MODULE D'ALIMENTATION EN AIR D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE SURALIMENTE AIR SUPPLY MODULE OF A SUPERIOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
[0001] L'invention a pour objet un module d'admission d'air d'un moteur à combustion interne suralimenté ainsi qu'un procédé d'alimentation en air d'un tel moteur [0002] Les véhicules automobiles comportent généralement des échangeurs de chaleur destinés à refroidir ou bien à réchauffer les fluides nécessaires à leur fonctionnement. [0003] Plus particulièrement, compte tenu des exigences requises en termes de puissance pour les nouvelles motorisations, il est classique de disposer dans la ligne d'admission d'air du moteur, un compresseur destiné à comprimer l'air devant être admis dans les chambres de combustion. Toutefois, l'air comprimé a tendance à se 1s dilater en sortie du compresseur. Aussi, afin de maintenir la densité de l'air acquise en sortie du compresseur, il est nécessaire de le refroidir. C'est pourquoi, il est également classique de rencontrer en aval du compresseur un échangeur de chaleur apte à refroidir l'air circulant dans la ligne d'admission. Cet échangeur de chaleur est 20 habituellement le Refroidisseur Air de Suralimentation (RAS). Ce refroidissement se fait généralement au travers d'un échangeur air/air implanté dans le bloc avant du véhicule. [0004] Cependant, pour satisfaire aux exigences de performance et de compacité d'architecture, le document de l'art antérieur 25 FR2840363 propose de refroidir l'air de suralimentation à l'aide d'un RAS à eau disposé à proximité du répartiteur d'admission d'air du moteur. Le refroidissement s'effectue alors à l'aide d'un circuit d'eau circulant à l'aide d'une pompe électrique, entre le RAS à eau et un échangeur air/eau situé en façade avant du véhicule. [0005] Toutefois, même si dans la majorité des conditions de roulage l'air doit être le plus frais possible à l'entrée du moteur pour améliorer le remplissage de celui-ci, l'évolution des normes de dépollutions peut exiger de l'air chaud dans certaines conditions de roulage. C'est notamment le cas lorsqu'il est nécessaire de régénérer un filtre à particules ou bien lors du démarrage du moteur froid qui génère trop de monoxyde de carbone et d'hydrocarbures imbrûlés. [0006] Pour favoriser les économies d'énergie on tend à produire des véhicules de petites tailles, équipés de moteur de relativement io faibles cylindrées mais dont le brio est assuré au moyen d'un turbocompresseur. De plus, les équipements de dépollution type filtre à particules tendent à se généraliser même pour ce type de véhicules. Il devient donc souhaitable de permettre déquiper également ce type de véhicule d'un refroidisseur d'air de suralimentation associé à un by- 15 pass pour les phases de vie du véhicule dans lequel le refroidissement des gaz frais en sortie de compresseur n'est pas souhaité. [0007] Selon l'invention, ce but est atteint par un module d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne comportant un refroidisseur d'air de suralimentation et un by-pass du refroidisseur, 20 caractérisé en ce que le by-pass est intégré dans une enveloppe du refroidisseur d'air de suralimentation. [0008] Dans une variante dans laquelle le refroidisseur d'air de suralimentation comportant une zone de convergence de l'air suralimenté refroidi, apte à être raccordée à un répartiteur d'air du 25 moteur, le module est tel que le by-pass débouche dans cette zone de convergence. [0009] Dans une variante, la zone de convergence forme de plus un plénum d'un répartiteur d'admission d'air du moteur. [0010] Dans une variante, le by-pass comporte une dérivation dont 30 l'entrée est située dans une zone de divergence en entrée du refroidisseur d'air de suralimentation. [0011] Dans une variante, le by-pass comporte une dérivation dont l'entrée est située dans une zone de divergence en entrée du refroidisseur d'air de suralimentation. Avantageusement, le passage des gaz dans le by-pass étant commandé au moyen d'une vanne pilotée, caractérisé cette vanne est placée dans la zone de divergence (21), au niveau de la dérivation. [0012] Dans une variante, le by-pass comporte une dérivation dont l'entrée est située sur une amenée d'air en amont du refroidisseur d'air io de suralimentation. Avantageusement, le module peut alors comporter des moyens d'obturation aptes à bloquer l'entrée de l'air suralimenté