Brevet FR3000139A1 — publié le 20140627

Dispositif de gestion de la température d'air d'admission Description. La présente invention concerne un dispositif de gestion thermique de l'air d'admission d'un moteur à explosion d'un véhicule automobile et plus particulièrement d'un moteur à explosion turbocompressé et disposant d'un circuit de recirculation de gaz d'échappement. Lors d'un démarrage à froid d'un moteur à explosion notamment diesel, un temps de chauffe est nécessaire avant que les gaz d'échappement n'aient une température suffisante pour que les dispositifs de traitement des gaz d'échappement comme le catalyseur ou le filtre à particules puissent être complètement efficients. Une solution connue dans le cas d'un véhicule équipé d'un turbocompresseur et d'un échangeur de chaleur placé dans le circuit d'admission d'air afin de refroidir l'air d'admission, est de contourner ledit échangeur de chaleur via un circuit de contournement afin que les gaz d'échappement montent en température plus rapidement. Si le véhicule est également équipé d'un système de recirculation des gaz d'échappement, il est également connu d'utiliser un circuit de contournement pour contourner un échangeur de chaleur placé dans ledit système de recirculation des gaz d'échappement. L'ouverture et la fermeture des circuits de contournement sont généralement commandées par des vannes comportant un dispositif d'obturation placé à l'intérieur du circuit de contournement et d'un actionneur. Cependant de telles vannes ne sont pas forcement adaptées à un tel usage. Un des buts de l'invention est donc de remédier aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer un dispositif de gestion thermique de l'air d'admission amélioré. L'invention concerne donc un dispositif de gestion de la température d'air d'admission d'un moteur à explosion, ledit dispositif comportant : - un premier échangeur de chaleur placé dans le circuit d'admission d'air, - un premier circuit de contournement dudit premier échangeur de chaleur, le passage de l'air d'admission dans ledit premier circuit de contournement étant commandé par l'ouverture ou la fermeture d'un dispositif d'obturation d'une vanne de contournement, - un circuit de recirculation des gaz d'échappement comportant un second échangeur de chaleur, - un second circuit de contournement dudit second échangeur de chaleur, le passage des gaz d'échappement dans ledit second circuit de contournement étant commandé par l'ouverture ou la fermeture d'un dispositif d'obturation d'une vanne de contournement, les dispositifs d'obturation des premier et second circuits de contournement étant pilotés par un même actionneur. Le fait de n'avoir qu'un seul actionneur pour piloter les dispositifs d'obturation des premier et second circuits de contournement permet de réduire le coût des vannes de contournement dans le dispositif de gestion thermique de l'air d'admission. Cela permet également une réduction du volume dédié aux vannes de contournement car une seule est maintenant nécessaire, il est donc possible de produire un dispositif de gestion thermique de l'air d'admission plus compact et donc prenant moins de place dans le compartiment moteur. De plus, le fait de n'avoir qu'un seul actionneur pour piloter les dispositifs d'obturation des premier et second circuits de contournement permet une gestion plus aisée et nécessitant moins de connections avec un dispositif de gestion électronique car un seul actionneur est à commander. Selon un aspect de l'invention, l'actionneur commun aux dispositifs 5 d'obturation des premier et second circuits de contournement est un actionneur pneumatique. Selon un autre aspect de l'invention, l'actionneur commun aux dispositifs d'obturation des premier et second circuits de contournement est un actionneur 10 électrique. Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de recirculation des gaz d'échappement est un circuit dit à haute pression. 15 Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de recirculation des gaz d'échappement est un circuit dit à basse pression. Selon un autre aspect de l'invention, le premier circuit de contournement est accolé au premier échangeur de chaleur. 20 Le fait d'accoler le premier circuit de contournement au premier échangeur de chaleur permet un gain de compacité du dispositif de gestion de la température d'air d'admission. Selon un autre aspect de l'invention, le premier circuit de contournement 25 est dissocié du premier échangeur de chaleur. Selon un autre aspect de l'invention, le second circuit de contournement est accolé au second échangeur de chaleur. Le fait d'accoler le second circuit de contournement au second échangeur de chaleur permet un gain de compacité du dispositif de gestion de la température d'air d'admission. Selon un autre aspect de l'invention, le second circuit de contournement est dissocié du second échangeur de chaleur. Selon un autre aspect de