FR3048027A1 - "moteur a combustion interne comportant des moyens de regulation de la temperature de l'air de suralimentation" - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un moteur (10) à combustion interne, notamment de véhicule automobile, comportant au moins un refroidisseur (40) d'air de suralimentation agencé en amont d'une partie (14) d'admission d'air du moteur (10) pour refroidir au moins un flux d'air (38) issu d'un compresseur (28) de suralimentation, au moins un conduit (62) de dérivation, dit de by-pass, dudit refroidisseur (40) d'air de suralimentation et des moyens (60) de régulation, caractérisé en ce que lesdits moyens (60) de régulation sont commandés en déplacement entre au moins une première position de fermeture du conduit (62) de dérivation et une deuxième position de fermeture du refroidisseur (40) d'air de suralimentation par une unité (ECU) de contrôle pour répartir le flux d'air (38) entre le refroidisseur (40) d'air de suralimentation et/ou le conduit (62) de dérivation afin d'en réguler la température (Tcoll) par rapport à au moins une valeur de consigne.

Description

"Moteur à combustion interne comportant des moyens de régulation de la température de l’air de suralimentation"
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION L’invention concerne un moteur à combustion interne comportant des moyens de régulation de la température de l’air de suralimentation.
La présente invention concerne plus particulièrement un moteur à combustion interne, notamment de véhicule automobile, comportant au moins un refroidisseur d’air de suralimentation agencé en amont d’une partie d’admission d’air du moteur pour refroidir au moins un flux d’air issu d’un compresseur de suralimentation, au moins un conduit de dérivation, dit de by-pass, dudit refroidisseur d’air de suralimentation et des moyens de régulation.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
On connaît de l’état de la technique des exemples de moteur à combustion interne notamment équipé d’un dispositif de refroidissement d’air de suralimentation comportant au moins un refroidisseur d’air de suralimentation et un conduit de dérivation associé permettant de le shunter (ou court-circuiter).
Dans un tel moteur à combustion interne, le refroidisseur d’air de suralimentation est utilisé pour refroidir le flux d’air issu du compresseur afin de réduire la température de l’air de suralimentation introduit dans les cylindres du moteur par une partie d’admission d’air.
Le refroidissement de l’air de suralimentation permet de réduire la charge thermique du moteur, la température des gaz d’échappement et, par conséquent, les émissions d’oxyde d’azote (NOx) et la consommation de carburant. L’air de suralimentation peut être refroidi de deux façons, soit par le liquide de refroidissement circulant notamment au travers du moteur, soit par l’air ambiant.
Dans le premier cas, le refroidisseur est par exemple un échangeur thermique de type air-eau tandis que dans le second cas il s’agit d’un échangeur thermique de type air-air qui est ventilé au moyen de la pression dynamique ou par une soufflante séparée.
En l’absence de circuit de refroidissement séparé, il n’est cependant pas possible d’abaisser la température de l’air de suralimentation en dessous de celle du liquide de refroidissement du moteur.
Cet inconvénient explique pourquoi les moteurs suralimentés par un compresseur sont presque exclusivement équipés d’un refroidisseur d’air de suralimentation refroidis par air, c’est-à-dire d’un échangeur thermique de type air-air.
Dans certaines conditions particulières, par exemple de faibles températures lors du démarrage et notamment lorsque la température extérieure de l’air est inférieure à 0°C, l’air de suralimentation issu du compresseur est avantageusement détourné vers un conduit de dérivation, dit de by-pass, du refroidisseur d’air de suralimentation de manière à diriger directement l’air de suralimentation vers l’admission du moteur sans que l’air ne subisse de refroidissement.
Des moyens de régulation du flux d’air de suralimentation sont agencés en entrée du conduit de dérivation afin d’ouvrir ou fermer, selon un fonctionnement dit « on/off », la circulation à travers ledit conduit de dérivation du refroidisseur d’air de suralimentation.
De tels moyens de régulation de la circulation de l’air de suralimentation associés à un conduit de dérivation ne donnent toutefois pas entière satisfaction et ne permettent notamment pas une régulation de la température de l’air de suralimentation.
De plus, de tels moyens de régulation « on/off » ne conviennent pas lorsque la perméabilité du refroidisseur d’air de suralimentation est supérieure à la perméabilité du conduit de dérivation.
En effet, au moins une partie de l’air de suralimentation est alors susceptible de circuler à travers le refroidisseur d’air de suralimentation malgré l’ouverture du conduit de dérivation par les moyens de régulation.
Si l’inconvénient principal d’une telle circulation d’air à travers le refroidisseur d’air de suralimentation est bien entendu d’affecter directement le fonctionnement du moteur cela n’est cependant pas le seul car cette circulation d’air participe également à la formation de condensais, tout particulièrement à l’intérieur du refroidisseur d’air de suralimentation.
Dans l’art antérieur, l’utilisation d’un conduit de dérivation dans les conditions particulières de température précitées permet de limiter la formation de tels condensais et plus particulièrement à l’intérieur du refroidisseur d’air de suralimentation pour autant que la perméabilité du conduit de dérivation soit supérieure à la perméabilité du refroidisseur d’air de suralimentation.
La formation de condensais est notamment issue d’une condensation de l’air comprimé circulant à l’intérieur du faisceau du refroidisseur d’air de suralimentation formé par un échangeur thermique de type air-air lorsque celui-ci est traversé par un air de refroidissement plus « froid » typiquement dans des conditions de températures basse ou inférieure à 0°C.
La formation de tels condensais est encore accrue en fonctionnement dans un moteur comportant un dispositif de recirculation des gaz d’échappement, plus généralement désigné par l’acronyme « EGR » pour « Exhaust Gas Recirculation » en anglais.
Le principe de la recirculation des gaz d’échappement (ou brûlés) consiste à introduire à l’admission du moteur un mélange formé d’air et d’une partie des gaz d’échappement.
Or le principe de recirculation des gaz d’échappement ou « EGR » est fréquemment utilisé dans les moteurs à combustion suralimentés, Diesel ou essence, en raison des objectifs de performances et de dépollution recherchés.
En effet, la recirculation des gaz d’échappement permet de limiter les émissions de NOx (à proportion de la fraction des gaz d’échappement recyclés) mais réduit toutefois les performances du moteur.
On distingue dans l’état de la technique deux types d’architecture de dispositif (ou système) de recirculation des gaz d’échappement, d’une part une recirculation « à haute pression » et, d’autre part, une recirculation « à basse pression ».
La recirculation à basse pression consiste à prélever les gaz d’échappement en aval de la turbine pour les réinjecter en amont du compresseur d’air de suralimentation (en variante en amont du refroidisseur d’air de suralimentation situé en aval du compresseur).
Par comparaison, la recirculation à haute pression consiste à prélever les gaz d’échappement en amont de la turbine (et non pas en aval) pour les réinjecter en aval du compresseur.
Le refroidissement de l’air de suralimentation prévu dans un dispositif de recirculation des gaz d’échappement, dit EGR, des moteurs actuels (Diesel ou à allumage commandé) est par exemple assuré par un ou des échangeurs thermique.
En fonction de la conception du dispositif de recirculation des gaz d’échappement, le refroidisseur d’air de suralimentation est avantageusement utilisé pour refroidir les gaz d’échappement mis en recirculation vers l’admission du moteur.
