Brevet FR3011040A1 — publié le 20150327

ENSEMBLE COMPRENANT UNE CARTOUCHE DE FILTRE A CARBURANT DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte au domaine de la filtration du carburant des moteurs à combustion interne. Arrière-plan technologique Dans un véhicule comprenant un moteur à combustion interne de type Diesel, le filtre à gazole a pour rôle de protéger la pompe à injection en éliminant les impuretés et l'eau qui sont contenus dans le carburant. Il est placé entre le réservoir et la pompe à injection du véhicule. En complément de la filtration, le filtre à gazole peut intégrer d'autres fonctions, tel qu'un système de réchauffage du carburant, soit électrique, soit par recirculation de carburant. A l'heure actuelle, les dimensions et les matériaux constitutifs de ces filtres sont différents selon les contraintes d'implantation qui varient d'un type de motorisation à un autre. On connait du document JP7279791A une cartouche de filtre, constituée par un élément filtrant disposé dans un carter de filtre, qui est fixé de manière amovible à une embase à laquelle est fixé le carter de filtre. L'embase est reliée au collecteur d'admission par une patte et intégré par moulage sous pression d'aluminium. Cependant une telle conception pose un problème de tenue vibratoire et de tenue au choc, l'embase et le filtre étant en porte-à-faux du collecteur d'admission. Un but de la présente invention est de proposer un ensemble comprenant un filtre à carburant qui permet d'améliorer la tenue vibratoire et de tenue au choc Un autre but de la présente invention est de fournir un tel ensemble qui permet d'améliorer les échanges thermiques avec le carburant lors d'un démarrage à froid du moteur. Un autre but de la présente invention est de fournir un tel ensemble qui soit de conception et de montage simples, et par conséquent, économique. Pour parvenir à ces buts, il est prévu selon l'invention un ensemble comprenant une cartouche de filtre à carburant de moteur à combustion interne, la cartouche de filtre comportant une cuve destinée à recevoir un élément filtrant, l'ensemble étant caractérisé en ce qu'il comprend un conduit de passage de gaz destinés à être admis dans le moteur à combustion interne, et en ce que la cuve est directement solidaire du conduit par une zone de paroi commune. L'effet technique est d'avoir un ensemble compact, dont la paroi commune, par sa minceur permet un échange de chaleur efficace avec le gaz qui circule dans le conduit, de sorte à favoriser le réchauffage du carburant. Cette solution compacte favorise aussi la tenue aux vibrations et simplifie la conception. De préférence, l'élément filtrant présente la forme d'un cylindre elliptique. Dans une variante, le conduit étant ouvert par ses deux extrémités, il est muni d'au moins un point de fixation supplémentaire, autre que par ses extrémités. De préférence encore, le point de fixation comprend un patin élastomère visant la réduction du mode propre de vibration. Dans une variante, l'ensemble est produit par moulage de matière plastique ou d'aluminium. Dans une autre variante, le conduit et la cartouche sont positionnés en « X » l'un par rapport à l'autre. Dans une autre variante, le conduit est un conduit de ligne de recirculation de gaz brûlés. L'invention porte aussi sur un groupe moteur comprenant un moteur à combustion interne à allumage par compression relié à une ligne d'admission d'air et à une ligne d'échappement des gaz brûlés, une ligne de recirculation des gaz brûlés s'étendant entre un piquage sur la ligne d'échappement et un piquage sur la ligne d'admission, la ligne de recirculation comprenant un échangeur de chaleur destiné à refroidir les gaz brûlés en provenance de la ligne d'échappement, avant leur envoi dans la ligne d'admission, le groupe moteur comprenant un ensemble de l'invention disposé sur la ligne de recirculation des gaz brûlés, en aval de l'échangeur de chaleur. L'invention porte encore sur un groupe moteur comprenant un moteur à