Sur le site allemand, Toyota Prospekte.de, que je viens de découvrir, il y a une image de l'échangeur thermique de gaz d'échapement (exhaust heat recovery unit).



Jan

C'est sous le bidet blanc, on va pouvoir y faire cuire des œufs sur le plat .

Et de l'eau chaude pour le café et ensuite faire la vaisselle n'empêche , c'est une belle pièce. Je me demande si cette voiture découpée sera à Bruxelles en janvier. 😱 Et au lieu de la découper , ils auraient pu me la donner , ils gagnaient de la main d'œuvre.

Prius 4 - Les mesures permettant un réchauffement du thermique plus rapide

Dans le dossier de presse (en Anglais) page 7, on trouve les mesures qui ont permis de raccourcir le temps d’échauffement du thermique de la Prius 4, afin de baisser la consommation sur des trajets courts avec démarrage du thermique à froid, et de pouvoir chauffer l'habitacle plus précocément.

La première mesure concerne l’ajout de volets de grillage automatiques devant le radiateur.

Les volets de grillage s’ouvrent et se ferment automatiquement en fonction des conditions de conduite et le niveau du réchauffement du thermique. Ils se ferment quand le système de refroidissement n'a pas besoin d’air frais venant de l'extérieur, accélérant ainsi le réchauffement du liquide de refroidissement et réduisant la traînée.

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La deuxième mesure concerne l'optimisation de l'échangeur thermique de gaz d'échappement.

L'échangeur thermique de gaz d'échappement récupère la chaleur des gaz d'échappement du thermique et la réutilise pendant son réchauffement pour accélérer le réchauffement du liquide de refroidissement. Une nouvelle structure à ailettes réduit la taille de l'échangeur thermique améliorant ainsi sa performance et réduit la consommation d’essence.

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La troisième mesure concerne le circuit de refroidissement à pompe électrique lui-même.

Il y a deux circuits de refroidissement, un pour le bloc-moteur principal et un pour l’échangeur thermique de l'échappement et le chauffage de l’habitacle. La vitesse de l'échauffement est raccourcie en optimisant le flux du liquide de refroidissement vers le bloc-moteur principal à l’aide d’une valve, le FSV (Flow Shutting Valve).

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Bonus : Normalement, les utilisateurs du véhicule doivent attendre jusque que le thermique a atteint une certaine température, avant que sa chaleur commence à chauffer l’habitacle, car avant cela, la circulation vers le circuit de chauffage était interrompue. L’adoption de deux circuits de refroidissement permet de chauffer l’habitacle avant que le moteur soit réchauffé, à l'aide de la chaleur récupérée des gaz d'échapement, même par temps froid.

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J'espère que je n'ai pas fait trop de bêtises avec la traduction.

Jan

Purée c'est vraiment impressionnant !
Ça me fascine de voir à quel point ces voitures sont conçues pour une optimisation incroyable.
J'avoue que ça me double le plaisir de rouler avec (la prius en général) et également l'envie d'acheter une P4 quand j'en aurai la possibilité !
J'applaudis, vraiment.

Je pense que c'est comme cela depuis le début sur PRIUS mais que c'est bien entendu amélioré à chaques fois. Je ne sais plus où j'ai lu un truc du genre à l'époque. Si quelqu'un peu confirmer. En tout cas , cette voiture est faite pour monter le plus rapidement à température.

Je trouve que la vanne “EGR“ peut provoquer un risque de panne supplementataire car ce n'est pas un système passif mais mécanique.
La P4 est trop compliquée....

Y'en a déjà une sur nos Prius non ?

Seulement à partir du HSD de la Prius 3. Au moins pour l'échangeur thermique. De mémoire, l'Auris ne l'a pas. La Prius 3 a une vanne EGR, mais pas la Prius 2, il me semble. Je n'ai pas pris le temps de le vérifier.

De toute façon, l'EGR et l'échangeur ont été sensiblement améliorés sur la Prius 4.

Jan

Volkan à dit:

Je trouve que la vanne “EGR“ peut provoquer un risque de panne supplementaire car ce n'est pas un système passif mais mécanique.
La P4 est trop compliquée....

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Pas sûr que le risque de tomber en panne avec une P4 soit plus élevé qu'avec une P3 ou une P2, parce qu'elle a une vanne EGR différente de celle de la P3.

