FR2559548A1 - INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH AN INTAKE MANIFOLD COMPRISING A HEATING DEVICE - Google Patents
INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH AN INTAKE MANIFOLD COMPRISING A HEATING DEVICE Download PDFInfo
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Abstract
MOTEUR A COMBUSTION INTERNE COMPORTANT UN COLLECTEUR D'ADMISSION COMPRENANT UN DISPOSITIF DE CHAUFFAGE. CE COLLECTEUR D'ADMISSION EST CHAUFFE AU MOYEN D'UN CIRCUIT AUXILIAIRE 10, D'UN CIRCUIT DE DERIVATION 8 D'UN SYSTEME DE REFROIDISSEMENT DU MOTEUR A COMBUSTION INTERNE AVEC UN FLUIDE A L'ETAT LIQUIDE. LE RACCORDEMENT DES CONDUITES D'ALLER ET DE RETOUR DU CIRCUIT AUXILIAIRE AU VOISINAGE DU COTE DE REFOULEMENT ET D'ASPIRATION D'UNE POMPE 17 ET LA CIRCULATION D'UNE FRACTION DE 20 A 40 DU DEBIT DE LIQUIDE CIRCULANT DANS LE CIRCUIT DE DERIVATION ET LE CIRCUIT AUXILIAIRE GARANTISSENT UN CHAUFFAGE RAPIDE DU COLLECTEUR D'ADMISSION.INTERNAL COMBUSTION ENGINE INCLUDING AN INTAKE MANIFOLD INCLUDING A HEATING DEVICE. THIS INTAKE MANIFOLD IS HEATED BY MEANS OF AN AUXILIARY CIRCUIT 10, A BYPASS CIRCUIT 8 OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE COOLING SYSTEM WITH A FLUID IN A LIQUID STATE. THE CONNECTION OF THE SUPPLY AND RETURN DUCTS OF THE AUXILIARY CIRCUIT TO THE NEIGHBORHOOD OF THE DISCHARGE AND SUCTION SIDE OF A PUMP 17 AND THE CIRCULATION OF A FRACTION OF 20 TO 40 OF THE FLOW OF LIQUID CIRCULATING IN THE BYPASS CIRCUIT AND THE AUXILIARY CIRCUIT GUARANTEES A QUICK HEATING OF THE INTAKE MANIFOLD.
Description
Moteur à combustion interne avec un collecteur d'admission comprenant unInternal combustion engine with an intake manifold including a
dispositif de chauffage La présente invention concerne un moteur à combustion The present invention relates to a combustion engine
interne avec un collecteur d'admission comprenant un disposi- with an intake manifold comprising a device
tif de chauffage et un système de refroidissement à liquide comportant une pompe, qui comprend un circuit principal heating system and a liquid cooling system comprising a pump, which comprises a main circuit
pourvu d'un radiateur de refroidissement actif à la tempéra- equipped with an active cooling radiator at
ture de fonctionnement du moteur et un circuit de dérivation fonctionnant au cours de la phase de chauffage de ce dernier en évitant le radiateur, et commandé par un thermostat, un engine and a bypass circuit operating during the heating phase of the latter avoiding the radiator, and controlled by a thermostat, a
circuit auxiliaire pour le chauffage du collecteur d'admis- auxiliary circuit for heating the intake manifold
sion se raccordant au circuit de dérivation. connection to the branch circuit.
Des essais effectués avec un moteur monté dans un véhicule, comportant un collecteur d'admission chauffé, ont Tests carried out with a motor mounted in a vehicle, having a heated intake manifold, have
montré que sa facilité de conduite est considérablement amé- shown that its ease of driving is considerably improved.
liorée par un chauffage rapide du collecteur d'admission improved by rapid heating of the intake manifold
après le démarrage à froid. En outre, ce chauffage du collec- after the cold start. In addition, this heating of the
teur d'admission a un effet favorable sur l'émission des gaz intake has a favorable effect on the emission of gases
d'échappement et la consommation de carburant. exhaust and fuel consumption.