Lorsque la température de l’air extérieur (atmosphérique) est inférieure à zéro degré Celsius (0°C), les condensats présents dans le dispositif de refroidissement de l’air de suralimentation sont susceptibles de se solidifier en gelant, formant par exemple du givre ou de la glace dans le refroidisseur d’air de suralimentation, voire dans des moyens de récupération destinés à recueillir les condensais.
Les condensais peuvent alors former un bouchon plus ou moins important qui va s’opposer à la circulation de l’air vers l’admission du moteur et pouvant parfois aller jusqu’à empêcher le démarrage du moteur.
On recherche par conséquent des solutions permettant non seulement d’améliorer le fonctionnement du moteur en refroidissant sélectivement l’air de suralimentation pour en réguler la température de manière optimale mais également de prévenir la formation de condensats dans le refroidisseur d’air de suralimentation dans certaines conditions de température.
Le but de la présente invention est notamment de remédier à certains des inconvénients précités lorsque le moteur comporte un refroidisseur d’air de suralimentation présentant une perméabilité supérieure à celle du conduit de dérivation et de proposer une solution pour réguler précisément la température de l’air de suralimentation tout en limitant la formation de condensats.
BREF RESUME DE L’INVENTION
Dans ce but, l’invention propose un moteur à combustion interne du type décrit précédemment, caractérisé en ce que lesdits moyens de régulation sont commandés en déplacement par une unité de contrôle respectivement entre au moins une première position de fermeture et une deuxième position de fermeture pour répartir le flux d’air entre le refroidisseur d’air de suralimentation et/ou le conduit de dérivation afin d’en réguler la température par rapport à au moins une valeur de consigne.
Avantageusement, les moyens de régulation selon l’invention permettent d’interdire ou de limiter fortement la circulation d’air dans le refroidisseur d’air de suralimentation dans certaines conditions de températures et d’éviter alors également la formation de condensats.
Avantageusement, les moyens de régulation pilotés par l’unité de contrôle fonctionnent même lorsque la perméabilité du refroidisseur d’air de suralimentation est supérieure à la perméabilité du conduit de dérivation.
Grâce à la commande des moyens de régulation par l’unité de contrôle, la température de l’air de suralimentation est régulée de manière précise et dynamique par rapport à une valeur donnée de consigne de température limitant tout particulièrement la formation de gaz polluants (NOx, etc.) lors du cycle de combustion dans le moteur.
Selon d’autres caractéristiques de l’invention : - le moteur comporte au moins des moyens de mesure de température pour mesurer la température du flux d’air en aval du refroidisseur d’air de suralimentation et du conduit de dérivation ; - les moyens de régulation sont commandés par l’unité de contrôle en fonction d’au moins un paramètre de fonctionnement du moteur choisi notamment parmi un des paramètres suivants : le couple moteur, le régime moteur, la température extérieure, la température de l’eau d’un circuit du refroidissement du moteur, la température du flux d’air en aval du refroidisseur d’air de suralimentation et du conduit de dérivation ; - les moyens de régulation sont conformés pour qu’au moins un flux minimal d’air traverse le refroidisseur d’air de suralimentation lorsque lesdits moyens de régulation occupent ladite deuxième position de fermeture du refroidisseur d’air de suralimentation ; - ledit flux minimal d’air est utilisé au moins pour chauffer le refroidisseur d’air de suralimentation afin d’en éliminer au moins une partie de condensais ; - le moteur comporte des moyens de récupération pour collecter au moins une partie de condensais issus du refroidisseur d’air de suralimentation, les moyens de récupération étant agencés dans au moins un point bas de la partie d’admission d’air du moteur, en aval d'un faisceau du refroidisseur d’air de suralimentation ; le moteur comporte des moyens de chauffage commandés sélectivement lorsque la température extérieure est inférieure ou égale à 0°C pour chauffer au moins lesdits condensais recueillis par les moyens de récupération afin de provoquer un changement d’état d’au moins une partie desdits condensats ; - les moyens de régulation sont montés mobile entre : • la première position de fermeture dans laquelle la circulation du flux d’air à travers le conduit de dérivation est interrompue, • la deuxième position de fermeture dans laquelle la circulation du flux d’air à travers le refroidisseur d’air de suralimentation est interrompue, et • au moins une position intermédiaire de régulation entre lesdites première et deuxième positions de fermeture dans laquelle le flux d’air circule respectivement à travers le refroidisseur d’air de suralimentation et le conduit de dérivation ; - les moyens de régulation comportent au moins un volet qui est monté pivotant autour d’un axe entre au moins lesdites première et deuxième positions de fermeture ; - les moyens de régulation comportent au moins un premier volet agencé en entrée du refroidisseur d’air de suralimentation et un deuxième volet agencé dans le conduit de dérivation, lesdits premier et deuxième volets étant liés en rotation à une barre et décalés angulairement l’un par rapport à l’autre d’un angle déterminé de manière que lesdits premier et deuxième volets ne puissent fermer simultanément la circulation dans le refroidisseur d’air de suralimentation et dans le conduit de dérivation.
Avantageusement, la circulation d’un flux minimal à travers le refroidisseur d’air de suralimentation provoque ou à tout le moins participe à l’obtention d’un changement d’état des condensats et à leur élimination vers l’admission du moteur.
De préférence, le moteur comporte des moyens de chauffage qui sont commandés sélectivement en fonction notamment de la valeur de la température extérieure de manière à chauffer les condensats recueillis par des moyens de récupération et notamment associés au refroidisseur d’air de suralimentation.
Avantageusement, les condensats sont susceptibles d’être au moins en partie liquéfiés, voire évaporés, lorsqu’une solidification est intervenue ou pour s’opposer à une telle solidification.
Avantageusement, l’invention permet de conserver les avantages d’un refroidisseur d’air de suralimentation formé par un échangeur thermique de type air-air tout en supprimant au moins une partie des inconvénients.
Grâce à quoi, une solution alternative est proposée par rapport à celle d’équiper un moteur avec un échangeur thermique de type air-eau, notamment plus complexe et plus cher.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique qui représente un exemple de réalisation d’un moteur à combustion interne comportant un dispositif de refroidissement d’air de suralimentation comportant des moyens de régulation agencés en entrée du refroidisseur d’air de suralimentation et du conduit de dérivation ; - les figures 2A, 2B et 2C sont des vues schématiques qui représentent un premier mode de réalisation de moyens de répartition formés par un volet pivotant et qui illustrent respectivement ledit volet dans la première position de fermeture du conduit de dérivation, dans une position intermédiaire de régulation et dans la deuxième position de fermeture du refroidisseur d’air de suralimentation ; - les figures 3A, 3B et 3C sont des vues schématiques qui représentent un deuxième mode de réalisation de moyens de répartition formés par une paire de vannes, dites papillon, respectivement liées en rotation par une barre et qui illustrent lesdits moyens de répartition dans la première position de fermeture du conduit de dérivation, dans une position intermédiaire de régulation et dans la deuxième position de fermeture du refroidisseur d’air de suralimentation ; - la figure 4 est un diagramme logique qui illustre un exemple de mise en oeuvre de l’invention à un moteur selon le l’exemple de réalisation représenté à la figure 1.
DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES
Dans la suite de la description, on adoptera par convention et de manière non limitative, l’utilisation des termes « amont >> et « aval » en référence au sens de circulation des gaz, notamment l’air de suralimentation et les gaz d’échappement en recirculation, ou encore « haut » et « bas » en référence à une orientation verticale V correspondant à la gravité terrestre.
Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par les mêmes références.
On a représenté sur la figure 1, un exemple de réalisation d’un moteur 10 à combustion interne, notamment destiné à équiper un véhicule automobile (non représenté).
Dans l’exemple de la figure 1, le moteur 10 est un moteur suralimenté, Diesel ou essence, comportant notamment des cylindres 12, ici quatre cylindres représentés schématiquement.
Le moteur 10 comporte, en amont, une partie 14 d’admission par laquelle est notamment admis l’air destiné à être mélangé au carburant dans les cylindres 12.
Le moteur 10 de type suralimenté comporte un dispositif 15 de refroidissement d’air de suralimentation qui sera décrit plus en détails ultérieurement.
La partie 14 d’admission du moteur 10 comporte au moins un conduit 16 d’admission relié par exemple aux cylindres 12 du moteur 10 par un collecteur 18 d’admission.
Le moteur 10 comporte, en aval, une partie 20 d’échappement destinée à permettre l’évacuation des gaz d’échappement (ou brûlés) lors de la combustion.
La partie 20 d’échappement du moteur 10 comporte au moins un conduit 22 d’échappement relié par exemple aux cylindres 12 du moteur 10 par un collecteur 24 d’échappement.
Le conduit 22 d’échappement comporte au moins une turbine 26 destinée à être entraînée par les gaz d’échappement et reliée par un axe d’entraînement (non représenté) à un compresseur 28 d’air de suralimentation destiné à comprimer notamment l’air frais introduit dans la partie 14 d’admission du moteur 10.
En variante, le compresseur 28 de l’air de suralimentation est un compresseur électrique.
De préférence, le moteur 10 comporte au moins un dispositif 25 de post-traitement des gaz d’échappement, par exemple un filtre à particules, pour assurer une dépollution des gaz d’échappement rejetés vers l’extérieur, soit dans l’atmosphère.
Avantageusement, le moteur 10 à combustion interne comporte un dispositif 30 de recirculation des gaz d’échappement, dit EGR.
Le dispositif 30 de recirculation des gaz d’échappement comporte au moins un conduit 32 de recirculation d’une partie des gaz d’échappement pour injecter sélectivement ces gaz d’échappement dans la partie 14 d’admission du moteur 10.
Le conduit 32 de recirculation des gaz d’échappement est relié à la partie 20 d’échappement pour prélever une partie des gaz d’échappement désignée ci-après par la référence 34 et par au moins une flèche sur la figure 1. L’autre partie des gaz d’échappement est évacuée par le conduit 22 d’échappement à l’extérieur du véhicule, dans l’atmosphère.
Avantageusement, les gaz 34 d’échappement mis en recirculation par l’intermédiaire du conduit 32 du dispositif 30 de recirculation des gaz d’échappement ainsi que les autres gaz d’échappement évacués sont respectivement préalablement traités par le filtre 25 à particules.
Le conduit 32 de recirculation des gaz d’échappement est raccordé à une extrémité au conduit 22 d’échappement et à l’autre extrémité au conduit 16 d’admission.
De préférence, le dispositif 30 de recirculation des gaz du moteur 10 est ainsi un dispositif EGR du type « basse pression » dont le conduit 32 de recirculation des gaz d’échappement est raccordé d’une part au conduit 22 d’échappement en aval du filtre 25 à particules et, d’autre part, au conduit 16 d’admission en amont du compresseur 28.
En variante et tel qu’indiqué précédemment, le moteur 10 pourrait ne pas comporter un tel dispositif 30 de recirculation des gaz ou encore comporter un dispositif 30 de recirculation des gaz de type « à haute pression ».
De préférence, le dispositif 30 de recirculation des gaz d’échappement comporte au moins un échangeur 35 thermique qui est agencé dans le conduit 32 de recirculation des gaz d’échappement. L’échangeur 35 thermique est destiné à refroidir les gaz d’échappement circulant dans le conduit 32 de recirculation des gaz d’échappement et utilise par exemple le liquide de refroidissement circulant à travers le moteur comme fluide caloporteur.
En variante non représentée, le dispositif 30 de recirculation des gaz d’échappement comporte un conduit de dérivation, dit de by-pass, de l’échangeur 35 thermique et des moyens de régulation associés, tels qu’une vanne.
Selon cette variante, le conduit de dérivation de l’échangeur 35 thermique se raccorde au conduit 32 de recirculation des gaz d’échappement, respectivement à une extrémité en amont de l’échangeur 35 thermique et à l’autre extrémité en aval de l’échangeur 35 thermique.
De préférence, les moyens de régulation associés au conduit de dérivation de l’échangeur 35 thermique sont agencés à l’extrémité dudit conduit reliée au conduit 32 de recirculation des gaz d’échappement en amont de l’échangeur 35 thermique.
Le dispositif 30 de recirculation des gaz d’échappement comporte des moyens 36 de régulation pour réguler en fonctionnement la quantité de gaz d’échappement introduite dans la partie 14 d’admission.
Les moyens 36 de régulation sont par exemple constitués par une vanne, communément appelée vanne EGR.
Le raccordement du conduit 32 de recirculation des gaz d’échappement en aval du filtre 25 à particules permet avantageusement de limiter l’encrassement de la vanne 36.
La vanne 36 est agencée dans le conduit 32 de recirculation des gaz d’échappement, respectivement en amont du raccordement dudit conduit 32 avec le conduit 16 d’admission et du compresseur 28 d’air de suralimentation.
Sur la figure 1, on a représenté par une flèche de l’air 38 atmosphérique qui, provenant de l’extérieur du véhicule, est avantageusement préalablement filtré par des moyens de filtration (non représentés) du moteur 10.
En fonctionnement, l’air 38 (encore appelé parfois « air frais ») est destiné à être comprimé par le compresseur 28 d’air de suralimentation avant d’être injecté dans la partie 14 d’admission du moteur 10.
En fonction de paramètres de fonctionnement du moteur 10, la vanne 36 du dispositif 30 de recirculation des gaz d’échappement est commandée en ouverture pour introduire dans l’air 38 une quantité déterminée des gaz 34 d’échappement issus de la recirculation afin d’obtenir un mélange.
Dans la suite de la description, la lettre « F » désigne de manière non limitative un flux d’air constitué au moins d’air 38 et comportant ou non des gaz 34 d’échappement issus de la recirculation selon la position ouverte ou fermée occupée par la vanne 36.
Ce flux F d’air comprenant de l’air 38 mélangé ou non avec des gaz 34 d’échappement mis en recirculation est ensuite comprimé par le compresseur 28 avant d’être dirigé par l’intermédiaire du conduit 16 d’admission vers le moteur 10.
Tel qu’indiqué précédemment, le moteur 10 suralimenté comporte un dispositif 15 de refroidissement d’air de suralimentation pour refroidir sélectivement ledit flux F issu du compresseur 28.
Le dispositif 15 de refroidissement d’air de suralimentation comporte au moins un refroidisseur 40 d’air de suralimentation pour refroidir le flux F d’air.
Dans l’exemple de réalisation, le refroidisseur 40 d’air de suralimentation est destiné à refroidir en aval du compresseur 28 de suralimentation de l’air 38 ou un mélange formé d’air 38 et de gaz 34 d’échappement issus de la recirculation réalisée par l’intermédiaire du dispositif 30 de recirculation des gaz d’échappement.