l'invention, l'actionneur comporte un capteur de position. La présence d'un capteur de position permet de moduler l'ouverture ou la fermeture des dispositifs d'obturation selon les besoins du moteur. Selon un autre aspect de l'invention, l'actionneur comporte un dispositif de sécurité anti-défaillance. La présence d'un dispositif de sécurité anti-défaillance permet, en cas de défaillance de l'actionneur, d'amener les dispositifs d'obturation dans une position de sécurité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus 20 clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, parmi lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de gestion thermique de l'air d'admission selon un premier mode de réalisation, 25 - la figure 2 est une représentation schématique d'un dispositif de gestion thermique de l'air d'admission selon un second mode de réalisation, - la figure 3 est une représentation schématique d'un dispositif de gestion thermique de l'air d'admission selon un troisième mode de réalisation, - la figure 4 est une représentation schématique d'un dispositif de gestion thermique de l'air d'admission selon un quatrième mode de réalisation. Les éléments identiques portent des références similaires sur les différentes figures. La figure 1 montre un dispositif de gestion de température d'air d'admission d'un véhicule automobile turbocompressé. Ledit dispositif de gestion de température d'air d'admission comprend, un circuit d'admission d'air 7 amenant l'air au niveau des cylindres de combustion du moteur à explosion 3, notamment diesel. Le circuit d'admission d'air 7 comporte également un compresseur (non représenté) ainsi qu'un premier échangeur de chaleur 5 placé entre le compresseur et le moteur à explosion 3 afin de refroidir l'air d'admission issu du compresseur. Le dispositif comporte en outre un premier circuit de contournement 9 permettant le contournement du premier échangeur de chaleur 5 à l'air d'admission. Le dispositif de gestion thermique de l'air d'admission comporte également un système de recyclage des gaz d'échappement 13 qui permet une recirculation des gaz d'échappement de la ligne d'échappement 11 vers le circuit d'admission d'air 7. Le système de recirculation des gaz d'échappement 13 comporte un second échangeur de chaleur 15 afin de refroidir lesdits gaz d'échappement ainsi qu'un second circuit de contournement 17 pour permettre le contournement dudit second échangeur de chaleur 15 aux gaz d'échappement. Comme montré sur les figures 1 à 4, le système de recyclage des gaz d'échappement 13 peut être un système dit à haute pression, c'est-à-dire que les gaz d'échappement sont prélevés en amont de la turbine (non représentée) dans la ligne d'échappement 11 et sont relâchés en aval du compresseur (non représenté) et même en aval du premier échangeur de chaleur 5. Le système de recyclage des gaz d'échappement peut également être un système dit à basse pression, c'est à c'est-à-dire que les gaz d'échappement sont prélevés en aval de la turbine (non représentée) dans la ligne d'échappement 11 et sont relâchés en amont du compresseur (non représenté) dans le circuit d'admission d'air 7. Le contournement des premier 5 et second 15 échangeurs de chaleur est commandé par une vanne de contournement comportant deux dispositifs d'obturation ii2a, 112b placés dans les premier 9 et second 13 circuits de contournement et un actionneur no commun. Ainsi, un seul et même actionneur 110 pilote l'ouverture et la fermeture du dispositif d'obturation ii2a du premier circuit de contournement 9 et pilote également l'ouverture et la fermeture du dispositif d'obturation 112b du second circuit de contournement 13. Lors d'un démarrage à froid et dans le but de diminuer le temps de montée en température du moteur 3 et des gaz d'échappement, les premier 5 et second 15 échangeurs de chaleur sont contournés simultanément. Ainsi le fait de n'avoir qu'un seul actionneur pour piloter les dispositifs d'obturation ii2a, 112b des premier 9 et second 17 circuits de contournement permet de réduire le coût des vannes de contournement dans le dispositif de gestion thermique de l'air d'admission. Cela permet également une réduction du volume dédié aux vannes de contournement car une seule est maintenant nécessaire, il est donc possible de produire un dispositif de gestion thermique de l'air d'admission plus compact et donc prenant moins de place dans le compartiment moteur. De plus, le fait de n'avoir qu'un seul actionneur pour piloter les dispositifs d'obturation 112a, 112b des premier 9 et second 17 circuits de contournement permet une gestion plus aisée et nécessitant moins de connections avec un dispositif de gestion électronique car un seul actionneur est à commandé. L'actionneur 110 commun aux dispositifs d'obturation 112a, 112b des premier 9 et second 17 circuits de contournement peut par exemple être un 10 actionneur de type électrique ou encore pneumatique et les dispositifs d'obturation ii2 a, 112b peuvent être des clapets ou des volets pivotants. Avantageusement, l'actionneur 110 peut comporter un capteur de position afin de permettre une modulation de l'ouverture des dispositifs 15 d'obturation ii2a, 112b en fonction des besoins d'arrivée d'air d'admission chaud au niveau des cylindres du moteur 3. L'actionneur 110 peut également comporter un dispositif de sécurité anti-défaillance, par exemple un ressort, qui en cas de défaillance dudit actionneur no amène les dispositifs d'obturation 112a, 112b dans une position de sécurité, par exemple en position fermée. 