Dans un dispositif de chauffage de collecteur d'admis- In an intake manifold heater
sion connu (brevet allemand 22 35 857), on prévoit, pour le chauffer, une conduite en shunt auxiliaire se raccordant à une conduite de dérivation. Du fait que les jonctions de la In a known manner (German Patent No. 22 35 857), an auxiliary shunt line connected to a bypass line is provided for heating. Because the junctions of the
conduite en shunt avec la conduite de dérivation sont éloi- shunt line with the bypass line are remote
gnïes de la pompe à eau de refroidissement et qu'en outre le débit de liquide circulant dans la conduite de dérivation of the cooling water pump and that, in addition, the flow of liquid flowing in the bypass line
n'est pas défini, le chauffage rapide recherché peut diffi- is not defined, the rapid heating sought may
cilement être obtenu avec ce dispositif. cilating be obtained with this device.
En conséquence, l'invention a pour objet de confor- Accordingly, the object of the invention is to
mer un dispositif de chauffage de collecteur d'admission de moteur à combustion interne de façon que ce collecteur sea an intake manifold heater of internal combustion engine so that this manifold
d'admission chauffe rapidement au cours de la phase de chauf- In the heating phase, the heating
fage et, après obtention de la température de fonctionnement fage and, after obtaining the operating temperature
du moteur, présente une température facilitant la bonne mar- of the engine, has a temperature that facilitates good
che de ce dernier. Pour atteindre cet objectif selon l'inven- of the latter. To achieve this objective according to the invention
tion, le circuit auxiliaire comportant des conduites d'aller et de retour est branché sur le circuit de déviation de préférence au voisinage des raccords de refoulement et d'admission de la pompe montée dans une conduite du circuit principal et du circuit de dérivation, la proportion du the auxiliary circuit with return and return lines is connected to the deflection circuit, preferably in the vicinity of the discharge and intake ports of the pump mounted in a main circuit and branch circuit, the proportion of
débit de liquide total, circulant dans le circuit de dériva- total liquid flow, circulating in the derivatization circuit
tion et le circuit auxiliaire, qui parcourt le circuit auxi- liaire est de 20 à 40 % et un thermostat à trois voies est placé dans le circuit auxiliaire, thermostat qui, après l'obtention de la température de fonctionnement du moteur, and the auxiliary circuit, which runs through the auxiliary circuit is 20 to 40% and a three-way thermostat is placed in the auxiliary circuit, thermostat which, after obtaining the operating temperature of the engine,
détourne le débit de liquide circulant dans le circuit auxi- diverts the flow of liquid circulating in the
liaire vers le circuit principal jusqu'à obtention d'une to the main circuit until a
quantité résiduelle servant au chauffage partiel du collec- residual quantity used for partial heating of
teur d'admission.intake.
Les principaux avantages obtenus par l'invention con- The main advantages obtained by the invention
sistent en ce que, grâce au raccordement des conduites d'aller et de retour du circuit auxiliaire avec la pompe à liquide de refroidissement et à la proportion du débit de liquide in that, by connecting the return and return lines of the auxiliary circuit with the coolant pump and the proportion of the flow of liquid
circulant dans le circuit auxiliaire, on obtient un chauf- circulating in the auxiliary circuit, we obtain a heating
fage optimisé du collecteur d'admission au cours de la phase de chauffage. En outre, après l'obtention de la température de fonctionnement du moteur, le thermostat à trois voies garantit que le débit de liquide circulant dans le circuit auxiliaire est détourné vers le circuit principal jusqu'à obtention d'une quantité résiduelle servant au chauffage partiel du collecteur d'admission, de sorte que le collecteur d'admission présente, même pour cet état de fonctionnement du moteur à combustion interne, une température facilitant la marche du moteur, du fait que le chauffage partiel améliore l'émission des gaz d'échappement, le comportement dynamique Optimized firing of the intake manifold during the heating phase. In addition, after obtaining the operating temperature of the motor, the three-way thermostat ensures that the flow of liquid flowing through the auxiliary circuit is diverted to the main circuit until a residual amount is obtained for partial heating. of the intake manifold, so that the intake manifold has, even for this state of operation of the internal combustion engine, a temperature facilitating the running of the engine, because the partial heating improves the emission of gases from exhaust, dynamic behavior
et la consommation du moteur, dans ledit état. and the consumption of the engine, in said state.