Le refroidissement du flux F d’air en augmente avantageusement la densité permettant alors d’injecter plus de carburant, au bénéfice final d’un meilleur mélange et par conséquent l’obtention de meilleures performances du moteur.
Dans l’exemple de réalisation du moteur 10, le refroidissement des gaz d’échappement mis en recirculation est réalisé une première fois au moyen de l’échangeur 35 thermique agencé dans le conduit 32 de recirculation du dispositif 30 de recirculation des gaz d’échappement, puis une deuxième fois au moyen du refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
Avantageusement, les gaz 34 d’échappement en recirculation sont susceptibles d’être refroidis successivement dans l’échangeur 35 thermique puis dans le refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
En variante, on peut simplifier le dispositif 30 de recirculation des gaz d’échappement en supprimant un tel échangeur 35 thermique qui s’avère souvent aussi encombrant que coûteux. Le refroidissement des gaz 34 d’échappement en recirculation est alors réalisé une seule fois par l’intermédiaire du refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
Tel que représenté sur la figure 1, le refroidisseur 40 d’air de suralimentation est agencé dans le conduit 16 d’admission respectivement en aval dudit compresseur 28 de suralimentation et en amont de la partie 14 d’admission, plus précisément du collecteur 18 d’admission.
Le refroidisseur 40 d’air de suralimentation est avantageusement un échangeur thermique de type air-air.
Le refroidisseur 40 d’air de suralimentation est un comporte principalement un faisceau 42 de tubes dans lesquels circule le flux F issu du compresseur 28 de suralimentation et qui est destiné à être refroidi par de l’air de refroidissement provenant de la pression dynamique du véhicule, ou encore ventilé par une soufflante séparée.
Le refroidisseur 40 d’air de suralimentation comporte à chaque extrémité du faisceau 42 respectivement une entrée 44 et une sortie 46, généralement formée par une boîte raccordée au faisceau 42.
Pendant les phases de démarrage du moteur 10 où au moins de l’air 38 parfois humide est admis à une température inférieure à 100°C ou encore lors du refroidissement, la vapeur d’eau peut se condenser à l’intérieur du refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
Avantageusement, le refroidisseur 40 d’air de suralimentation comporte des moyens 48 de récupération pour collecter au moins une partie de ces produits de condensation, ci-après appelés condensais 50.
On assiste tout particulièrement à la formation de tels condensais 50 pendant les phases de démarrage et de fonctionnement à froid du moteur 10.
On a représenté sur la figure 1 les condensais 50 par des points afin de les matérialiser.
Avantageusement, les moyens 48 de récupération destinés à recueillir au moins une partie des condensais 50 issus du refroidisseur 40 d’air de suralimentation sont agencés dans au moins un point bas de la partie 14 d’admission d’air du moteur 10, en aval du refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
Lorsque le moteur 10 comporte un dispositif 30 de recirculation des gaz d’échappement comme dans l’exemple de réalisation, les gaz 34 d’échappement mis en recirculation dans le comportent par exemple des nitrates, des sulfures, des chlorures et des composés susceptibles de générer des acides forts ou faibles en présence d’eau liquide que comporte de tels condensats 50.
Ainsi, les condensats 50 forment alors avec les gaz 34 d’échappement des acides susceptibles d’attaquer les matériaux, en particulier ceux constituant les parois du refroidisseur 40 d’air de suralimentation qui sont généralement réalisées en aluminium.
De tels acides corrosifs sont susceptibles d’attaquer les parois du refroidisseur 40 d’air de suralimentation et de l’endommager, en provoquant notamment des percements dans les matériaux utilisés, voire encore des défaillances du moteur 10 pour des raisons qui seront détaillées ultérieurement en relation notamment avec la température extérieure de l’air.
De préférence, le refroidisseur 40 d’air de suralimentation est agencé sensiblement verticalement suivant la flèche V représentée sur la figure 1 de manière à permettre un écoulement par gravité des condensats 50 vers les moyens 48 de récupération.
On se reportera par exemple au document FR-2.893.677 au nom de la Demanderesse dans lequel est décrit un tel agencement vertical du refroidisseur d’air de suralimentation.
Selon les enseignements de ce document, il est connu d’agencer le refroidisseur d’air de suralimentation sensiblement verticalement pour permettre un écoulement naturel des condensats 50 vers les moyens 48 de récupération situés en partie basse afin de les recueillir.
Les condensats 50 sont ensuite susceptible d’être éliminés en fonctionnement en étant emportés par le flux F traversant le refroidisseur 40 jusqu’à être introduit à l’admission du moteur 10 à combustion interne.
On se reportera avantageusement à ce document pour de plus amples détails sur l’agencement et/ou la conception d’un tel refroidisseur d’air de suralimentation destiné à être utilisé dans un moteur à combustion interne comportant un dispositif de recirculation des gaz d’échappement.
En variante, ledit refroidisseur 40 d’air de suralimentation est toutefois susceptible d’être agencé différemment, par exemple sensiblement horizontalement.
Les explications qui viennent d’être données ne constituent toutefois qu’un exemple non limitatif. En effet, la formation de condensats 50 dans le refroidisseur 40 d’air de suralimentation n’est pas limitée au moteur 10 comportant un dispositif 30 de recirculation des gaz d’échappement, « à basse pression » comme « à haute pression ».
Cependant, les futures normes de dépollution vont nécessiter lorsque le moteur 10 comporte un tel dispositif 30 de recirculation des gaz d’échappement d’en étendre l’utilisation à des températures plus basses, favorisant encore davantage la formation de condensats 50 dans le refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
Le refroidisseur 40 d’air de suralimentation étant agencé sensiblement verticalement, les moyens 48 de récupération sont par exemple intégrés à la boîte formant la sortie 46 qui est disposée en partie basse du refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
Avantageusement, les moyens 48 de récupération sont réalisés dans des matériaux appropriés aptes à résister aux acides présents dans les condensats 50 recueillis.
Dans certaines conditions de fonctionnement, en particulier lorsque la température extérieure de l’air est inférieure ou égale à 0°C, les condensats 50 recueillis sont susceptibles de geler et en se solidifiant d’obstruer alors tout ou partie de la section, s’opposant au passage du flux F d’air.
On illustrera ci-après ces problèmes au moyen d’un exemple toutefois donné à titre non limitatif.
Lors de l’utilisation du véhicule, le fonctionnement du moteur 10 va s’accompagner d’une production de condensais 50 pouvant être plus ou moins importante selon certaines conditions (température, pression, régime moteur, etc.).
Après un arrêt prolongé du véhicule, comme une nuit de stationnement, une température extérieure négative est alors susceptible de provoquer une solidification des condensais 50 non éliminés recueillis par les moyens 48 de récupération.
Or, les conséquences d’une telle solidification peuvent être importantes et aller jusqu’à empêcher le démarrage du moteur 10 du véhicule, typiquement le lendemain matin.
Avantageusement, le dispositif 15 de refroidissement d’air de suralimentation du moteur 10 comporte des moyens 52 de chauffage pour chauffer les condensais 50 recueillis par les moyens 48 de récupération.
Les moyens 52 de chauffage sont destinés à provoquer un changement d’état des condensais 50 par exemple après un arrêt et plus généralement de s’opposer à leur solidification dans certaines conditions de température.
