FR2536463A1

FR2536463A1 - DEVICE FOR PREVENTABLY HEATING SUCTION AIR OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: FR2536463A1
Application number: FR8318384A
Authority: FR
Inventors: Jorg Abthoff; Hans-Dieter Schuster; Karlwalter Schmidt; Manfred Boenki
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1982-11-20
Filing date: 1983-11-18
Publication date: 1984-05-25
Also published as: GB8330218D0; IT8323753A0; GB2130301A; IT1172442B; JPS59103952A; DE3243001A1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE CHAUFFAGE PREALABLE DE L'AIR D'ASPIRATION D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE. DANS LEDIT DISPOSITIF, EN VUE D'EVITER DES INFLUENCES NEGATIVES EXERCEES SUR LE COMPORTEMENT EN SERVICE D'UN MOTEUR 5 A COMBUSTION INTERNE, L'AIR D'ASPIRATION CHAUFFE PAR CE MOTEUR INFLUENCE UN ECHANGEUR DE CHALEUR 8 RACCORDE AU CIRCUIT 22 DE LUBRIFIANT OU AU CIRCUIT DU FLUIDE DE REFROIDISSEMENT DUDIT MOTEUR 5. APPLICATION AU CHAUFFAGE PREALABLE DE L'AIR COMBURANT D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE.THE INVENTION RELATES TO A DEVICE FOR PRE-HEATING THE SUCTION AIR OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE. IN THIS DEVICE, WITH A VIEW TO AVOIDING NEGATIVE INFLUENCES ON THE OPERATION BEHAVIOR OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE 5, THE SUCTION AIR HEATED BY THIS ENGINE INFLUENCES A HEAT EXCHANGER 8 CONNECTED TO LUBRICANT CIRCUIT 22 OR TO THE COOLING FLUID CIRCUIT OF THE ENGINE 5. APPLICATION TO THE PREHEATING OF THE COMBUSTION AIR OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE.

Description

La présente invention se rapporte à un dispositif de chauffage préalableThe present invention relates to a preheating device

de l'air d'aspiration d'une machine ou moteur à combustion interne comprenant un circuit de lubrifiant, un groupe d'aspiration d'air renfermant un volet de commande, ainsi qu'un groupe d'échappement des gaz dans lequel est installé un échangeur de chaleur parcouru suction air of a machine or internal combustion engine comprising a lubricant circuit, an air suction unit enclosing a control flap, and a gas exhaust unit in which is installed a heat exchanger traveled

par l'air d'aspiration dudit moteur à combustion interne. by the suction air of said internal combustion engine.

On connait déjà, d'après le document DE-B-2 650 946, un dispositif de chauffage préalable de l'air d'asniration d'un moteur à combustion interne, dans lequel le conduit des gaz d'échappement est entouré par tronçons d'une enveloppe tubulaire, l'air comburant étant aspiré et chauffé dans la chambre intermédiaire ainsi formée L'inconvénient réside cependant dans le fait que l'air d'aspiration du moteur peut atteindre une température à laquelle le carburant se DE-B-2 650 946 already discloses a device for pre-heating the combustion air of an internal combustion engine, in which the exhaust gas duct is surrounded by sections. of a tubular casing, the combustion air being sucked and heated in the intermediate chamber thus formed The disadvantage however lies in the fact that the engine suction air can reach a temperature at which the fuel is

vaporise déjà dans le carburateur ou dans les buses d'in- already vaporizes in the carburetor or

jection, ce qui peut provoquer une combustion par secousses. jection, which may cause jarring combustion.

L'invention a pour objet d'éviter qu'une influence négative soit exercée sur le comportement de fonctionnement du moteur à combustion interne, en utilisant la chaleur des gaz d'échappement dudit moteur, en vue de raccourcir The object of the invention is to prevent a negative influence being exerted on the operating behavior of the internal combustion engine, by using the heat of the exhaust gases of said engine, with a view to shortening

la phase d'échauffement de ce dernier. the heating phase of the latter.

Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que deux échangeurs de chaleur parcourus en série par l'air d'aspiration du moteur à combustion interne sont installés dans un conduit de dérivation qui entoure According to the invention, this object is achieved by the fact that two heat exchangers passed in series by the suction air of the internal combustion engine are installed in a bypass duct which surrounds

le volet de commande, le premier de ces échangeurs, par- the control component, the first of these exchangers,

couru par l'air d'aspiration dudit moteur, étant disposé dans le groupe d'échappement des gaz de ce moteur tandis que le second échangeur, parcouru par l'air d'aspiration du moteur, est influencé par le circuit de lubrifiant de run by the suction air of said engine, being disposed in the exhaust gas group of the engine while the second exchanger, traversed by the suction air of the engine, is influenced by the lubricant circuit of

ce dernier.this last.

Dans une variante de réalisation présentant par ailleurs les mêmes caractéristiques, le second échangeur de chaleur parcouru par l'air d'aspiration du moteur à In an alternative embodiment which also has the same characteristics, the second heat exchanger traversed by the suction air of the engine to

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combustion interne est influencé par le circuit de fluide internal combustion is influenced by the fluid circuit

de refroidissement dudit moteur.cooling said engine.

Le dispositif conformément à l'invention présente l'avantage que le fluide de refroidissement ou le lubrifiant du moteur à combustion interne est chauffé plus rapidement, ce qui fait qu'un dispositif de chauffage de l'habitacle d'un véhicule automobile peut disposer en permanence d'une chaleur de chauffage Une surchauffe de l'air d'aspiration ne peut pas se produire parce que cet air est refroidi dans le second échangeur de chaleur, ce qui évite le risque The device according to the invention has the advantage that the cooling fluid or the lubricant of the internal combustion engine is heated more rapidly, so that a heating device of the passenger compartment of a motor vehicle can dispose in Permanence of heating heat Overheating of the suction air can not occur because this air is cooled in the second heat exchanger, which avoids the risk

d'une vaporisation prématurée du carburant. premature vaporisation of the fuel.

L'invention va à présent être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 illustre un dispositif de chauffage préalable de l'air d'aspiration d'un moteur à combustion interne, dans lequel l'air d'aspiration chauffé entre en The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings by way of non-limiting examples and in which FIG. 1 illustrates a device for preheating the suction air of an internal combustion engine. wherein the heated suction air enters into

échange thermique avec le circuit du fluide de refroidisse- heat exchange with the cooling fluid circuit

ment dudit moteur; et la figure 2 représente un dispositif de chauffage préalable de l'air d'aspiration d'un moteur à combustion interne, dans lequel l'air d'aspiration chauffé entre en échange thermique avec le circuit de lubrifiant dudit moteur. Un groupe d'aspiration, portant la référence 1 said engine; and FIG. 2 shows a device for preheating the suction air of an internal combustion engine, in which the heated suction air enters in heat exchange with the lubricant circuit of said engine. A suction group, bearing the reference 1

sur la figure 1, comprend un tube d'aspiration 2, un con- in FIG. 1, comprises a suction tube 2, a

duit de dérivation 3 et un tube collecteur d'aspiration 4 qui est fixé sur une machine ou moteur 5 à combustion bypass pipe 3 and a suction pipe 4 which is fixed on a machine or combustion engine 5

interne en même temps qu'un groupe 6 d'échappement des gaz. internal at the same time as a group 6 exhaust gases.

Le conduit de dérivation 3 présente des échangeurs de chaleur 7 et 8 L'échangeur 7 est parcouru, d'une part, par les gaz d'échappement du moteur 5 et, d'autre part, par l'air d'aspiration de ce moteur L'échangeur 8 est traversé 1 d'une part, par l'air d'aspiration chauffé et, d'autre part, par le fluide de refroidissement dudit moteur 5 Un volet de commande 9 est installé dans le tube d'aspiration 2 et il est relié par l'intermédiaire d'un levier d'articulation 13 à un organe de réglage 10 à The bypass duct 3 has heat exchangers 7 and 8. The exchanger 7 is traversed, on the one hand, by the exhaust gases of the engine 5 and, on the other hand, by the suction air of this motor The heat exchanger 8 is traversed 1 on the one hand, by the heated suction air and, on the other hand, by the cooling fluid of said motor 5 A control flap 9 is installed in the suction tube 2 and it is connected via a hinge lever 13 to an adjusting member 10 to

membrane Une chambre de travail 14 de cet organe 10 com- membrane A working chamber 14 of this organ 10 com-

munique avec le tube collecteur d'aspiration par l'inter- médiaire d'une valve 12 du type trois voies influencée with the suction collection tube via a valve 12 of the three-way type influenced by

par la température du moteur, ainsi que d'un conduit 11. by the engine temperature, as well as a duct 11.

