EP0486338B1 - Collecteur d'admission pour moteur à combustion interne comportant un dispositif de recirculation des gaz d'échappement - Google Patents

Collecteur d'admission pour moteur à combustion interne comportant un dispositif de recirculation des gaz d'échappement Download PDF

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EP0486338B1
EP0486338B1 EP91402791A EP91402791A EP0486338B1 EP 0486338 B1 EP0486338 B1 EP 0486338B1 EP 91402791 A EP91402791 A EP 91402791A EP 91402791 A EP91402791 A EP 91402791A EP 0486338 B1 EP0486338 B1 EP 0486338B1
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manifold
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • F02M26/18—Thermal insulation or heat protection

Definitions

  • the present invention relates to an intake manifold for an internal combustion engine, of the type comprising a pipe for recirculating the exhaust gases from the engine.
  • the exhaust gases from the engine 1 are taken from the exhaust manifold 2 by a pipe 3 which recirculates them in the air intake manifold 4 of the engine 1 downstream of a flap of air intake 5 housed at the inlet of the intake manifold 4.
  • a valve 6 for regulating the flow of exhaust gases is provided in the recirculation line 3.
  • the recirculation line 3, made of metal such as l steel, has its end part 3a connected to the intake manifold 4 protruding into this manifold substantially perpendicular to the longitudinal axis thereof.
  • the end part 3a comprises, integral with the latter, for example by welding, a flange 7 for fixing the pipe 3 to the manifold 4.
  • the fixing flange 7 is assembled to the manifold 4 by fixing screws (not shown ) with a seal 8 interposed between the flange 7 and the corresponding machined flat part of the manifold 4.
  • the gases from exhaust have a temperature of about 300 to 400 ° C, a temperature which can be easily tolerated in particular by the surrounding part of this manifold 4 when the latter is made of metal, such as an aluminum alloy.
  • the means of assembly by flange of the recirculation pipe 3 to the intake manifold 4 is no longer usable when the manifold 4 is made of composite material as is the case in modern modern engines, material not resistant to such high temperatures mentioned above.
  • Document DE-A-2 925 495 describes an intake manifold for an internal combustion engine comprising the characteristics defined in the preamble of claim 1.
  • the object of the present invention is to eliminate the above drawbacks by proposing an intake manifold as defined in claim 1.
  • the intake manifold thus arranged allows better cooling thanks to the additional ventilation effect due to the circulation of air around the collar of the gas recirculation duct.
  • the annular chamber is in fluid communication on the one hand with the intake manifold and on the other hand with an air circuit for adjusting the engine idle speed so that the idle air circulating at through the annular chamber cools the wall of the intake manifold contacting the external wall of the nozzle part.
  • the tip portion projects into the intake manifold and includes openings in its outer wall portion located in the intake manifold.
  • the above-mentioned double wall is formed by folding back on itself of the end of the end part of the recirculation pipe.
  • the abovementioned annular chamber is connected to the idle-adjusting air circuit by a tube integral with the external wall of the chamber.
  • connection tube is housed in the wall of the intake manifold along the longitudinal axis of the latter and the idle adjustment circuit comprises, located upstream of the aforementioned air intake flap, a screw for adjusting the air flow circulating in a bypass passage communicating with the connection tube.
  • connection tube opens into the annular chamber portion located outside the intake manifold and the idle adjustment air circuit comprises an external air source connected to the connection tube by an external idling adjustment valve.
  • the recirculation pipe is metallic and the intake manifold is made of a composite material while the end portion of the recirculation pipe is inserted into the intake manifold when the latter is poured.
  • Figure 1 shows a known device for recirculation of exhaust gases from an internal combustion engine.
  • Figure 2 is an enlarged sectional view showing a known method of fixing the recirculation line to the engine intake manifold.
  • FIG. 3 represents an embodiment of attachment of the recirculation pipe to the intake manifold according to the invention.
  • Figure 4 shows another embodiment of fixing the recirculation line to the intake manifold.
  • the end portion 3a of the metal recirculation pipe 3 opening through the wall of the intake manifold 4 projecting therein comprises a double wall formed by folding over it- even from the end of the end part 3a to define an annular chamber 10 closed at its upper part by the folded part secured to the pipe 3 for example by welding.
  • the chamber 10 avoids direct contact between the internal wall 3b of the end part 3a and the wall of the intake manifold 4 contacting, by surrounding it, the corresponding external wall portion 3c of the end part 3a.
  • the chamber 10 thermally insulates the wall of the collector 4, in a composite material sensitive to relatively high temperatures, from the internal wall 3b of the part 3a brought to the relatively high temperature, from about 300 to 400 ° C., from the exhaust gas flowing in the tip part 3a.
  • the end part 3a opens downstream of the air intake flap 5 housed in a housing 11 secured to the intake manifold 4, for example by two fixing flanges 12 assembled together by fixing screws (not shown).
  • the engine idling adjustment circuit comprises an air flow adjustment member constituted by a needle screw 13 upstream of the flap 5 screwed into the housing 11 to let pass a determined flow air through a longitudinal bypass passage 14 when the flap 5 is closed
  • a tube 15 secured to the external wall 3c perpendicular to the latter and opening into the chamber 10 is housed in the wall of the supply manifold 4 along the longitudinal axis thereof and is in fluid communication with the bypass passage 14 disposed substantially coaxially with the tube 15.
  • the assembly formed by the end portion 3a and the tube 15 is secured in the wall of the intake manifold 4 when the latter is poured.
  • the annular chamber 10 is in fluid communication with the intake manifold 4 by a number of openings or orifices 16 produced circumferentially through the portion of the external wall 3c projecting from the manifold 4.
  • the idle air enters the chamber 10 to exit through the orifices 16.
  • the intake air strikes the projecting portion of the outer wall 3c to improve the cooling thereof.
  • the tube 15 is connected to the portion of the outer wall 3c located outside of the intake manifold 4 and is fitted into a flexible duct 17 connected to an air source external idle via an air flow control valve 18, known per se.
  • an air flow control valve 18 known per se.
  • the flap 5 When the flap 5 is closed, the idle air, coming from the external air source via the valve 18, enters the chamber 10 to exit into the intake manifold 4 through the orifices 16.
  • the flow rate d air being in this case voluntarily more important, the cooling is further improved.
  • the hot exhaust gases arriving in the recirculation line 3 are only in direct contact with the internal wall 3b of the end part 3a and only the external wall 3c, isolated by chamber 10 touches the intake manifold 4.
  • the part of the recirculation line 3 which is in contact with the composite material of the manifold is effectively cooled admission 4.