Grâce à la chaleur produite par les moyens 52 de chauffage, au moins une partie des condensais 50 est en effet susceptible d’être au moins liquéfiée. Selon la puissance de chauffe développée par lesdits moyens 52 de chauffage, les condensais 50 sont susceptibles d’être évaporés, ce qui tend à améliorer le démarrage du moteur 10 pour des températures extérieures inférieures à 0°C.
Pour reprendre l’exemple précédent, les moyens 52 de chauffage vont permettre de liquéfier, c’est à dire de faire fondre, tout ou partie des condensais 50 présents au niveau des moyens 48 de récupération et se trouvant notamment à l’état de glace en raison de la température extérieure inférieure ou égale à 0°C.
En outre, tout ou partie des condensais 50 est apte à changer d’état, passant d’un état de liquide à un état de vapeur. Pour ce faire, le temps durant lequel lesdits moyens 52 de chauffage sont à l’état actif est prolongé.
Avantageusement, à l’état de vapeur, les condensais 50 se diluent dans le flux F d’air comprimé circulant en direction de l’admission, notamment par aspiration au niveau de la sortie du refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
De préférence, les moyens 52 de chauffage sont agencés au voisinage des moyens 48 de récupération des condensais 50 et comportent au moins une résistance électrique.
Avantageusement, les moyens 52 de chauffage comportent une ou plusieurs résistances électriques qui sont susceptibles d’être agencées au niveau et/ou à proximité des moyens 48 de récupération afin de pouvoir chauffer lesdits condensais 50.
De préférence, le moteur 10 comporte des moyens 54 de mesure de température, tels qu’une sonde, pour mesurer une température (TApe) au niveau desdits moyens 48 de récupération des condensais 50. La sonde 54 peut être intégrée dans la boîte collectrice de sortie du refroidisseur 40 d’air de suralimentation 40.
Avantageusement, les moyens 52 de chauffage sont respectivement commandés entre un état passif et un état actif, état actif dans lequel lesdits moyens 52 de chauffage produisent de la chaleur pour chauffer les condensais 50.
Dans le cas de moyens 52 de chauffage formés par au moins une résistance électrique, l’état actif est obtenu en alimentant électriquement au moins une résistance de chauffage et l’état passif en interrompant l’alimentation électrique.
Lorsque les moyens 52 de chauffage sont formés par une ou des résistances électriques, on limite avantageusement la consommation électrique en ne les alimentant pas en permanence mais en les commandant sélectivement, respectivement entre lesdits états passif et actif.
De préférence, les moyens 52 de chauffage sont commandés sélectivement en fonction d’au moins un paramètre de fonctionnement tel que la température extérieure et/ou la température (Tape) mesurée par les moyens 54 de mesure de température.
Avantageusement, le moteur 10 comporte au moins des moyens 56 de mesure de température pour mesurer la température (Tcoll) du flux F en aval du refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
De préférence, le moteur 10 comporte des moyens 57 de mesure de température pour mesurer la température (Tave) en entrée du refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
De préférence, le moteur 10 comporte des moyens 58 de mesure de température pour mesurer la température (Tapc) en aval du compresseur 28.
Les différents moyens 54, 56, 57, 58 de mesure de température sont par exemple formés par une sonde ou un capteur.
Outre le refroidisseur 40 d’air de suralimentation, le dispositif 15 de refroidissement d’air de suralimentation du moteur 10 selon l’exemple de la figure 1 comporte au moins des moyens 60 de régulation et un conduit 62 de dérivation, dit de by-pass, du refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
Dans l’art antérieur, des moyens 60 de régulation agencés seulement dans le conduit 62 de dérivation ne donnent satisfaction que lorsque la perméabilité du refroidisseur 40 d’air de suralimentation est inférieure à la perméabilité du conduit 62 de dérivation.
En effet, lorsque la perméabilité du refroidisseur 40 d’air de suralimentation est supérieure à la perméabilité du conduit 62 de dérivation, au moins une partie du flux F d’air de suralimentation circule alors à travers le refroidisseur 40 d’air de suralimentation malgré l’ouverture du conduit 62 de dérivation par les moyens 60 de régulation.
Tel qu’expliqué précédemment, l’inconvénient principal d’une telle circulation d’air à travers le refroidisseur 40 d’air de suralimentation ne réside pas uniquement dans le fait d’affecter le fonctionnement du moteur 10 (perte de charge, etc.).
Une telle circulation d’air participe en effet également à la formation de condensais 50, tout particulièrement à l’intérieur du refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
Les conditions de fonctionnement pour lesquelles on recherche à shunter (court-circuiter) le refroidisseur 40 d’air de suralimentation du moteur 10 en ouvrant le conduit 62 de dérivation avec les moyens 60 de régulation correspondent également aux conditions dans lesquelles la formation de condensais 50 est importante.
Conformément à l’invention, les moyens 60 de régulation sont commandés en déplacement entre au moins une première position de fermeture et une deuxième position de fermeture par une unité 64 de contrôle pour répartir le flux F d’air entre le refroidisseur 40 d’air de suralimentation et/ou le conduit 62 de dérivation afin d’en réguler la température (Tcoll) par rapport à une température de consigne.
Dans l’exemple de réalisation, la première position de fermeture correspond à une fermeture du conduit 62 de dérivation et la deuxième position de fermeture à celle du refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
Les moyens 56 de mesure de température sont utilisés pour mesurer la température (Tcoll) du flux F d’air en aval du refroidisseur 40 d’air de suralimentation et du conduit 62 de dérivation et délivrer un signal représentatif de ladite température (Tcoll) mesurée à l’unité 64 de contrôle qui commande en position lesdits moyens 60 de régulation.
Avantageusement, l’ensemble des moyens 54, 56, 57, 58 de mesure de température est relié à l’unité 64 de contrôle du moteur 10 afin de délivrer un signal représentatif de la température mesurée.
Les moyens 60 de régulation sont commandés par l’unité 64 de contrôle en fonction d’au moins un paramètre de fonctionnement du moteur 10 choisi notamment parmi un des paramètres suivants : le couple moteur, le régime moteur, la température extérieure, la température de l’eau d’un circuit du refroidissement du moteur, la température (TColl) du flux F d’air en aval du refroidisseur 40 d’air de suralimentation et du conduit 62 de dérivation.
De préférence, les moyens 60 de régulation sont conformés pour qu’au moins un flux F0 minimal d’air traverse le refroidisseur 40 d’air de suralimentation lorsque lesdits moyens 60 de régulation occupent ladite deuxième position de fermeture du refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
Avantageusement, le flux F0 minimal d’air est susceptible d’être utilisé pour au moins « chauffer » le refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
Une telle circulation d’un flux Fo minimal d’air à travers le refroidisseur 40 d’air de suralimentation permet d’éliminer au moins une partie de condensats 50 qu’ils soient présents à l’intérieur du faisceau 42 ou recueillis dans des moyens 48 de récupération.
On décrira ci-après en référence aux figures 2A à 2C, un premier mode de réalisation de tels moyens 60 de régulation.
Dans ce premier mode, les moyens 60 de régulation comportent un volet 65 qui est monté pivotant autour d’un axe A entre au moins lesdites première et deuxième positions de fermeture.
Le volet 65 constitue un organe mobile qui est commandé sélectivement en déplacement par l’unité 64 de contrôle.
Tel qu’illustré sur la figure 2A, le volet 65 formant les moyens 60 de régulation occupe la première position de fermeture dans laquelle le volet 65 interrompt la circulation du flux F d’air à travers le conduit 62 de dérivation.
