aux dessins schématiques annexés dans lesquels les figures 1 et 2 représentent ces deux modes de réalisation. On voit sur les figures un moteur thermique 1 à combustion interne, par exemple un moteur diesel ou essence à injection directe, équipé d'un pot d'échappement non représenté. Une ensemble de canalisations 2 relie le collecteur d'échappement du moteur 1 à l'entrée 3 du pot d'échappement. L'ensemble de canalisations 2 est constitué d'une branche 4 sur laquelle est monté un échangeur de chaleur 5, et d'une branche de dérivation 6. L'échangeur 5 est prévu pour le refroidissement des gaz d'échappement par un fluide de refroidissement, par exemple le fluide de refroidissement du moteur 1, ce fluide étant utilisé pour le chauffage de l'habitacle du véhicule. Dans le mode de réalisation de la figure 1, une vanne de sélection 7, par exemple une vanne papillon, pilotée par tout moyen convenable permet de diriger les gaz d'échappement sélectivement vers l'échangeur 5 ou vers la branche de dérivation 6. Cette vanne 7 est ici placée au niveau du raccordement aval de la branche de dérivation 6 sur la branche d'échangeur de chaleur 4. Dans le mode de réalisation de la figure 2, la vanne de sélection 7' est placée au niveau du raccordement amont de la branche 6 sur la branche 4. Sa fonction est la même que la vanne 7 de la figure 1. A la figure 1, la vanne 7 est représentée dans la position o elle ferme la branche de dérivation 6. La ligne d'échappement est dans sa configuration de démarrage à froid, les gaz d'échappement passant dans l'échangeur 5. La chaleur ainsi récupérée permet, par l'intermédiaire du fluide de refroidissement de l'échangeur de chaleur, dans un premier temps d'accélérer la mise en température du moteur, puis de chauffer l'habitacle. Au contraire, à la figure 2, la vanne 7' est représentée dans la position o elle ouvre la branche de dérivation 6, en mode de fonctionnement normal du moteur. Les gaz d'échappement sont transférés directement vers le pot d'échappement. On observera à la figure 2 qu'une restriction fixe de débit 8 est prévue sur la branche 4 en aval de l'échangeur de chaleur 5. Cette restriction a pour effet, lorsque les gaz d'échappement empruntent la branche 4 de l'échangeur de chaleur, de créer une contre-pression. Cette dernière provoque un échauffement des gaz et donc un fonctionnement amélioré de l'échangeur. Bien entendu, une telle restriction pourrait également être prévue dans le mode de réalisation de la figure 1. Revendications 1 - Ligne d'échappement des gaz de moteur à combustion interne (1), notamment pour véhicule automobile, comprenant: - un échangeur de chaleur (5) entre les gaz d'échappement et un fluide de refroidissement, ledit échangeur de chaleur étant disposé en aval du moteur sur une branche (4) d'échan- geur de chaleur, et - une branche de dérivation (6) dudit échangeur, ladite branche de dérivation se raccordant à ladite branche d'échan- geur de chaleur par un raccordement amont et un raccordement aval respectivement en amont et en aval de l'échangeur de chaleur, caractérisée par le fait qu'elle comprend une vanne de sélection unique (7; 7') pour sélectivement diriger les gaz d'échappement dans la branche de dérivation (6) ou dans la branche (4) d'échangeur de chaleur, ladite vanne étant disposée au niveau d'un desdits raccordements. 2 - Ligne d'échappement selon la revendication 1, dans laquelle ladite vanne (7; 7') est disposée au niveau du raccordement amont. 3 - Ligne d'échappement selon la revendication 1, dans laquelle ladite vanne (7; 7') est disposée au niveau du raccordement aval. 4 - Ligne d'échappement selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, comprenant des moyens de restriction fixes (8) sur la branche (4) d'échangeur de chaleur.