combustion interne à allumage par compression relié à une ligne d'admission d'air, la ligne d'admission comprenant un compresseur d'air d'admission et un échangeur de chaleur destiné à refroidir l'air compressé, le groupe moteur comprenant un ensemble de l'invention disposé sur la ligne d'admission, entre le compresseur d'air d'admission et l'échangeur de chaleur destiné à refroidir l'air compressé. L'invention porte encore sur un groupe moteur comprenant un moteur à combustion interne à allumage par compression relié à une ligne d'admission d'air comprenant un doseur d'air et à une ligne d'échappement des gaz brûlés, une ligne de recirculation des gaz brûlés s'étendant entre un piquage sur la ligne d'échappement et un piquage sur la ligne d'admission en aval du doseur d'air, le groupe moteur comprenant un ensemble de l'invention disposé sur la ligne d'admission, entre le doseur d'air et le piquage de la ligne de recirculation des gaz brûlés sur la ligne d'admission. Brève description des dessins D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : - La figure 1 est une représentation schématique d'un groupe moteur dont l'architecture comprend un ensemble de l'invention. - La figure 2 est une vue schématique en coupe de l'ensemble de l'invention selon le plan de coupe B-B indiqué en figure 3. - La figure 3 est une vue schématique en coupe de l'ensemble de l'invention selon le plan de coupe A-A indiqué en figure 2. Description détaillée Sur la figure 1 est illustré un mode de réalisation préféré d'un groupe moteur comprenant un moteur 1 à combustion interne à allumage par compression. Le moteur 1 fonctionne à l'aide d'un carburant de type gazole. Le moteur 1 à combustion interne est relié à une ligne 2 d'admission d'air destinée à diriger vers le moteur 1 l'air nécessaire à son fonctionnement. La ligne d'admission 2 comprend classiquement un filtre 5 à air pour retenir les poussières contenues dans l'air admis et un doseur 4 d'air pour le contrôle du débit d'air admis dans le moteur 1. Le groupe moteur comprend encore une ligne 3 d'échappement pour l'évacuation des gaz de combustion produits par le fonctionnement du moteur 1. La ligne 3 d'échappement peut comprendre au moins un organe de dépollution, non représenté, tel que par exemple un filtre à particules, un catalyseur d'oxydation... Comme présenté sur la figure 1, le groupe moteur comprend encore une ligne de recirculation de gaz brûlés en désigné par ligne 6 EGR (pour l'acronyme anglais de Exhaust Gaz Recirculation). La ligne 6 de recirculation des gaz brûlés s'étend entre un piquage A sur la ligne 3 d'échappement et un piquage B sur la ligne 2 d'admission. La ligne 6 de recirculation comprend une vanne 7 de contrôle du débit de gaz à faire recirculer vers la ligne d'admission 2 et un échangeur de chaleur 8 destiné à refroidir les gaz brûlés en provenance de la ligne 3 d'échappement, avant leur envoi dans la ligne 2 d'admission. Conformément à l'invention le groupe moteur comprend encore un ensemble 9 selon l'invention dont les détails sont visibles aux figures 2 et 3. L'ensemble 9 comprend une cartouche 10 de filtre à carburant du moteur à combustion interne. La cartouche 10 de filtre comporte une cuve 13 destinée à recevoir un élément 12 filtrant, pour la filtration du gazole. La cuve 13 forme un carter qui forme enveloppe autour de l'élément12 filtrant. L'élément 12 filtrant se présente sous la forme d'un cylindre, au sens général du terme. L'élément 12 filtrant s'étend autour d'un axe central F-F. Afin d'optimiser la surface d'échange de l'élément filtrant en fonction de l'espace disponible dans le compartiment moteur, il est prévu que l'élément 12 filtrant présente plus particulièrement la forme d'un cylindre elliptique. Cette forme plus étirée qu'un simple cylindre de révolution, permet notamment d'augmenter la surface d'échange, de sorte à la maximiser au mieux des contraintes d'espace et de gérer au mieux le pic de pression en amont du filtre dans le cas d'un démarrage à