20 Comme montré sur les différentes figures 1 à 4, les premier 9 et second 13 circuits de contournement peuvent avoir des configurations particulières. En effet, le premier circuit de contournement 9 peut être accolé au premier échangeur de chaleur 5, comme montré sur les figures 2 et 4, ou bien être 25 dissocié dudit premier échangeur de chaleur 5, comme montré sur les figures 1 et 3. De même, le second circuit de contournement 13 peut être accolé au second échangeur de chaleur 15, comme montré sur les figures 3 et 4, ou bien être dissocié dudit second échangeur de chaleur 15, comme montré sur les figures 1 et 2. Le fait d'accoler le premier 9 et/ou le second 13 circuit de contournement au premier 5 ou second 15 échangeur de chaleur permet un gain de compacité du dispositif de gestion de la température d'air d'admission. Ainsi, on voit bien qu'un dispositif de gestion de température comportant un unique actionneur loo pilotant les dispositifs d'obturation ii2a, 112b des premier 7 et second 13 circuits de contournement, permet une réduction notable des coûts de production ainsi qu'un gain en facilité de gestion et en compacité. REVENDICATIONS1. Dispositif de gestion de la température d'air d'admission d'un moteur à explosion (3), ledit dispositif comportant : - un premier échangeur de chaleur (5) placé dans le circuit d'admission d'air (7), - un premier circuit de contournement (9) dudit premier échangeur de chaleur (5), le passage de l'air d'admission dans ledit premier circuit de contournement (9) étant commandé par l'ouverture ou la fermeture d'un dispositif d'obturation (112a) d'une vanne de contournement, - un circuit de recirculation des gaz d'échappement (13) comportant un second échangeur de chaleur (15), - un second circuit de contournement (17) dudit second échangeur de chaleur (15), le passage des gaz d'échappement dans ledit second circuit de contournement (17) étant commandé par l'ouverture ou la fermeture d'un dispositif d'obturation (112b) d'une vanne de contournement, caractérisé en ce que les dispositifs d'obturation (112a, 112b) des premier (9) et second (17) circuits de contournement sont pilotés par un même actionneur 20 (110). 2. Dispositif de gestion de la température d'air d'admission selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur (no) commun aux dispositifs d'obturation (112a, 112b) des premier (9) et second (17) circuits de 25 contournement est un actionneur pneumatique. 3. Dispositif de gestion de la température d'air d'admission selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur (no) commun aux dispositifs 3 000 1 3 9 10 d'obturation (112a, 112b) des premier (9) et second (17) circuits de contournement est un actionneur électrique. 4. Dispositif de gestion de la température d'air d'admission selon l'une des 5 revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit de recirculation des gaz d'échappement (13) est un circuit dit à haute pression. 5. Dispositif de gestion de la température d'air d'admission selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit de recirculation des gaz 10 d'échappement (13) est un circuit dit à basse pression. 6. Dispositif de gestion de la température d'air d'admission selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier circuit de contournement (9) est accolé au premier échangeur de chaleur (5). 15 7. Dispositif de gestion de la température d'air d'admission selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le premier circuit de contournement (9) est dissocié du premier échangeur de chaleur (5). 8. Dispositif de gestion de la température d'air d'admission selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second circuit de contournement (17) est accolé au second échangeur de chaleur (15). 9. Dispositif de gestion de la température d'air d'admission selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le second circuit de contournement (17) est dissocié du second échangeur de chaleur (15). 10. Dispositif de gestion de la température d'air d'admission selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionneur (110) comporte un capteur de position. 11. Dispositif de gestion de la température d'air d'admission selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionneur (110) comporte un dispositif de sécurité anti-défaillance.10