La P4 annonce de grandes avancées technologiques.
Tout comme la P2 à sa sortie, et jusqu'à maintenant elle a prouvé sa fiabilité.

C'est du Toyota donc je garde confiance en leur fiabilité 😉
C'est dans leur intérêt de toute manière.

Il y a encore des choses que l'on ignore sur la P2 et la P3, sur la P4 ce sera idem.
Mais laissons le temps au temps, quand on aura la P4 entre les mains et les pieds on pourra mieux la comprendre et on la trouvera moins compliquée qu'en apparence 😉

SMax59 à dit:

Il y a encore des choses que l'on ignore sur la P2 et la P3, sur la P4 ce sera idem.
Mais laissons le temps au temps, quand on aura la P4 entre les mains et les pieds on pourra mieux la comprendre et on la trouvera moins compliquée qu'en apparence 😉

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Quoi ? Tu vas la démonter ?

....Ce n'est pas parce que tu as entre les bras, les mains, les pieds,
une entité que tu aimes, que tu vas la démonter, non..?.....
Sinon tu vas te retrouver au Dodo avec seulement un tas de pièces de rechange....!

Il est certain que l'échangeur sur l'échappement va améliorer le temps de chauffe du thermique ainsi que la chaleur disponible dans l'habitacle en ville (thermique arrêté) mais je suis un peu du même avis que Volkan: ça reste un gros ensemble indémontable et exposé à la corrosion des gaz d'échappement.

A la première fuite, il faut tout remplacer et là, pas de salut ailleurs que chez Toyota.

l'échangeur thermique d'échappement

Bonjour,

merci à MisterMMt pour ce passionnant décorticage en règle de la doc, et traduction comprise SVP !

Avant toute autre question, je m'interroge sur les fonctions de cet échangeur thermique d'échappement.
- "Réchauffer plus vite", oui, mais quoi : Le moteur ? ou l'habitacle comme l'annonce le dossier de presse dans l'encart rouge 'POINT! '?
- Fonctionne t-il encore une fois que 'tout' est chaud (moteur et habitacle). Si oui, pourquoi? Sinon, comment est il désactivé?

Avec la pompe à eau électrique, Toyota s'autorise à moduler le débit indépendamment de la vitesse de rotation du thermique, et permet potentiellement toutes sortes d'usages : refroidir un moteur très chaud une fois la voiture arrêtée, réchauffer la mécanique depuis une source de chaleur (externe dans les pays très froids ou un thermos façon Prius 2 californienne)....


A+

Mister MMT à dit:

Seulement à partir du HSD de la Prius 3. Au moins pour l'échangeur thermique. De mémoire, l'Auris ne l'a pas. La Prius 3 a une vanne EGR, mais pas la Prius 2, il me semble. Je n'ai pas pris le temps de le vérifier.

De toute façon, l'EGR et l'échangeur ont été sensiblement améliorés sur la Prius 4.

Jan

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il y bien une egr sur l'auris;
au passage, on ne peut pas spontanément accuser l'egr, sur nos hsd, d'être source de panne. Il faut surtout éviter le parallèle avec les nombreux problèmes d'egr sur les moteurs mazout : l'egr constitant à re-injecter suivant la charge du moteur une partie des gaz d'échappement --> beaucoup de particules et de suie sur les moteurs gazoil, donc on ré-injecte de l'air "sale", enfin sali et chargé disons. Ces divers impuretés ont tendance à s'accumuler voir colmater l'egr, qui se retrouve parfois bloquée. Ce qui n'est pas le cas sur un moteur essence.

Robain à dit:

Quoi ? Tu vas la démonter ?

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J'ai déjà songé à acheter une P2 HS pour la démonter entièrement, mais je n'ai ni l'espace ni le temps actuellement.
Je verrai quand ma P2 sera HS.....
Mais avant, j'ai un autre projet pour mieux les comprendre nos hybrides.

Une P4 hors de question que je la démonte, si je l'abîme c'est moi que je vais démonter

croco78 à dit:

..... ça reste un gros ensemble indémontable et exposé à la corrosion des gaz d'échappement.

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Tout dépend des matériaux utilisés pour la fabrication.

Mais l'échangeur de chaleur va "diluer" la chaleur du tuyau d'échappement sur une plus grande surface (ou dans un plus grand volume) alors que si c'était un tuyau d'échappement simple, la chaleur serait plus concentrée.
L'échangeur de chaleur va concentrer la température pour la répartir dans le chauffage de l'habitacle (30 degrés Celsius grand maximum) et le chauffage du moteur thermique.