Dans cette première position de fermeture des moyens 60 de régulation, le flux F d’air issu du compresseur 28 circule par conséquent à travers le refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
La figure 2B représente le volet 65 formant les moyens 60 de régulation dans la deuxième position de fermeture dans laquelle ledit volet 65 interrompt la circulation du flux F d’air à travers le refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
De préférence, le volet 65 n’obture pas totalement l’entrée 44 du refroidisseur 40 d’air de suralimentation et présente un jeu « j » calibré de manière à laisser un flux F0 minimal d’air traversé le refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
Dans ladite deuxième position de fermeture des moyens 60 de régulation, le flux F d’air circule principalement vers l’admission du moteur 10 en empruntant le conduit 62 de dérivation ouvert.
Tel que représenté sur la figure 2C, les moyens 60 de régulation formé par le volet 65 sont susceptibles d’occuper au moins une position intermédiaire, dite de régulation, entre lesdites première et deuxième positions de fermeture.
En position intermédiaire, le volet 65 autorise une circulation du flux F d’air respectivement à travers le refroidisseur 40 d’air de suralimentation et à travers le conduit 62 de dérivation.
Le flux F d’air issu du compresseur 28 se divise alors en un premier flux F1 qui s’écoule par le conduit 62 de dérivation et en un deuxième flux F2 qui s’écoule à travers le refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
Avantageusement, les moyens 60 de régulation tels que le volet 65 dans ce premier mode de réalisation sont susceptibles d’occuper plusieurs positions intermédiaires afin de répartir le flux F d’air entre le conduit 62 de dérivation d’une part et le refroidisseur 40 d’air de suralimentation d’autre part.
En commandant sélectivement la position occupée par les moyens 60 de régulation, l’unité 64 de contrôle est apte à réguler la température (Tcoll) de l’air de suralimentation par rapport à une température de consigne.
On décrira ci-après par comparaison avec les figures 2A à 2C, un deuxième mode de réalisation des moyens 60 de régulation représentés sur les figures 3A, 3B et 3C.
Dans ce deuxième mode de réalisation, les moyens 60 de régulation comportent au moins un premier volet 66 agencé dans le conduit 62 de dérivation et un deuxième volet 68 agencé en entrée 44 du refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
Le premier volet 66 et le deuxième volet 68 sont solidaires d’une barre 70 qui est montée mobile en rotation. La barre 70 est par exemple reliée à un actionneur (non représenté) que commande l’unité 64 de contrôle.
Le premier volet 66 et le deuxième volet 68 sont décalés angulairement l’un par rapport à l’autre d’un angle déterminé, par exemple 90°, de manière que lesdits premier et deuxième volets ne puissent fermer simultanément la circulation dans le conduit 62 de dérivation et dans le refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
De manière connue, de tels moyens 60 de régulation sont encore appelés vannes de type « papillon ».
Comme pour le premier mode de réalisation, les figures 3A à 3C illustrent lesdites positions de fermeture et une des positions intermédiaires de régulation des moyens 60 de régulation.
La figure 3A représente le premier volet 66 en position ouverte tandis que le deuxième volet 68 occupe la deuxième position de fermeture du refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
Le flux F d’air s’écoule alors principalement à travers le conduit 62 de dérivation à l’exception du flux F0 minimal d’air traversant le refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
De préférence, le deuxième volet 68 est conformé pour ne pas obturer complètement l’entrée 44 du refroidisseur 40 d’air de suralimentation et autorise ainsi la circulation d’un flux F0 minimal d’air à travers le refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
La figure 3B illustre inversement le deuxième volet 68 en position ouverte tandis que le premier volet 66 occupe la première position de fermeture du conduit 62 de dérivation.
Dans ces positions respectives des volets 66 et 68, la totalité du flux F d’air traverse le refroidisseur 40 d’air de suralimentation, le conduit 62 de dérivation étant fermé.
La figure 3C illustre une position intermédiaire de régulation des volets 66 et 68 formant les moyens 60 de régulation.
Grâce au décalage angulaire entre le premier volet 66 et le deuxième volet 68, le flux F d’air se divise entre un premier flux F1 qui traverse le conduit 62 de dérivation et un deuxième flux F2 qui traverse le refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
En commandant la rotation de la barre 70, l’unité 64 de contrôle permet de modifier la position des volets 66 et 68 et ce faisant de faire varier le refroidissement en jouant respectivement sur le rapport entre chacun desdits premier flux F1 et deuxième flux F2.
Lorsque le premier flux F1 traversant le refroidisseur 40 d’air de suralimentation est supérieur au deuxième flux F2 empruntant le conduit 62 de dérivation, le refroidissement de l’air de suralimentation est alors plus important grâce à quoi il est possible d’en réguler la température (Tcoll) par rapport à une température de consigne.
On a représenté sur la figure 4 un diagramme logique pour illustrer un exemple d’étapes mises en œuvre par l’unité 64 de contrôle du moteur 10 pour réaliser la régulation de la température (Tcoll) de l’air suralimentation à l’admission du moteur 10.
Une première étape E1 consiste à mesurer au moins la température extérieure de l’air atmosphérique pour déterminer si la température extérieure est supérieure ou inférieure à une température de 0°C.
Lorsque des conditions de température basse ou négative sont mesurées pour l’air extérieur, la température (Tapc) mesurée par les moyens 58 de mesure agencés en aval du compresseur 28 et en amont des moyens 60 de régulation est alors généralement inférieure à la valeur de consigne souhaitée pour la température (Tcoll) de l’air suralimentation à l’admission du moteur 10.
Une deuxième étape E2 consiste à commander les moyens 60 de régulation pour ouvrir le conduit 62 de dérivation lorsque la température extérieure de l’air atmosphérique mesurée à la première étape E1 est basse ou tout particulièrement inférieure à une température de 0°C.
Les moyens 60 de régulation occupent par conséquent la deuxième position de fermeture du refroidisseur 40 d’air de suralimentation telle qu’illustrée par exemple sur les figures 2B ou 3A.
Le flux F d’air issu du compresseur 28 circule par conséquent directement dans le conduit 62 de dérivation jusqu’à l’admission sans être refroidi à travers le refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
De préférence, une partie très réduite dudit flux F d’air correspondant au flux F0 traverse le refroidisseur 40 d’air de suralimentation lorsque les moyens 60 de régulation sont conformés tel qu’illustré sur les figures 2B et 3A.
La troisième étape E3 consiste à démarrer le moteur 10 à combustion interne. Le moteur 10 fonctionne sans utiliser le refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
La quatrième étape E4 consiste à commander sélectivement les moyens 52 de chauffage pour chauffer les condensais 50 afin de provoquer un changement d’état de l’état solide vers l’état liquide.
Grâce à cette première étape E1, on détermine également lorsque le moteur 10 comporte des moyens 52 de chauffage si un chauffage doit ou non être effectué en raison d’un risque de gel, de solidification, des condensais 50 présents notamment dans les moyens 48 de récupération.
On rappelle que la température de 0°C correspond à la température de seuil en deçà de laquelle l’eau présente dans les condensais 50 va changer d’état, passant de l’état liquide à l’état solide (glace).
Les moyens 52 de chauffage occupent par défaut l’état passif dans lequel il n’y a pas de chauffage afin d’optimiser la consommation électrique lorsqu’au moins une résistance est utilisée.