Un ressort de traction 15 est intercalé entre une patte d'appui 16 et le levier d'articulation 13 Le fluide de refroidissement d'un circuit de refroidissement 21 du moteur est dirigé, en passant par un conduit 17, vers une zone de raccordement de l'échangeur de chaleur 8, pour être ensuite réintroduit dans-ledit circuit de refroidissement dans une région 19 au moyen d'un conduit 18, à partir d'une A tension spring 15 is interposed between a support lug 16 and the hinge lever 13. The cooling fluid of a cooling circuit 21 of the engine is directed, via a conduit 17, to a connection zone of the heat exchanger 8, to be then reintroduced into-said cooling circuit in a region 19 by means of a conduit 18, from a

zone de prélèvement dudit échangeur 8. sampling zone of said exchanger 8.

Pendant la phase d'échauffement du moteur 5, la During the warm-up phase of the engine 5, the

valve 12 du type trois voies occupe une position de commu- valve 12 of the three-way type occupies a position of

tation telle que la chambre de travail 14 est sollicitée. such that the working chamber 14 is requested.

par la dépression prédominante dans le tube collecteur d'aspiration 4 La dépression provenant de ce tube 4 et régnant dans la chambre 14 de l'organe de réglage 10 a pour effet que cet organe 10, par l'intermédiaire du levier d'articulation 13, fait pivoter le volet de commande 9 à sa position dans laquelle il obture la superficie de la by the predominant depression in the suction tube 4 The vacuum from this tube 4 and in the chamber 14 of the adjusting member 10 has the effect that the member 10, through the hinge lever 13 , rotates the control flap 9 to its position in which it closes the surface of the

section du tube d'aspiration 2 (ralenti) L'air d'aspira- section of the suction tube 2 (idle) The suction air

tion du moteur 5 parcourt le conduit de dérivation 3 et il est chauffé dans l'échangeur de chaleur 7 Cet air d'aspiration chauffé entre en échange thermique avec le fluide de refroidissement du moteur 5 dans l'échangeur 8, The motor 5 passes through the bypass duct 3 and is heated in the heat exchanger 7. This heated suction air enters into heat exchange with the engine cooling fluid 5 in the exchanger 8.

ce qui fait que la température du fluide de refroidisse- so that the temperature of the cooling fluid

ment est accrue et que la température de l'air d'aspiration est approximativement identique à celle de ce fluide de refroidissement. Lorsqu'un papillon d'étranglement 20 se déplace à une position de fonctionnement sous charge partielle du moteur 5 & combustion interne, la dépression régnant dans le tube collecteur d'aspiration 4 diminuesi bien que, par l'intermédiaire du levier d'articulation 13, l'organe de réglage 10 fait basculer le volet de commande de manière que celui-ci obture partiellement la section du tube d'aspiration 2 Par suite de la résistance à l'écoulement opposée par ledit volet de commande dans ledit tube 2, l'air d'aspiration destiné au moteur 5 circule en partie par le The temperature of the suction air is approximately the same as that of the coolant. When a throttle valve 20 moves to a partial load operating position of the engine 5 & internal combustion, the negative pressure in the intake manifold 4 decreases, although through the hinge lever 13 , the adjusting member 10 tilts the control flap so that it partially closes the section of the suction tube 2 As a result of the resistance to flow opposite by said control flap in said tube 2, l suction air for the motor 5 circulates in part by the

conduit de dérivation 3 et en partie par le tube d'aspira- bypass duct 3 and partly by the suction pipe

tion 2.tion 2.

Lorsque la température de fonctionnement du moteur a combustion interne est atteinte, la valve 12 du type trois voie est amenée à une position d'obturation telle que la communication entre la chambre de travail 14 et le tube collecteur d'aspiration 4 est interrompue, et que ladite chambre 14 est sollicitée par la pression de l'air ambiant Le ressort de traction 15 imprime au volet de commande 9 un pivotement à une position dans laquelle la When the operating temperature of the internal combustion engine is reached, the valve 12 of the three-way type is brought to a closed position such that the communication between the working chamber 14 and the suction collection tube 4 is interrupted, and said chamber 14 is urged by the ambient air pressure The traction spring 15 prints the control flap 9 pivotally at a position in which the

section du tube d'aspiration 2 n'est pas influencée nota- section of the suction tube 2 is not influenced nota-

blement La résistance à l'écoulement dans le conduit de dérivation 3 est tellement grande que l'air d'aspiration circule exclusivement par le tube d'aspiration 2 Il ne The flow resistance in the bypass duct 3 is so great that the suction air circulates exclusively through the suction tube 2.

se produit plus aucun chauffage de cet air d'aspiration. No more heating of this suction air occurs.