une zone de divergence du refroidisseur d'air de suralimentation et à autoriser son passage dans la dérivation [0013] Dans une variante dans laquelle le le passage des gaz dans is le by-pass est commandé au moyen d'une vanne pilotée, caractérisé en ce que ladite vanne est placée dans la zone de convergence, à la sortie de la dérivation. [0014] Dans une variante, la zone de convergence comporte de plus un raccord d'arrivée d'un conduit de gaz d'échappement 20 recirculés. [0015] Dans une variante, le refroidisseur d'air de suralimentation est du type refroidisseur à eau. The invention relates to an air intake module of a supercharged internal combustion engine and a method of supplying air to such a motor [0002] Motor vehicles generally comprise heat exchangers of heat to cool or heat the fluids necessary for their operation. More particularly, given the power requirements for new engines, it is conventional to have in the air intake line of the engine, a compressor for compressing the air to be admitted into the air. combustion chambers. However, the compressed air tends to expand at the outlet of the compressor. Also, in order to maintain the density of the air acquired at the outlet of the compressor, it is necessary to cool it. Therefore, it is also conventional to meet downstream of the compressor a heat exchanger able to cool the air flowing in the intake line. This heat exchanger is usually the Air Cooling Chiller (RAS). This cooling is generally done through an air / air exchanger located in the front block of the vehicle. However, to meet the requirements of performance and architectural compactness, the document FR2840363 of the prior art proposes to cool the charge air using a water RAS disposed near the distributor engine air intake. Cooling is then carried out using a water circuit flowing with the aid of an electric pump, between the water RAS and an air / water heat exchanger located on the front of the vehicle. [0005] However, even if, in the majority of the taxi conditions, the air must be as fresh as possible at the engine inlet to improve the filling thereof, the evolution of the standards of depollutions may require the hot air under certain driving conditions. This is particularly the case when it is necessary to regenerate a particulate filter or when starting the cold engine that generates too much carbon monoxide and unburned hydrocarbons. [0006] In order to promote energy savings, we tend to produce vehicles of small sizes, equipped with relatively low-engine engines, but whose brilliance is ensured by means of a turbocharger. In addition, particulate filter type pollution control equipment tends to become widespread even for this type of vehicle. It therefore becomes desirable to enable this type of vehicle to also be equipped with a charge air cooler associated with a bypass for the life phases of the vehicle in which the cooling of the fresh gases at the outlet of the compressor is not wish. [0007] According to the invention, this object is achieved by an air supply module of an internal combustion engine comprising a charge air cooler and a bypass of the cooler, characterized in that the -pass is integrated into a charge air cooler enclosure. [0008] In a variant in which the charge air cooler comprises a zone of convergence of the cooled supercharged air, able to be connected to an air distributor of the engine, the module is such that the bypass leads into this convergence area. In a variant, the convergence zone further forms a plenum of an engine air intake manifold. [0010] In a variant, the bypass comprises a bypass whose inlet is situated in a zone of divergence at the inlet of the charge air cooler. In a variant, the bypass comprises a bypass whose input is located in a zone of divergence at the inlet of the charge air cooler. Advantageously, the passage of gases in the bypass being controlled by means of a pilot valve, characterized this valve is placed in the divergence zone (21), at the level of the bypass. In a variant, the bypass comprises a bypass whose inlet is located on an air supply upstream of the air cooler io supercharging. Advantageously, the module may then comprise closure means capable of blocking the intake of the supercharged air a zone of divergence of the charge air cooler and to allow its passage through the bypass. [0013] In a variant in which the passage of gases in the bypass is controlled by means of a pilot valve, characterized in that said valve is placed in the convergence zone at the outlet of the bypass. In a variant, the convergence zone further comprises an inlet connection of a recirculated exhaust gas conduit 20. In a variant, the charge air cooler is of the water cooler type.