Si la température mesurée lors de l’étape E1 est par exemple supérieure à la température de 0°C, les moyens 52 de chauffage sont alors maintenus à l’état passif.
Si la température mesurée lors de l’étape E1 est inférieure à la valeur seuil de 0°C, les moyens 52 de chauffage sont alors activés pour chauffer les condensats 50.
Avantageusement, les moyens 52 de chauffage sont commandés par l’unité 64 de contrôle de l’état passif à l’état actif lorsque, ladite la température extérieure étant inférieure ou égale à 0°C, les condensats 50 recueillis par les moyens 48 de récupération sont susceptibles de se solidifier.
Par rapport au paramètre de température extérieure, on comprendra que les moyens 52 de chauffage peuvent être utilisés tant lors de la phase de démarrage comme dans l’exemple qu’ultérieurement au cours d’une phase de fonctionnement du moteur 10 afin notamment mais non exclusivement de prévenir une nouvelle solidification des condensais 50.
Avantageusement, les moyens 52 de chauffage peuvent aussi être utilisés pour réchauffer l’air de suralimentation afin d’atteindre plus rapidement la valeur de consigne de la température (Tcoll) de l’air suralimentation.
La quatrième étape E4 de chauffe est réalisée au plus tard après la troisième étape E3 de démarrage du moteur 10.
En variante, la quatrième étape E4 pourrait être mise en œuvre en parallèle des étapes E2 et E3, notamment dès lors que la température extérieure de l’air atmosphérique mesurée à la première étape E1 est basse ou tout particulièrement inférieure à une température de 0°C.
Grâce à la deuxième étape E2 d’ouverture du conduit 62 de dérivation, le démarrage du moteur 10 peut être effectué sans risque de rencontrer de problème lié à la présence de condensais 50 gelés de nature à compromettre le bon fonctionnement du moteur 10 en obstruant l’admission.
Les moyens 52 de chauffage sont maintenus à l’état actif pendant au moins une durée déterminée, par exemple fixée pour varier en fonction de la valeur de la température extérieure mesurée.
Par comparaison, une durée de chauffage de l’ordre de 5 secondes pour une résistance d’une puissance de 1 kW serait sensiblement équivalente à celle de la phase de préchauffage réalisée lors du démarrage d’un moteur de type Diesel avec des bougies de préchauffage.
Avantageusement, le chauffage est imperceptible par le conducteur et ne retarde en rien le démarrage du moteur 10.
De préférence, une cinquième étape E5 est mise en œuvre pour déterminer le maintien ou la cessation du chauffage selon la quatrième étape E4.
Avantageusement, le moteur 10 selon la figure 1 comporte des moyens 54 de mesure de la température (Tape) intérieure au niveau desdits moyens 48 de récupération des condensats 50 qui sont utilisés pour commander sélectivement les moyens 52 de chauffage.
La cinquième étape E5 consiste à mesurer, par exemple avec lesdits moyens 54 de mesure, la température intérieure au niveau des condensats 50 recueillis par les moyens 48 de récupération.
En fonction de la valeur « S » de la température (Tape) intérieure mesurée par les moyens 54 de mesure, on commande ou non l’interruption du chauffage par les moyens 52 de chauffage.
Si la température (Tape) intérieure mesurée par les moyens 54 est par exemple supérieure à 0°C, les moyens 52de chauffage passent alors de l’état actif à l’état passif occupé initialement, dans le cas contraire le chauffage selon la quatrième étape E4 est poursuivi jusqu’à la prochaine mesure de la température (Tape) intérieure.
Au cours de la cinquième étape, les moyens 54 de mesure de la température au niveau desdits moyens 48 de récupération des condensats 50 sont utilisés pour ajuster la durée de chauffage et commander lesdits moyens 52 de chauffage en fonction de la valeur « S » ladite température (TApe) mesurée.
En variante, la cinquième étape E5 peut être supprimée si la quatrième étape E4 est prévue par défaut pour une durée déterminée avant d’être automatiquement arrêtée ou encore en l’absence de tels moyens 54 de mesure.
La durée de chauffage par les moyens 52 de chauffage peut avantageusement varier en fonction de la température extérieure, augmentant par exemple lorsque la valeur négative de ladite température extérieure augmente.
Bien que prédéterminée, la durée de chauffage peut par exemple varier selon une table de valeurs en fonction de la valeur de la température extérieure mesurée.
Bien entendu le cas d’un démarrage du moteur 10 ne constitue qu’un exemple non limitatif et tel qu’indiqué précédemment les moyens 52 de chauffage sont également susceptibles d’être utilisés lors du fonctionnement du moteur 10 de manière à éviter la solidification des condensais 50, soit la formation de glace ou de givre au niveau des moyens 48 de récupération.
Tel serait en particulier le cas si la température mesurée par les moyens 54 de mesure de la température au niveau des moyens 48 de récupération était à nouveau inférieure à 0°C après avoir procédé à l’arrêt du chauffage par les moyens 52 de chauffage.
En variante non représentée, la cinquième étape E5 pourrait être répétée de manière itérative avec un intervalle de temps donné pour déterminer si les moyens 52 de chauffage doivent demeurer à l’état passif ou au contraire être à nouveau alimentés pour passer à l’état actif.
Grâce aux moyens 52 de chauffage, les condensais 50 sont au moins en partie à l’état liquide et ainsi susceptibles d’être éliminés dans le moteur 10 en fonctionnement.
Avantageusement, lorsque les moyens 60 de régulation sont conformés pour, le flux F0 minimal d’air permet d’éliminer les condensais 50 au fur et à mesure du chauffage réalisé par les moyens 52 de chauffage selon la quatrième étape E4.
En effet grâce au chauffage réalisé à la quatrième étape E4, les condensais 50 sont au moins en partie à l’état liquide et vont pouvoir être éliminés et cela malgré une température extérieure qui est inférieure ou égale à 0°C.
La sixième étape E6 consiste à commander sélectivement au moyen de l’unité 64 de contrôle la position des moyens 60 de régulation pour réguler en température le flux F d’air de suralimentation.
Pour ce faire une septième étape E7 de détermination de la température de l’air de suralimentation est mise en œuvre afin que l’unité 64 de contrôle s’il convient ou non de rétablir une circulation totale ou partielle à travers le refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
Avantageusement, les moyens 56 de mesure sont utilisés pour mesurer la température (Tcoll) et la valeur mesurée est ensuite comparée avec une valeur de consigne.
Si la valeur de la température (Tcoll) mesurée est supérieure à ladite valeur de consigne cela signifie que tout ou partie du flux F d’air a désormais besoin d’être refroidi par le refroidisseur 40 de suralimentation.
La huitième étape E8 consiste alors à commander au moyen de l’unité 64 de contrôle le déplacement des moyens 60 de régulation pour quitter la deuxième position de fermeture du refroidisseur 40 d’air de suralimentation.
La commande de la position des moyens 60 de régulation par l’unité (64) de contrôle est réalisée en fonction d’au moins un paramètre de fonctionnement du moteur 10 choisi notamment parmi un des paramètres suivants : le couple moteur, le régime moteur, la température extérieure, la température de l’eau d’un circuit du refroidissement du moteur, la température (Tcoll) du flux F d’air en aval du refroidisseur 40 d’air de suralimentation et du conduit 62 de dérivation.