Comme pju64 l'a dit, ce sera un moteur essence.
Et comme ce sera une injection indirecte, pour moi, ça devrait retarder la corrosion.

Si c'était une injection directe ou du diesel, je serais plus sceptique sur cet échangeur de chaleur.

Par contre, il est possible que lorsqu'il faudra changer le pot d'échappement il faille changer également l'échangeur de chaleur.
Mais on devrait être tranquille pour un long moment.

Bonjour,

Pourquoi ne pas mettre un chauffage d'appoint électrique comme c'est le cas sur bien d'autres voitures?
Ca chauffe l'habitacle hyper vite, et quant le moteur est chaud, on déconnecte pour en utiliser la chaleur.

Cordialement.

pju64 à dit:

il y bien une egr sur l'auris;

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En effet, mais pas d'échangeur thermique de gaz d'échappement, réservé aux pays "froids". La Lexus CT 200h, par contre, en bénéficie.

L'EGR se trouve dans le conduit d'admission de la chambre de combustion.

Jan

myke11974 à dit:

Bonjour,

Pourquoi ne pas mettre un chauffage d'appoint électrique comme c'est le cas sur bien d'autres voitures?
Ca chauffe l'habitacle hyper vite, et quant le moteur est chaud, on déconnecte pour en utiliser la chaleur.

Cordialement.

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parce que cela consomme inutilement de l'électricité, alors que la chaleur de l’échappement est, elle ,gratuite....

genfutures à dit:

Avant toute autre question, je m'interroge sur les fonctions de cet échangeur thermique d'échappement.
- "Réchauffer plus vite", oui, mais quoi : Le moteur ? ou l'habitacle comme l'annonce le dossier de presse dans l'encart rouge 'POINT! '?
- Fonctionne t-il encore une fois que 'tout' est chaud (moteur et habitacle). Si oui, pourquoi? Sinon, comment est il désactivé?

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Je commence par ta deuxième question.

L’EHR (Exhaust Heat Recirculation) de la Prius 4, comme ceux de la Prius+ et la CT200h, comprend une déviation des gaz d’échappement à travers des conduits sous forme d’ailettes, en contact avec l’eau de refroidissement. "L’exhaust gas control valve" se ferme pendant la phase de réchauffement, et s’ouvre, lorsque le thermique a atteint sa température de fonctionnement.



Un schéma provenant de l'EHR de la Prius+ illustre le principe (source). Ici, cette vanne est appelée « circulation/no recirculation switch valve". On y aperçoit bien l'évolution du EHR !





Pour répondre à ta première question, il nous faut essayer de comprendre le fonctionnement de la nouvelle « Selector valve ».

Sur l’image du système entier, elle est appelée Flow Shutting Valve (FSV).



Selon cette source, il s’agirait d’une valve plus compliquée, car comprenant des éléments de contrôle électronique.

A revised, more compact exhaust heat recirculation system helps warm up the engine quickly from cold, controlled by a new engine coolant selector valve - a complicated electronic device that serves the same function as the bi-metal thermostat in a 1960s engine.

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Selon cette source, sa fonction serait de limiter pendant le réchauffement le débit du liquide de refroidissement dans le circuit refroidissant le thermique, pour qu’il se réchauffe plus rapidement. Pendant ce temps, et grâce au deuxième circuit de refroidissement, le liquide de refroidissement, davantage réchauffé par les gaz d'échappement au niveau du EHR, est dirigé vers le système de refroidissement de la vanne EGR et le chauffage de l’habitacle, avant de retourner vers le EHR.

First introduced on the Generation III Prius, the exhaust heat recirculation system—which uses a heat exchanger to transfer waste heat to the engine’s coolant system—has been refined to reduce engine warm-up time and improve occupant heater response time in cold weather. Coolant recirculation through the exhaust heat recirculation system is now electronically controlled by a switch valve.

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Les passagers bénéficiéront donc du chauffage plus précocement, sans pénaliser la consommation d’essence. En plus, le refroidissement de la vanne d’EGR va refroidir les gaz d’échappement recirculés. Leur plus grande densité favorisera également la consommation d’essence.

Il reste à découvrir comment l'ECU coordonne tout cela !