[0016] D'autres particularités et avantages apparaîtront à la 25 lecture de la description ci-après effectuée, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures dans lesquelles - La figure 1 représente une vue schématique d'un premier mode de réalisation de l'invention, - La figure 2 représente une vue schématique de l'invention suivant un second mode de réalisation de l'invention, - La figure 3 représente une vue schématique d'un perfectionnement de l'invention. [0017] On notera que les références sur les figures 1, 2 et 3 désignent à chaque fois les mêmes éléments. [0018] L'invention propose d'intégrer le by-pass du refroidisseur de suralimentation à ce dernier, ce qui autorise un agencement beaucoup plus compact et favorise le montage du module, tant en usine pour la io première monte du moteur que dans l'atelier d'un garagiste. [0019] Les figures 1, 2 et 3 représentent un moteur à combustion interne classique 40 comportant quatre cylindres en ligne 41, un module d'alimentation en air doté d'un RAS 20 et d'un dispositif de by-pass 30 pour contourner le refroidissement de l'air. Le dispositif de by- 15 pass 30 comporte des moyens d'obturation 31 ainsi qu'une dérivation 32. [0020] L'air issu d'un compresseur non représenté sur les figures est véhiculé jusqu'à une amenée d'air 10 dans laquelle sont disposés des moyens d'obturation 31 donnant accès soit au refroidisseur d'air 20 de suralimentation (RAS) 20, soit à une dérivation 32. Ces moyens d'obturation 31 sont de manière classique un clapet ou bien une vanne pilotée. De cette manière, l'air arrivant au niveau du clapet ou bien de la vanne pilotée, est orienté selon l'état de ces derniers soit dans le RAS 20 soit dans la dérivation 32. 25 [0021] Le RAS 20 est compartimenté suivant trois zones 21, 22, 23 que l'air issu de l'amenée 10 traverse successivement. L'air arrive et se disperse tout d'abord dans une zone de divergence 21 présentant une section au moins trois fois plus importante que celle de l'amenée 10. La zone de divergence 21 se prolonge avec une zone 23 de 30 refroidissement de l'air qui renferme un ensemble de faisceaux de tubes 25 parcourus par un liquide caloporteur. Plus particulièrement, l'air traversant la zone 23 est refroidi au contact de l'ensemble de faisceaux de tubes 25 parcourus par le liquide caloporteur. De manière classique, l'ensemble de faisceaux de tubes 25 est parcouru par un circuit d'eau circulant à l'aide d'une pompe électrique, entre le RAS à eau et un échangeur air/eau situé en façade avant du véhicule. Puis, la zone 23 de refroidissement de l'air se prolonge par une zone de convergence 22 destinée à rassembler l'air refroidi et apte à être raccordée sur le répartiteur d'admission d'air 43 du moteur. io [0022] L'ensemble des éléments constituant le refroidisseur est délimité par une paroi extérieure 24 formant une enveloppe, qui conformément à l'invention, entoure également la dérivation 32, de sorte que le by-pass du refroidisseur de suralimentation est intégré à celui-ci. 15 [0023] Lorsque l'état du clapet ou bien de la vanne pilotée 31 interdisent à l'air l'accès à la zone de divergence 21, l'air est alors orienté dans la dérivation 32 qui contourne la zone 23 de refroidissement. [0024] Suivant ce premier mode de réalisation de l'invention, la 20 dérivation 32 débouche comme la zone de divergence 22 du refroidisseur 20 dans le plenum du répartiteur d'admission 43 du moteur, répartieur que de façon bien connue à pour fonction de répartir l'air frais vers les conduits d'admission (non représentés) des cylindres 41 du moteur. 