froid. La cartouche 10 de filtre comprend encore un couvercle 14 de fermeture amovible qui vient se fixer de manière étanche sur la cuve 13. Bien que non représentée, la cartouche 10 de filtre à gazole comprend encore les entrées/ sorties de gazole requises à son fonctionnement. Selon l'invention, l'ensemble 9 comprend aussi un conduit 11 de passage de gaz. Le conduit 11 est destiné à être traversé par des gaz qui seront admis dans le moteur 1, avec pour particularité que la cuve 1 est directement solidaire du conduit 11 par une zone 15 de paroi commune. De cette façon, on obtient une pièce monobloc plus compacte, donc plus facilement logeable dans un compartiment moteur de véhicule automobile. Cette compacité favorise aussi la tenue vibratoire de l'ensemble ainsi que la tenue aux chocs. Le conduit 11 s'étend longitudinalement le long d'un axe central C-C. Le conduit 11 est ouvert à ses deux extrémités. Les extrémités du conduit 11 peuvent être adaptées à recevoir un raccord spécifique. Le conduit 11 est présenté rectiligne sur la figure 2, toutefois le conduit 11 peut être curviligne de sorte à s'adapter aux contraintes d'espace et de disposition des éléments du groupe moteur. Le conduit 11 et la cartouche 10 sont positionnés en « X » l'un par rapport à l'autre. Autrement dit leurs axes centraux respectifs, C-C et F-F, forment un X, qui peut comprendre par exemple à partir de la figure 3 en s'imaginant la regarder de côté, de gauche à droite ou inversement. Cet agencement permet un accès aisé au couvercle 14, donc d'améliorer l'ergonomie et la maintenance du filtre à gazole Les gaz destinés à être admis dans le moteur 1 sont entendus comme des gaz provenant soit de la ligne d'admission 2 soit de la ligne 6 de recirculation des gaz brûlés. Le conduit 11 peut donc être un conduit de ligne 2 d'admission ou comme le montre la figue 1, un conduit de ligne 6 de recirculation de gaz brûlés. On disposera l'ensemble dans le groupe moteur sur la ligne 6 de recirculation de gaz brûlés en aval de l'échangeur 8. L'aval est ici défini relativement au sens de circulation des gaz brûlés dans la ligne 6 de recirculation. De cette manière, le carburant circulant dans la cartouche 10 de filtre peut profiter d'une quantité de chaleur apportée par les gaz brûlés recirculés, qui est supérieure à celle apportée par l'air de la ligne 2 d'admission, ce qui favorise notamment son réchauffage et améliore les prestations de démarrage à froid du moteur 1. En effet, cet agencement permet le réchauffage du gazole à une température de 50°C. Le choix de cette localisation est aussi avantageux car, les gaz brûlés ayant été refroidis, ceci évite d'exposer le gazole au-delà d'un seuil de température excessive qui en pratique est choisi pour le gazole dans une plage comprise entre 70° et 80°C. Pour cette raison, on évitera donc que l'ensemble 9 soit disposé sur la ligne 3 d'échappement. Dans le cas d'un filtre à gazole intégrant un système de réchauffage du carburant, cet agencement permet de pallier à une insuffisance de puissance du système de réchauffage ou de solliciter moins de puissance du système de réchauffage. Afin d'améliorer encore la tenue vibratoire de l'ensemble 9 de l'invention, il peut être prévu que le conduit 11 soit muni d'un point de fixation 16 supplémentaire, c'est-à-dire autre que par ses extrémités. Le point de fixation 16 peut comprendre un patin caoutchouc visant à réduire le mode propre de vibration. En cas de besoin on peut prévoir plusieurs points de fixation supplémentaires autre que par ses extrémités. Afin de d'obtenir une pièce de masse réduite, à un coût acceptable pour l'automobile, il est prévu de produire l'ensemble 9 de préférence en matière plastique ou en aluminium par moulage. Dans la variante, non représentée, où le conduit 11 est un conduit de ligne 2 d'admission, le groupe moteur peut être agencé de sorte à comprendre un ensemble de l'invention disposé sur la ligne 2 d'admission, entre le doseur 4 d'air et le piquage B de la ligne 