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Description

  • La présente invention concerne un collecteur d'admission pour moteur à combustion interne, du type comprenant une conduite de recirculation des gaz d'échappement du moteur.
  • On connaît déjà des dispositifs de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, du genre représenté aux figures 1 et 2, pour diminuer la pollution occasionnée par les gaz d'échappement.
  • Selon ce dispositif connu, les gaz d'échappement du moteur 1 sont prélevés dans le collecteur d'échappement 2 par une conduite 3 qui les recircule dans le collecteur d'admission d'air 4 du moteur 1 en aval d'un volet d'admission d'air 5 logé à l'entrée du collecteur d'admission 4. Une vanne 6 de régulation du débit des gaz d'échappement est prévue dans la conduite de recirculation 3. La conduite de recirculation 3, en métal tel que de l'acier, a sa partie d'embout 3a raccordée au collecteur d'admission 4 en faisant saillie dans ce collecteur sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal de celui-ci. La partie d'embout 3a comporte, solidaire de celle-ci, par exemple par soudage, une bride 7 de fixation de la conduite 3 au collecteur 4. La bride de fixation 7 est assemblée au collecteur 4 par des vis de fixation (non représentées) avec un joint d'étanchéité 8 interposé entre la bride 7 et la partie plane usinée correspondante du collecteur 4. Dans la zone de la partie d'embout 3a ceinturée par l'ouverture correspondante du collecteur d'admission 4, les gaz d'échappement ont un température d'environ 300 à 400°C, température qui peut être aisément supportée notamment par la partie ceinturante de ce collecteur 4 lorsque celui-ci est en métal, tel qu'un alliage d'aluminium. Cependant, le moyen d'assemblage par bride de la conduite de recirculation 3 au collecteur d'admission 4 n'est plus utilisable lorsque le collecteur 4 est en matériau composite comme cela est le cas dans les moteurs modernes actuels, matériau ne résistant pas aux températures aussi élevées susmentionnées.
  • Le document DE-A-2 925 495 décrit un collecteur d'admission pour moteur à combustion interne comprenant les caractéristiques définies dans le préambule de la revendication 1.
  • Cependant, cet agencement connu de la conduite de recirculation ne permet pas l'utilisation de collecteur d'admission en matériau composite du fait des températures élevées des gaz d'échappement traversant la partie d'embout débouchant dans le collecteur d'admission.
  • La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus en proposant un collecteur d'admission tel que défini dans la revendication 1.
  • Le collecteur d'admission ainsi agencé permet un meilleur refroidissement grâce à l'effet de ventilation supplémentaire dû à la circulation d'air autour du collet du conduit de recirculation des gaz.
  • Selon l'invention, la chambre annulaire est en communication de fluide d'une part avec le collecteur d'admission et d'autre part avec un circuit d'air de réglage du ralenti du moteur de façon que l'air de ralenti circulant au travers de la chambre annulaire refroidisse la paroi du collecteur d'admission contactant la paroi externe de la partie d'embout.
  • La partie d'embout fait saillie dans le collecteur d'admission et comprend des ouvertures pratiquées dans sa partie de paroi externe située dans le collecteur d'admission.
  • Avantageusement, la double paroi précitée est formée par repliage sur elle-même de l'extrémité de la partie d'embout de la conduite de recirculation.
  • La chambre annulaire précitée est reliée au circuit d'air de réglage du ralenti par un tube solidaire de la paroi externe de la chambre.
  • Selon un mode de réalisation, le tube de raccordement est logé dans la paroi du collecteur d'admission suivant l'axe longitudinal de ce dernier et le circuit de réglage du ralenti comprend, située en amont du volet d'admission d'air précité, une vis de réglage du débit d'air circulant dans un passage de dérivation communiquant avec le tube de raccordement.
  • Selon un autre mode de réalisation, le tube de raccordement débouche dans la portion de chambre annulaire située à l'extérieur du collecteur d'admission et le circuit d'air de réglage du ralenti comprend une source d'air extérieure reliée au tube de raccordement par une vanne extérieure de réglage du ralenti.
  • La conduite de recirculation est métallique et le collecteur d'admission est en un matériau composite tandis que la partie d'embout de la conduite de recirculation est insérée dans le collecteur d'admission lors de la coulée de ce dernier.
  • L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant deux modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels.