25 [0025] Suivant un second mode de réalisation de l'invention illustré à la figure 2, la dérivation 32 conduit l'air dans la zone de convergence 22 qui débouche dans le plenum du répartiteur d'admission d'air 43 du moteur. Dans cette, variante, on intégre donc non seulement la dérivation 32 au refroidisseur de suralimentation 30 mais également son raccord vers le circuit normal d'alimentation en air frais du moteur. [0026] Selon un perfectionnement de l'invention décrit en figure 3, la zone de convergence 22 forme également le plenum du répartiteur 43. Dans ce cas, la zone 22 est raccordée à des conduits d'admission d'air 42 qui débouchent dans les cylindres 41 du moteur. De ce fait, on peut encore accroître les gains en termes de compacité. [0027] Avantageusement, dans le cas d'un moteur à combustion interne 40 à quatre cylindres 41 en ligne alimentés chacun par un conduit 42 d'admission d'air siamoisé raccordé à la zone de convergence 22 formant le plenum, la dérivation 32 présente un io piquage 33 sur la zone de convergence 22 dans le voisinage de chacun des raccords des conduits d'admission d'air. De ce fait, on obtient une alimentation en air équilibrée pour chacun des cylindres. [0028] L'invention trouve aussi son application dans un procédé d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne suralimenté is comportant un module d'alimentation conforme à l'invention et comportant un capteur de mesure de la température des gaz d'échappement. Plus précisément, lors du démarrage à froid du moteur, les moyens d'obturations 31 constitués par la vanne ou le clapet pilotés sont activés de manière à ce que l'air issu du 20 compresseur emprunte la dérivation 32. Puis, lorsque la température des gaz d'échappement dépasse un seuil TO, on désactive la vanne ou le clapet pilotés 31 de manière à ce que l'air traverse le refroidisseur d'air 20. De cette manière, lors du démarrage à froid du moteur, il est possible d'atteindre plus rapidement des températures dans la 25 chambre de combustion permettant de réduire les polluants issus de la combustion (hydrocarbures imbrûlés, etc ...). On notera que l'activation de la vanne ou du clapet pilotés 31 pourra être assujetti suivant un autre mode de réalisation à une autre valeur seuil que la température seuil TO des gaz d'échappement. La valeur seuil devra cependant être 30 représentative du fait que les températures dans la chambre de combustion sont suffisantes pour ne pas générer trop d'hydrocarbures imbrûlés. [0029] L'invention trouve son application dans un autre procédé d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne suralimenté comportant un module d'alimentation conforme à l'invention et étant assujetti à une stratégie de régénération d'un filtre à particules. Plus précisément, lorsque la régénération du filtre à particules est demandée, on active les moyens d'obturation 31 de manière à ce que l'air emprunte la dérivation 32. De ce fait, la température augmente dans la chambre de combustion tout comme la température des gaz issus de la combustion. Lorsque la température des gaz issus de la io combustion atteint un seuil déterminé, le filtre à particules, généralement disposé dans la ligne d'échappement du moteur, se régénère par combustion des suies. Other features and advantages will appear on reading the following description, given by way of non-limiting indication, with reference to the figures in which: FIG. 1 represents a schematic view of a first embodiment; FIG. 2 represents a schematic view of the invention according to a second embodiment of the invention; FIG. 3 represents a schematic view of an improvement of the invention. Note that the references in Figures 1, 2 and 3 refer to the same elements each time. The invention proposes to integrate the bypass of the aftercooler to the latter, which allows a much more compact arrangement and promotes assembly of the module, both in the factory for the io original equipment of the engine in the workshop of a mechanic. Figures 1, 2 and 3 show a conventional internal combustion engine 40 having four cylinders in line 41, an air supply module with a RAS 20 and a bypass device 30 to bypass the cooling of the air. The bypass device 30 comprises shut-off means 31 and a bypass 32. The air coming from a compressor, not shown in the figures, is conveyed to an air intake 10 in which are arranged closure means 31 giving access to either the charge air cooler 20 (RAS) 20 or a bypass 32. These closure means 31 are typically a valve or a pilot valve. In this way, the air arriving at the valve or the piloted valve, is oriented according to the state of the latter either in the RAS 20 or in the derivation 32. [0021] The RAS 20 is compartmentalized according to three zones 21, 22, 23 that the air coming from the feed 10 passes successively. The air arrives and disperses first in a zone of divergence 21 having a section at least three times greater than that of the feed 10. The zone