EP1764500A1 - Répartiteur d'admission intégrant une partie d'un circuit de recirculation des gaz d'échappement et momteur à combustion interne comprenant un tel répartiteur d'admission - Google Patents

Répartiteur d'admission intégrant une partie d'un circuit de recirculation des gaz d'échappement et momteur à combustion interne comprenant un tel répartiteur d'admission Download PDF

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EP1764500A1
EP1764500A1 EP06300946A EP06300946A EP1764500A1 EP 1764500 A1 EP1764500 A1 EP 1764500A1 EP 06300946 A EP06300946 A EP 06300946A EP 06300946 A EP06300946 A EP 06300946A EP 1764500 A1 EP1764500 A1 EP 1764500A1
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EP
European Patent Office
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chamber
intake manifold
exhaust gas
inlet
engine
Prior art date
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Withdrawn
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EP06300946A
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German (de)
English (en)
Inventor
Nicolas Deleforterie
Philippe Violante
Rémy Priou
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
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Publication date
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    • F02M35/104—Intake manifolds
    • F02M35/112—Intake manifolds for engines with cylinders all in one line

Definitions

  • the present invention relates to an intake distributor of an internal combustion engine, preferably a diesel type engine.
  • the internal combustion engines comprise a cylinder head inside which is the combustion chamber provided with cylinders, and on which are fixed an air intake distributor and a exhaust gas exhaust manifold.
  • the diesel-type internal combustion engines also include an exhaust gas recirculation circuit called the Exhausted Gas Recirculation (EGR) circuit.
  • EGR Exhausted Gas Recirculation
  • the exhaust gas recirculation circuit recovers a portion of exhaust gas from the exhaust manifold and redirects it after cooling into the air intake manifold. These recirculating exhaust gases are thus burnt in the cylinders.
  • This recycling by recirculation of a portion of the exhaust gas reduces the release of pollutant components of the exhaust gas into the atmosphere.
  • Such an exhaust gas recirculation circuit comprises a heat exchanger for cooling the exhaust gas, a valve for regulating the flow of these recirculating exhaust gases and the ducts necessary for the transport of the recirculating exhaust gas. .
  • valve and the heat exchanger are generally fixed to the cylinder head or the cylinder block by fixing lugs and / or crutches, which increases the complexity and the assembly time of the engine.
  • legs or mounting brackets are subjected to significant vibration of the engine which increases the noise of the engine and may cause their rupture.
  • the present invention proposes a new intake distributor which makes it possible to dispense with the legs or support legs of the various elements of the exhaust gas recirculation circuit.
  • an intake distributor of an internal combustion engine which comprises a chamber ensuring the connection between several parts of an exhaust gas recirculation circuit, this chamber having an inlet intended to be connected directly to an exhaust gas recirculation channel, an outlet intended to be connected directly to the inlet of a heat exchanger and, between the inlet and the outlet, a regulating opening for the introduction into the chamber of the mechanism of a valve.
  • the chamber which is also part of the exhaust gas recirculation circuit serves as a support for fixing the elements of said recirculation circuit.
  • valve and the heat exchanger which are directly connected to said inlet distributor chamber are more resistant to vibration of the engine.
  • the intake manifold according to the invention, it is possible to reduce the number of parts of the exhaust gas recirculation circuit and to make the assembly consisting of the intake manifold and the recirculation circuit more compact .
  • a portion of the exhaust gas recirculation circuit is integrated with the intake distributor, which reduces the assembly time, the cost and the mass of the engine.
  • the invention also relates to an internal combustion engine comprising an intake distributor as described above.
  • FIGS 1 and 2 there is shown an air intake manifold 7 of an internal combustion engine.
  • This air intake manifold 7 is fixed on a cylinder head (not shown) to open into the combustion chamber defined inside four cylinders (not shown).
  • It comprises an inlet 70 through which fresh air coming from the atmosphere and substantially aligned outlet orifices 79 which open into the cylinders of the combustion chamber.
  • a mounting bracket 79A for fixing the inlet distributor 7 to the cylinder head.
  • the fresh air injected by the intake manifold is mixed with the fuel and the mixture of fresh air and fuel is burned in the cylinders.
  • an exhaust manifold which is fixed on the cylinder head and into which the cylinders open.
  • This exhaust manifold includes exhaust ducts (not shown) vis-à-vis the cylinders to convey the exhaust gas to an exhaust line (not shown).
  • the internal combustion engine also comprises a recirculation circuit 9 of the exhaust gas.
  • the intake distributor 7 of the internal combustion engine comprises a chamber 8 ensuring the connection between several parts of the recirculation circuit 9 of the exhaust gas.
  • This junction chamber 8 constitutes an additional part of the intake distributor 7 which has just formed with it.
  • This junction chamber 8 is also part of the recirculation circuit 9 of the exhaust gas.