6 de recirculation des gaz brûlés sur la ligne 2 d'admission. Ce cas est avantageux si l'on juge qu'un agencement sur la ligne 6 de recirculation est une localisation trop chaude. Dans une autre variante, non représentée, où le conduit 11 est un conduit de ligne 2 d'admission, et où le groupe moteur comprend sur sa ligne 2 d'admission un compresseur d'air d'admission et un échangeur de chaleur destiné à refroidir l'air compressé, le groupe moteur peut être agencé de sorte à comprendre un ensemble de l'invention disposé sur la ligne 2 d'admission, entre le compresseur d'air d'admission et l'échangeur de chaleur destiné à refroidir l'air compressé. En effet à cet endroit l'air y est échauffé par la compression.25 REVENDICATIONS1. Ensemble (9) comprenant une cartouche (10) de filtre à carburant de moteur à combustion interne, la cartouche (10) de filtre comportant une cuve (13) destinée à recevoir un élément (12) filtrant, l'ensemble (9) étant caractérisé en ce qu'il comprend un conduit (11) de passage de gaz destinés à être admis dans le moteur à combustion interne, et en ce que la cuve (13) est directement solidaire du conduit (11) par une zone (15) de paroi commune. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (12) filtrant présente la forme d'un cylindre elliptique. 3. Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le conduit (11) étant ouvert par ses deux extrémités, il est muni d'au moins un point de fixation (16) supplémentaire, autre que par ses extrémités. 4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que le point de fixation (16) comprend un patin élastomère visant la réduction du mode propre de vibration. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est produit par moulage de matière plastique ou d'aluminium. 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit (11) et la cartouche (10) sont positionnés en « X» l'un par rapport à l'autre. 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit (11) est un conduit de ligne (6) de recirculation de gaz brûlés. 8. Groupe moteur comprenant un moteur (1) à combustion interne à allumage par compression relié à une ligne (2) d'admission d'air et à une ligne (3) d'échappement des gaz brûlés, une ligne (6) de recirculation des gaz brûlés s'étendant entre un piquage (A) sur la ligne (3) d'échappement et un piquage (B) sur la ligne (2) d'admission, la ligne (6) de recirculation comprenant un échangeur (8) de chaleur destiné à refroidir les gaz brûlés en provenance de la ligne (3) d'échappement, avant leur envoi dans la ligne (2) d'admission, le groupe moteur étant caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble (9) selon la revendication 7 disposé sur la ligne (6) de recirculation des gaz brûlés, en aval de l'échangeur (8) de chaleur. 9. Groupe moteur comprenant un moteur (1) à combustion interne à allumage par compression relié à une ligne (2) d'admission d'air, la ligne (2) d'admission comprenant un compresseur d'air d'admission et un échangeur de chaleur destiné à refroidir l'air compressé, le groupe moteur étant caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble (9) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 disposé sur la ligne (2) d'admission, entre le compresseur d'air d'admission et l'échangeur de chaleur destiné à refroidir l'air compressé. 10. Groupe moteur comprenant un moteur (1) à combustion interne à allumage par compression relié à une ligne (2) d'admission d'air comprenant un doseur (4) d'air et à une ligne (3) d'échappement des gaz brûlés, une ligne (6) de recirculation des gaz brûlés s'étendant entre un piquage (A) sur la ligne (3) d'échappement et un piquage (B) sur la ligne (2) d'admission en aval du doseur (4) d'air, le groupe moteur étant caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble (9) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 disposé sur la ligne (2) d'admission, entre le doseur (4) d'air et le piquage (B) de la ligne (6) de recirculation des gaz brûlés sur la ligne (2) d'admission.