  • La figure 1 représente un dispositif connu de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne.
  • La figure 2 est une vue en coupe agrandie représentant un mode connu de fixation de la conduite de recirculation au collecteur d'admission du moteur.
  • La figure 3 représente un mode de réalisation de fixation de la conduite de recirculation au collecteur d'admission conforme à l'invention.
  • La figure 4 représente un autre mode de réalisation de fixation de la conduite de recirculation au collecteur d'admission.
  • En se reportant aux figures 3 et 4, la partie d'embout 3a de la conduite métallique de recirculation 3 débouchant à travers la paroi du collecteur d'admission 4 en faisant saillie dans celui-ci comprend une double paroi formée par repliage sur elle-même de l'extrémité de la partie d'embout 3a pour définir une chambre annulaire 10 fermée à sa partie supérieure par la partie repliée solidarisée à la conduite 3 par exemple par soudage. La chambre 10 évite le contact direct entre la paroi interne 3b de la partie d'embout 3a et la paroi du collecteur d'admission 4 contactant, en la ceinturant, la portion de paroi externe correspondante 3c de la partie d'embout 3a. Autrement dit, la chambre 10 isole thermiquement la paroi du collecteur 4, en un matériau composite sensible aux températures relativement élevées, de la paroi interne 3b de la partie 3a portée à la température relativement élevée, d'environ 300 à 400°C, des gaz d'échappement circulant dans la partie d'embout 3a.
  • La partie d'embout 3a débouche en aval du volet d'admission d'air 5 logé dans un boîtier 11 solidaire du collecteur d'admission 4, par exemple par deux brides de fixation 12 assemblées entre elles par des vis de fixation (non représentées).
  • Avantageusement, il est possible d'abaisser la température de la portion de collecteur d'admission 4 entourant la chambre 10 et donc de refroidir celle-ci en faisant circuler dans la chambre 10 un fluide de refroidissement, par exemple l'air provenant du circuit de réglage du ralenti du moteur.
  • Suivant le mode de réalisation représenté en figure 3 où le circuit de réglage du ralenti du moteur comprend un organe de réglage du débit d'air constitué par une vis pointeau 13 en amont du volet 5 vissée dans le boîtier 11 pour laisser passer un débit déterminé d'air au travers d'un passage de dérivation longitudinal 14 lorsque le volet 5 est fermé, un tube 15 solidaire de la paroi externe 3c perpendiculairement à celle-ci et débouchant dans la chambre 10 est logé dans la paroi du collecteur d'alimentation 4 suivant l'axe longitudinal de celui-ci et est en communication de fluide avec le passage de dérivation 14 disposé sensiblement coaxialement au tube 15. L'ensemble formé par la partie d'embout 3a et le tube 15 est solidarisé dans la paroi du collecteur d'admission 4 lors de la coulée de ce dernier. La chambre annulaire 10 est en communication de fluide avec le collecteur d'admission 4 par un certain nombre d'ouvertures ou orifices 16 réalisés circonférentiellement à travers la portion de la paroi externe 3c en saillie dans le collecteur 4. Pendant la fermeture du volet 5, l'air de ralenti, à température ambiante, pénètre dans la chambre 10 pour ressortir par les orifices 16. Lors de la phase d'ouverture du volet 5 représentée en pointillés, l'air d'admission vient frapper la portion en saillie de la paroi externe 3c pour améliorer le refroidissement de celle-ci.
  • Suivant le second mode de réalisation représenté en figure 4, le tube 15 est raccordé à la portion de la paroi extérieure 3c située à l'extérieur du collecteur d'admission 4 et est emmanché dans un conduit souple 17 raccordé à une source d'air de ralenti externe par l'intermédiaire d'une vanne de réglage du débit d'air 18, connue en soi. Lors de la fermeture du volet 5, l'air de ralenti, provenant de la source d'air externe via la vanne 18, pénètre dans la chambre 10 pour ressortir dans le collecteur d'admission 4 à travers les orifices 16. Le débit d'air étant dans ce cas volontairement plus important, le refroidissement est encore amélioré.
  • Par le dispositif conforme à l'invention, les gaz d'échappement chauds arrivant dans la conduite de recirculation 3 ne sont directement au contact qu'avec la paroi interne 3b de la partie d'embout 3a et seule la paroi externe 3c, isolée par la chambre 10, touche le collecteur d'admission 4. En utilisant l'air de ralenti provenant du circuit de réglage du ralenti, on refroidit efficacement la partie de la conduite de recirculation 3 qui se trouve en contact avec le matériau composite du collecteur d'admission 4.