Les moyens 60 de régulation sont par exemple commandés en fonction de la valeur de la température (TColl) mesurée pour être déplacés vers la première position de fermeture du conduit 62 de dérivation ou vers une position intermédiaire entre la deuxième position de fermeture et la première position de fermeture.
Si la valeur de la température (Tcoll) mesurée est inférieure à ladite valeur de consigne cela signifie que le flux F d’air n’a toujours pas besoin d’être refroidi.
Une neuvième étape E9 consiste alors à maintenir les moyens 60 de régulation dans la deuxième position de fermeture du refroidisseur 40 d’air de suralimentation afin que le flux F d’air continue de circuler dans le conduit 62 de dérivation.
Selon l’invention et les étapes qui viennent d’être décrites lesdits moyens 60 de régulation sont commandés sélectivement en déplacement, respectivement entre au moins une première position de fermeture du conduit 62 de dérivation et une deuxième position de fermeture du refroidisseur 40 d’air de suralimentation, par l’unité 64 de contrôle.
Avantageusement, les moyens 60 de régulation commandés par ladite unité 64 permettent de répartir le flux F d’air entre le refroidisseur 40 d’air de suralimentation et/ou le conduit (62) de dérivation afin d’en réguler la température (Tcoll) par rapport à au moins une valeur de consigne.
La dixième étape E10 correspond à une étape finale et au retour à des conditions normales de fonctionnement du moteur 10.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Moteur (10) à combustion interne, notamment de véhicule automobile, comportant au moins un refroidisseur (40) d’air de suralimentation agencé en amont d’une partie (14) d’admission d’air du moteur (10) pour refroidir au moins un flux (F) d’air issu d’un compresseur (28) de suralimentation, au moins un conduit (62) de dérivation, dit de by-pass, dudit refroidisseur (40) d’air de suralimentation et des moyens (60) de régulation, caractérisé en ce que lesdits moyens (60) de régulation sont commandés en déplacement entre au moins une première position de fermeture et une deuxième position de fermeture par une unité (64) de contrôle pour répartir le flux (F) d’air entre le refroidisseur (40) d’air de suralimentation et/ou le conduit (62) de dérivation afin d’en réguler la température (Tcoll) par rapport à au moins une valeur de consigne.
  2. 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur (10) comporte au moins des moyens (56) de mesure de température pour mesurer la température (Tcoll) du flux (F) d’air en aval du refroidisseur (40) d’air de suralimentation et du conduit (62) de dérivation.
  3. 3. Moteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens (60) de régulation sont commandés par l’unité (64) de contrôle en fonction d’au moins un paramètre de fonctionnement du moteur (10) choisi notamment parmi un des paramètres suivants : le couple moteur, le régime moteur, la température extérieure, la température de l’eau d’un circuit du refroidissement du moteur, la température (Tcoll) du flux (F) d’air en aval du refroidisseur (40) d’air de suralimentation et du conduit (62) de dérivation.
  4. 4. Moteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens (60) de régulation sont conformés pour qu’au moins un flux (F0) minimal d’air traverse le refroidisseur (40) d’air de suralimentation lorsque lesdits moyens (60) de régulation occupent ladite deuxième position de fermeture du refroidisseur (40) d’air de suralimentation.
  5. 5. Moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit flux (F0) minimal d’air est utilisé au moins pour chauffer le refroidisseur (40) d’air de suralimentation afin d’en éliminer au moins une partie de condensats (50).
  6. 6. Moteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur (10) comporte des moyens (48) de récupération pour collecter au moins une partie de condensats (50) issus du refroidisseur (40) d’air de suralimentation, les moyens (48) de récupération étant agencés dans au moins un point bas de la partie (14) d’admission d’air du moteur (10), en aval d’un faisceau du refroidisseur (40) d’air de suralimentation.
  7. 7. Moteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moteur (10) comporte des moyens (52) de chauffage commandés sélectivement lorsque la température extérieure est inférieure ou égale à 0°C pour chauffer au moins lesdits condensats (50) recueillis par les moyens (48) de récupération afin de provoquer un changement d’état d’au moins une partie desdits condensats (50).
  8. 8. Moteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens (60) de régulation sont montés mobile entre : - la première position de fermeture dans laquelle la circulation du flux d’air (38) à travers le conduit (62) de dérivation est interrompue, - la deuxième position de fermeture dans laquelle la circulation du flux d’air (38) à travers le refroidisseur (40) d’air de suralimentation est interrompue, et - au moins une position intermédiaire de régulation entre lesdites première et deuxième positions de fermeture dans laquelle le flux (F) d’air circule respectivement à travers le refroidisseur (40) d’air de suralimentation et le conduit (62) de dérivation.
  9. 9. Moteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens (60) de régulation comportent au moins un volet qui est monté pivotant autour d’un axe entre au moins lesdites première et deuxième positions de fermeture.
  10. 10. Moteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens (60) de régulation comportent au moins un premier volet agencé en entrée du refroidisseur (40) d’air de suralimentation et un deuxième volet agencé dans le conduit (62) de dérivation, lesdits premier et deuxième volets étant liés en rotation à une barre et décalés angulairement l’un par rapport à l’autre d’un angle déterminé de manière que lesdits premier et deuxième volets ne puissent fermer simultanément la circulation dans le refroidisseur (40) d’air de suralimentation et dans le conduit (62) de dérivation.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2726865C1 (ru) * 2019-11-11 2020-07-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" Система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0646702A1 (fr) * 1993-10-05 1995-04-05 RENAULT VEHICULES INDUSTRIELS Société Anonyme dite: Procédé et dispositif de commande d'un fluide traversant un boîtier de dérivation et système équipé d'un tel dispositif pour réguler l'air de suralimentation d'un moteur à combustion interne
FR2883039A1 (fr) * 2005-03-14 2006-09-15 Renault Sas Moteur a combustion interne avec un systeme de vanne pour reguler le taux de gaz de recirculation dans le melange d'admission, et le vehicule automobile comprenant un tel moteur
FR2909720A1 (fr) * 2006-12-06 2008-06-13 Audi Ag Moteur a combustion interne et procede d'exploitation d'un moteur a combustion interne
WO2009130083A1 (fr) * 2008-04-24 2009-10-29 Valeo Systemes Thermiques Circuit de refroidissement de gaz et procede de refroidissement de gaz
US20130000612A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Ford Global Technologies, Llc Method for operating an internal combustion engine with charge-air cooler

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0646702A1 (fr) * 1993-10-05 1995-04-05 RENAULT VEHICULES INDUSTRIELS Société Anonyme dite: Procédé et dispositif de commande d'un fluide traversant un boîtier de dérivation et système équipé d'un tel dispositif pour réguler l'air de suralimentation d'un moteur à combustion interne
FR2883039A1 (fr) * 2005-03-14 2006-09-15 Renault Sas Moteur a combustion interne avec un systeme de vanne pour reguler le taux de gaz de recirculation dans le melange d'admission, et le vehicule automobile comprenant un tel moteur
FR2909720A1 (fr) * 2006-12-06 2008-06-13 Audi Ag Moteur a combustion interne et procede d'exploitation d'un moteur a combustion interne
WO2009130083A1 (fr) * 2008-04-24 2009-10-29 Valeo Systemes Thermiques Circuit de refroidissement de gaz et procede de refroidissement de gaz
US20130000612A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Ford Global Technologies, Llc Method for operating an internal combustion engine with charge-air cooler

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2726865C1 (ru) * 2019-11-11 2020-07-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" Система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС

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