of divergence 21 is prolonged with a cooling zone 23 of the air which contains a set of bundles of tubes 25 traversed by a heat transfer liquid. More particularly, the air passing through the zone 23 is cooled in contact with the set of bundles of tubes 25 traversed by the coolant liquid. In a conventional manner, the bundle of tubes 25 is traversed by a circulating water circuit using an electric pump, between the water RAS and an air / water heat exchanger located on the front of the vehicle. Then, the air cooling zone 23 is extended by a convergence zone 22 intended to collect the air cooled and able to be connected to the air intake distributor 43 of the engine. The set of elements constituting the cooler is delimited by an outer wall 24 forming an envelope, which according to the invention also surrounds the bypass 32, so that the bypass of the charge cooler is integrated into this one. When the state of the valve or of the pilot valve 31 prevents air access to the zone of divergence 21, the air is then oriented in the bypass 32 which bypasses the zone 23 of cooling. According to this first embodiment of the invention, the bypass 32 opens out as the zone of divergence 22 of the cooler 20 in the plenum of the intake distributor 43 of the engine, which distributor in a well-known manner for the function of distribute the fresh air to the intake ducts (not shown) of the cylinders 41 of the engine. According to a second embodiment of the invention illustrated in FIG. 2, the bypass 32 conveys air into the convergence zone 22 which opens into the plenum of the air intake distributor 43 of the engine. In this variant, therefore, not only the bypass 32 is integrated with the aftercooler 30 but also its connection to the normal fresh air supply circuit of the engine. According to an improvement of the invention described in Figure 3, the convergence zone 22 also forms the plenum of the distributor 43. In this case, the zone 22 is connected to air intake ducts 42 which open into the cylinders 41 of the engine. As a result, gains in compactness can be further increased. Advantageously, in the case of an internal combustion engine 40 with four cylinders 41 in line, each fed by a duct 32 of Siamese air intake connected to the convergence zone 22 forming the plenum, the lead 32 presents a stitching 33 on the convergence zone 22 in the vicinity of each of the connections of the air intake ducts. As a result, a balanced air supply is obtained for each of the cylinders. The invention also finds application in a method of supplying air to a supercharged internal combustion engine is comprising a supply module according to the invention and comprising a sensor for measuring the temperature of the gases of the d 'exhaust. More specifically, during the cold start of the engine, the shutter means 31 constituted by the controlled valve or valve are activated in such a way that the air coming from the compressor takes the bypass 32. Then, when the temperature of the Exhaust gas exceeds a threshold TO, the pilot valve or valve 31 is deactivated so that the air passes through the air cooler 20. In this way, when the engine is started cold, it is possible to to achieve temperatures faster in the combustion chamber to reduce the pollutants from combustion (unburned hydrocarbons, etc ...). It will be noted that the activation of the controlled valve or valve 31 may be subjected according to another embodiment to a different threshold value than the threshold temperature TO of the exhaust gas. The threshold value should, however, be representative of the fact that the temperatures in the combustion chamber are sufficient not to generate too much unburned hydrocarbons. The invention finds its application in another method of supplying air to a supercharged internal combustion engine comprising a feed module according to the invention and being subject to a strategy of regeneration of a filter to particles. More precisely, when the regeneration of the particulate filter is requested, the shutter means 31 are activated so that the air passes through the bypass 32. As a result, the temperature increases in the combustion chamber just as the temperature increases. gases from combustion. When the temperature of the combustion gases reaches a predetermined threshold, the particulate filter, generally arranged in the exhaust line of the engine, regenerates itself by burning soot.