Jan

daniel-51 à dit:

parce que cela consomme inutilement de l'électricité, alors que la chaleur de l’échappement est, elle ,gratuite....

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La chaleur parfois inutile et parfois gratuite, est toujours gaspillée, même surtout pour chauffer l'habitacle! Solutions passives, isolation et chaleur du souffle et du corps la nuit et effet de serre le jour.

De toute manière aux fétichismes prius on peut opposer le baril de pétrole en dessous de cinquante dollars. La voiture de l'année sera encore un suv qui sert à tourner en ville pour réchauffer le seul conducteur. Plus on roule mieux ça chauffe.

Quelque chose qui est chaud dans une voiture a TOUJOURS consommé quelque chose, du carburant. Le fait est que , si on parviend à récupérer toute la chaleur, c'est mieux , ou une partie , on récupère TOUJOURS quelque chose , si minime soit il .

On parle d'éviter de chauffer. Ou de chauffer moins en amont. Le moteur de prius 4 dissipe 60%, on peut stocker la chaleur. Pour l'utiliser au moment opportun.

Centrale solaire, ils utilisent de la solution saline pour stocker l'énergie du jour et la restituer la nuit. Il y a 600 degrés à l'échappement, on pourrait stocker la chaleur dans du sel fondu pour la restituer au prochain démarrage.

Vers le moteur jamais froid au démarrage.

Merci de ces éclaircissements : On avance 🙂

Tout ça est sûrement fort subtil, car, dans ce système, il y a :
- quelques éléments qui pilotent le flux du liquide (au moins : la pompe, la soupape magique 'Flow Shutting Valve', le thermostat);
- de nombreux éléments parcourus par le liquide qui échangent de la chaleur, et pas forcément toujours dans le même sens, car leurs températures varient dans des amplitudes différentes ;
- des flux tiers dans les échangeurs (courant d'air balayant ou non le radiateur d'habitacle ("heater"), gaz circulant dans l'EGR, gaz d'échappement circulant ou non dans l'échangeur de chaleur d'échappement ("exhaust heat exchanger"), sans parler du radiateur principal ("radiator") privé d'air par les volets fermés, ou balayé par le courant d'air naturel, ou pulsé par le ventilo, etc... )

Mister MMT à dit:

sa fonction [de la 'FSV'] serait de limiter pendant le réchauffement le débit du liquide de refroidissement dans le circuit refroidissant le thermique, pour qu’il se réchauffe plus rapidement.

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Comme c'est déjà ce que fait le thermostat, en bloquant le retour dans le circuit de l'eau refroidie dans le radiateur, cette FSV apporte un plus.

Tant que le thermostat est fermé, l'eau poussée par la pompe a deux possibilités :
-soit aller directement dans la double branche EGR / habitacle / échappement;
-soit y aller en passant d'abord par le moteur, le débit de cette seconde voie étant piloté par la fameuse 'FSV'.

Je hasarde l'hypothèse suivante :

A froid, la FSV bloque le passage, et, comme le thermostat est aussi en position bloquante, la totalité du flux émis par la pompe va directement dans la double branche EGR / habitacle / échappement et collecte de la chaleur dans ce dernier échangeur dont l' "exhaust gas control valve" est fermée.
Le moteur (bloc et culasse) n'est plus balayé par l'eau, qui ne peu ni le refroidir, ni le réchauffer. Il se réchauffe par la combustion interne.
L'EGR se réchauffe via le circuit, ce qui permet d'avoir de l'air d'admission moins froid au bénéfice de la qualité de la combustion, et participe au réchauffement du moteur.
L'habitacle dispose alors rapidement de chaleur provenant de l'échappement.

Au fur et à mesure que la température monte, le thermostat et la FSV vont s'ouvrir, probablement progressivement pour la FSV et d'un coup pour le thermostat.
Dès qu'il n'y a plus besoin de collecter de la chaleur à l'échappement (à préciser), l' "exhaust gas control valve" s'ouvre.

La 'FSV' requiert manifestement un pilotage par l'unité de gestion (ECU), qui agira aussi sur la pompe, l' "exhaust gas control valve" , les volets d'obturation du radiateur, le ventilo de celui-ci.

C'est loin d'être simple, et j'espère que tout cela sera fiable 😱

Bon, on n'a pas fini de tout comprendre 🙂