Claims (8)

  1. Collecteur d'admission (4) pour moteur à combustion interne comportant un dispositif de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, du type comprenant une partie d'embout (3a) d'une conduite de recirculation (3) des gaz du collecteur d'échappement (2) au collecteur d'admission (4), la partie d'embout (3a) étant raccordée au collecteur d'admission (4) et débouchant, en aval d'un volet (5) d'admission d'air, dans le collecteur d'admission (4) et à proximité de celui-ci, la partie d'embout (3a) comprenant une double paroi (3b, 3c) définissant une chambre annulaire (10) d'isolement thermique de la paroi du collecteur d'admission (4) de la paroi interne (3b) de la partie d'embout (3a), caractérisé en ce que la chambre annulaire (10) est en communication de fluide d'une part avec le collecteur d'admission (4) et d'autre part avec un circuit d'air de réglage du ralenti (13, 14; 18) du moteur (1) de façon que l'air de ralenti circulant au travers de la chambre annulaire (10) refroidisse la paroi du collecteur d'admission (4) contactant la paroi externe (3c) de la partie d'embout (3a).
  2. Collecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie d'embout (3a) fait saillie dans le collecteur d'admission (4) et comprend des ouvertures (16) pratiquées dans sa partie de paroi externe (3c) située dans le collecteur d'admission (4).
  3. Collecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la double paroi (3b, 3c) précitée est formée par repliage sur elle-même de l'extrémité de la partie d'embout (3a).
  4. Collecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre annulaire (10) est reliée au circuit d'air de réglage du ralenti précité par un tube (15) solidaire de la paroi externe (3c) de la chambre (10).
  5. Collecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tube de raccordement (15) précité est logé dans la paroi du collecteur d'admission (4) suivant l'axe longitudinal de ce dernier et le circuit d'air de réglage du ralenti comprend, située en amont du volet d'admission d'air (5) précité, une vis de réglage (13) du débit d'air circulant dans un passage de dérivation (14) communiquant avec le tube (15).
  6. Collecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tube de raccordement (15) précité débouche dans la portion de chambre annulaire (10) située à l'extérieur du collecteur d'admission (4) et le circuit d'air de réglage comprend une source d'air extérieure reliée au tube de raccordement (15) par une vanne extérieure de réglage du ralenti (18).
  7. Collecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la conduite de recirculation (3) est métallique et le collecteur d'admission (4) est en un matériau composite.
  8. Collecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie d'embout (3a) précitée est insérée dans le collecteur d'admission (4) lors de la coulée de ce dernier.
EP91402791A 1990-11-14 1991-10-18 Collecteur d'admission pour moteur à combustion interne comportant un dispositif de recirculation des gaz d'échappement Expired - Lifetime EP0486338B1 (fr)

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