Par rapport à l'exemple de réalisation selon la figure 1, la forme de réalisation de l'invention illustrée sur la figure 2 se distingue seulement par le fait que l'échangeur de chaleur 8 est traversé, non pas par le circuit de refroidissement 21 du moteur 5 à combustion Compared to the embodiment according to FIG. 1, the embodiment of the invention illustrated in FIG. 2 is distinguished only by the fact that the heat exchanger 8 is traversed, not by the cooling circuit 21. 5 combustion engine

interne, mais par un circuit 22 du lubrifiant de ce moteur. internal, but by a circuit 22 of the lubricant of this engine.

Dans une autre variante de réalisation de l'in- In another variant embodiment of the invention,

vention, un chauffage du fluide de refroidissement ou du lubrifiant du moteur peut être assuré par un courant d'air indépendant de l'air d'aspiration Dans ce cas, un the cooling fluid or lubricant of the motor can be supplied by an air flow independent of the suction air. In this case, a

échangeur de chaleur subit l'influence des gaz d'échappe- heat exchanger is influenced by exhaust gases.

ment du moteur et il est parcouru par de l'air ambiant refoulé par une soufflerie L'air ambiant chauffé sollicite un échangeur de chaleur qui est traversé par le fluide de refroidissement ou par le lubrifiant du moteur à combustion interne Cet air ambiant peut aussi, par exemple, être ajouté à l'air d'aspiration dudit moteur Une telle solu- tion comporte l'avantage qu'aucune modification ne doit être apportée au tube d'aspiration, et que l'air ambiant The heated ambient air requires a heat exchanger which is traversed by the cooling fluid or by the lubricant of the internal combustion engine. This ambient air can also, in the case of the engine, be traversed by ambient air discharged by a blower. for example, be added to the suction air of said engine Such a solution has the advantage that no modification must be made to the suction tube, and that the ambient air

chauffé peut être réglé indépendamment de l'air d'aspira- heated can be adjusted independently of the suction air

tion.tion.

Lorsqu'on utilise un système d'injection mécani- When a mechanical injection system is used

que exempt d'entraînement, il est nécessaire d'installer that free of drive, it is necessary to install

la sonde de volume d'air à un endroit du groupe d'aspira- the air volume probe at a point in the suction group

tion dans lequel la quantité totale d'air d'aspiration in which the total amount of suction air

peut être détectée.can be detected.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, It goes without saying that many modifications can be made to the device described and shown,

sans sortir du cadre de l'invention. without departing from the scope of the invention.

Claims

A device for preheating the suction air of a machine or internal combustion engine comprising a lubricant circuit, an air suction unit enclosing a control flap, and an exhaust group of gas in which is installed a heat exchanger traversed by the suction air of said internal combustion engine, characterized by the fact that two heat exchangers (7, 8) passed in series by -10 the suction air of said internal combustion engine are

installed in a bypass duct (3) that surrounds the-

said control flap (9), the first (7) of these exchangers, traversed by the suction air of said engine, being disposed in the group (6) for exhausting gases from this engine (5), while the second exchanger (8), traversed by the suction air of the engine, is influenced by the circuit (22)

of lubricant of this engine (5).

2 Apparatus for preheating the suction air of a machine or internal combustion engine comprising a lubricant circuit, an air suction unit enclosing a control flap, and an exhaust group of gas in which is installed a heat exchanger traversed by the suction air of said internal combustion engine, characterized in that two heat exchangers (7, 8) passed in series by the suction air of said engine internal combustion are

installed in a bypass duct (3) that surrounds the-

said control flap (9), the first (7) of these exchangers, traversed by the suction air of said engine, being arranged in the group (6) for exhausting the gases of this engine (5),

while the second exchanger (8), traversed by the air of as-

of the engine, is influenced by the circuit (21) of the

cooling fluid of this engine (5).