On va décrire à présent avec davantage de détails un exemple d'exécution non limitatif de l'invention, représenté sur le dessin annexé dont: We will now describe in more detail an example of non-limiting embodiment of the invention, shown in the accompanying drawing of which:
La Fig. 1 est une vue oblique d'un moteur à combus- Fig. 1 is an oblique view of a combustion engine
tion interne comportant le dispositif de chauffage de collec- internal arrangement with the collective heating device
teur d'admission selon l'invention;intake manifold according to the invention;
La Fig. 2 est un diagramme à l'aide duquel le fonc- Fig. 2 is a diagram with which the function
tionnement du dispositif de chauffage du collecteur d'admis- of the heating device of the intake manifold
sion est décrit.sion is described.
Un moteur à combustion interne 1 représenté schémati- An internal combustion engine 1 represented schematically
quement comprend un bloc-moteur 2 qui comporte un collecteur d'admission 3. D'autres détails du moteur à combustion interne, it comprises an engine block 2 which comprises an intake manifold 3. Other details of the internal combustion engine,
tels que des ensembles supplémentaires, l'installation élec- such as additional assemblies, the electrical installation
trique et le système d'amenée de carburant, ne sont pas repré- the fuel system, are not
sentés. Le bloc-moteur 2 est relié à un système de refroidis- sented. The engine block 2 is connected to a cooling system
sement à liquide 4 qui comprend un radiateur 5. 4 which comprises a radiator 5.
Le collecteur d'admission 3 comporte un dispositif de chauffage 6 branché sur le système de refroidissement à liquide 4. Le système 4 comprend un circuit principal 7 et un circuit de dérivation 8. Le circuit principal 7 agit à la température The intake manifold 3 comprises a heating device 6 connected to the liquid cooling system 4. The system 4 comprises a main circuit 7 and a bypass circuit 8. The main circuit 7 acts at the temperature
de fonctionnement du moteur à combustion interne 1; le cir- operating the internal combustion engine 1; the cir-
cuit de dérivation 8 agit au cours de sa phase de chauffage, bypass 8 acts during its heating phase,
c'est-à-dire en évitant le radiateur 5. Le circuit de dériva- that is to say avoiding the radiator 5. The derivation circuit
tion 8 est piloté au moyen d'un thermostat 9. En outre, ce circuit de dérivation 8 est relié à un circuit auxiliaire 10 qui comporte une conduite d'aller 11 et une conduite de retour 12 qui sont reliés d'une part en 13, respectivement 14, au 8 is controlled by means of a thermostat 9. In addition, this bypass circuit 8 is connected to an auxiliary circuit 10 which comprises a feed line 11 and a return line 12 which are connected on the one , respectively 14,
collecteur d'admission 3 et, de l'autre, à une courte dis- intake manifold 3 and, on the other, a short
tance A, donc près, aux raccords de refoulement 15 et d'admis- A, therefore, close to the discharge and inlet
sion 16 d'une pompe 17. La pompe 17 est montée dans la con- 16 of a pump 17. The pump 17 is mounted in the con-
duite 18 qui fait partie à la fois du circuit principal 7 et pick 18 which is part of both the main circuit 7 and
du circuit de dérivation 8.branch circuit 8.
Le circuit auxiliaire 10 est formé dans la zone du The auxiliary circuit 10 is formed in the area of the
collecteur d'admission 3, par exemple, par une conduite annu- intake manifold 3, for example, by annular
laire incorporée 19 (représentée en traits mixtes) et il com- incorporated film 19 (shown in phantom) and
porte en 20 un thermostat à trois voies 21 qui débouche dans une conduite 22. Le thermostat 21 peut être incorporé dans le collecteur d'admission 3. La conduite 22 est reliée en 23 au door 20 a three-way thermostat 21 which opens into a pipe 22. The thermostat 21 can be incorporated in the intake manifold 3. The pipe 22 is connected at 23 to
circuit principal 7.main circuit 7.
Au cours du fonctionnement du moteur à combustion interne 1 pendant la phase de chauffage, le thermostat 9 pilote le circuit de dérivation 8, de façon que le courant de liquide mis en circulation par la pompe 17 s'écoule suivant la direction B indiquée par les lignes en tirets et pénètre During the operation of the internal combustion engine 1 during the heating phase, the thermostat 9 controls the bypass circuit 8, so that the flow of liquid circulated by the pump 17 flows in the direction B indicated by the dashed lines and penetrates
en 24 dans le bloc-moteur 2.at 24 in the engine block 2.
En même temps, le collecteur d'admission 3 est ali- At the same time, the intake manifold 3 is
menté en fluide à l'état liquide par la conduite d'aller 11, de sorte que le collecteur 3 est chauffé au moyen de la conduite annulaire 19 du dispositif de chauffage 6; en 14, le fluide pénètre de nouveau dans la conduite de retour 12. Le fluide 25 traversant le bloc-moteur 2 revient dans le fluid fluid in the liquid state via the feed line 11, so that the manifold 3 is heated by means of the annular pipe 19 of the heater 6; at 14, the fluid enters the return line 12 again. The fluid 25 passing through the engine block 2 returns to the
circuit de dérivation 8 par une tubulure de sortie 26. branch circuit 8 by an outlet pipe 26.
Du débit total de liquide circulant dans le circuit de dérivation 8 et le circuit auxiliaire 10, une fraction de 20 à 40 % circule dans le circuit auxiliaire, ce que l'on From the total flow of liquid flowing in the bypass circuit 8 and the auxiliary circuit 10, a fraction of 20 to 40% flows in the auxiliary circuit, which is
peut obtenir en choisissant les sections droites dans le sys- can get by choosing the straight sections in the system
tème de canalisations (en particulier du collecteur d'admis- duct system (in particular of the intake manifold
sion 3) du circuit auxiliaire 10.3) of the auxiliary circuit 10.
Lorsque la température de fonctionnement du moteur 1 When the engine operating temperature 1
a été atteinte, le thermostat 9 interdit le circuit de déri- has been reached, the thermostat 9 prohibits the circuit
vation 8 et le fluide à l'état liquide circule suivant la 8 and the fluid in the liquid state circulates according to
direction C indiquée en traits mixtes dans le circuit princi- direction C indicated in phantom in the main circuit.
pal 7, le fluide passant désormais par le radiateur 5. Dans cet état de fonctionnement du moteur, le thermostat 21 est pal 7, the fluid now passing through the radiator 5. In this operating state of the engine, the thermostat 21 is
également bloquant dans la direction du collecteur d'admis- also blocking in the direction of the intake manifold
sion 3, de sorte que la fraction essentielle du débit de sion 3, so that the essential fraction of the flow of
liquide du circuit auxiliaire 10 s'écoule suivant la direc- auxiliary circuit liquid 10 flows in accordance with
tion D symbolisée par des pointillés. Par la conduite 22, la fraction essentielle du débit de liquide parvient au circuit D symbol symbolized by dots. By line 22, the essential fraction of the liquid flow reaches the circuit
principal 7.principal 7.
Une fraction, d'environ 10 %, du débit de liquide du circuit auxiliaire 10 passe en outre par le collecteur d'admission 3, de sorte qu'on obtient un chauffage partiel A fraction, of about 10%, of the liquid flow of the auxiliary circuit 10 also passes through the intake manifold 3, so that a partial heating is obtained.
du collecteur d'admission 3. Pour y parvenir, on prévoit sim- 3. To achieve this, it is expected that
plement, sur la soupape de fermeture du thermostat 21 agis- on the closing valve of thermostat 21
sant dans la direction du collecteur d'admission, des ouver- in the direction of the intake manifold, open
tures, ce qu'on n'a pas représenté. what we did not represent.
Le diagramme de la Fig. 2 représente la vitesse de chauffage d'un collecteur d'admission connu et du collecteur d'admission 3 selon l'invention. On y a porté la température t en ordonnées et le temps s en abscisses. La courbe E indique la vitesse de chauffage du collecteur d'admission The diagram of FIG. 2 represents the heating rate of a known intake manifold and the intake manifold 3 according to the invention. The temperature t was plotted on the ordinates and the time s on the abscissa. Curve E indicates the heating rate of the intake manifold
connu, jusqu'à ce qu'il présente la température de fonc- until it shows the operating temperature
tionnement de 86 C souhaitée, ce qui prend neuf minutes. desired 86 C, which takes nine minutes.
Par contre, déjà au bout de quatre minutes, le collecteur d'admission 3 selon l'invention atteint cette température de fonctionnement, ce qu'indique la courbe G. By cons, already after four minutes, the intake manifold 3 according to the invention reaches this operating temperature, as indicated by the curve G.
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