  • the inlet 84 intended to be connected directly to a recirculation channel (not shown) of the exhaust gas.
  • the inlet of the chamber 8 is formed of a pipe 84 whose mouth, situated at one end of the row formed by the outlet orifices 79, is bordered by a fixing support 84A intended to receive the end of an exhaust gas recirculation channel.
  • the fixing support 84A bordering the mouth of the inlet pipe 84 of the chamber 8 extends in the extension of the fixing brackets 79A surrounding the outlet orifices 79 of the inlet distributor 7.
  • the fixing support 84A and the fixing brackets 79A form a single support which surrounds the outlet orifices 79 and the mouth of the tubing 84.
  • the chamber 8 is located on an outer edge of the inlet distributor 7, near the cylinder head so that the mouth of the inlet pipe 84 of the chamber 8 is positioned vis-à-vis the recirculation channel exhaust gas.
  • the exhaust gas recirculation channel is formed in the cylinder head.
  • Such an exhaust gas recirculation channel integrated into the cylinder head allows for a more compact engine.
  • the chamber 8 also has an outlet intended to be connected directly to the inlet of a heat exchanger 92.
  • the outlet of the chamber is formed of a pipe 82 whose mouth is bordered by a fixing support 82A for receive the heat exchanger 92.
  • a duct 94 is provided which makes it possible to connect this heat exchanger 92 to the inlet of the intake circuit 7.
  • the heat exchanger 92 also includes a cooling circuit which includes an inlet channel 95 of a coolant and an outlet channel 96 of the coolant. This cooling circuit passes through the heat exchanger 92 and makes it possible to cool the exhaust gases that pass through this heat exchanger 92.
  • the chamber 8 comprises a regulating opening for the introduction into the chamber 8 of the mechanism of a regulating valve 91.
  • the regulating opening of the chamber 8 is bordered by a fixing support 91 A intended to receive the regulation valve 91.
  • the fixing support 91 A on which the valve 91 is fixed is here situated in the upper part of the chamber 8.
  • the mechanism of the valve 91 makes it possible to regulate the flow of the recirculating exhaust gas in the recirculation circuit 9 of the exhaust gas.
  • the chamber 8 of the inlet distributor 7 according to the invention which serves to fix the various elements of the exhaust gas recirculation circuit 9 and which constitutes a part of this recirculation circuit, makes it possible to have a compact motor.
  • the operation of the motor is as follows.
  • the exhaust gases from the combustion of the mixture of fresh gas and fuel in the cylinders are discharged to the exhaust manifold. Part of the exhaust gas is redirected to the recirculation circuit 9 of the exhaust gas through the recirculation channel.
  • the recirculating exhaust gas then passes through the inlet pipe 84 of the junction chamber 8.
  • the opening of the valve 91 by means of its mechanism introduced into the chamber 8, makes it possible to circulate the recirculation exhaust gas in the outlet pipe 82, in the direction of the heat exchanger 92.
  • the recirculating exhaust gases are cooled by means of the coolant circulating in the inlet ducts 95 and the outlet ducts 96 of the cooling circuit. cooling. Then, at the outlet of this heat exchanger 92, the recirculation exhaust gas is conveyed by the duct 94 connected to the inlet of the intake circuit 7.
  • the recirculating exhaust gas is then mixed with the fresh air admitted by the inlet 70 of the inlet distributor 7 and are directed towards the outlet orifices 79 of the inlet distributor 7. Beyond these orifices of At outlet 79, the mixture of fresh air and recirculating exhaust gas is admitted into the cylinders of the cylinder head. The recirculating exhaust gases are then burnt in the cylinders. Then the exhaust gases resulting from this combustion are discharged to the exhaust manifold and the exhaust line, while a part of these exhaust gases is removed for recycling into the recirculation circuit 9 of the exhaust gases. 'exhaust.
  • the chamber 8 of the inlet distributor can also serve as a mounting bracket for other parts.
  • it can serve as a support for fixing an oil gauge 99 which, here, in FIGS. 1 and 2, is fixed by a fastening lug 99A to the heat exchanger 92.

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Abstract

La présente invention concerne un répartiteur d'admission (7) d'un moteur à combustion interne.
Selon l'invention, le répartiteur d'admission comporte une chambre (8) assurant la jonction entre plusieurs pièces d'un circuit de recirculation (9) des gaz d'échappement, cette chambre comportant une entrée destinée à être connectée directement à un canal de recirculation des gaz d'échappement, une sortie destinée à être connectée directement à l'entrée d'un échangeur de chaleur (92) et, entre l'entrée et la sortie, une ouverture de régulation pour l'introduction dans la chambre du mécanisme d'une vanne (91).

Description

    DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION
  • La présente invention concerne un répartiteur d'admission d'un moteur à combustion interne, préférentiellement un moteur du type diesel.
    • ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
  • Les moteurs à combustion interne comprennent une culasse à l'intérieur de laquelle se trouve la chambre de combustion pourvue de cylindres, et sur laquelle sont fixés un répartiteur d'admission d'air ainsi qu'un collecteur d'échappement des gaz brûlés.
  • Habituellement, les moteurs à combustion interne de type diesel comprennent également un circuit de recirculation des gaz d'échappement appelé circuit EGR (Exhausted Gaz Recirculation).
  • Le circuit de recirculation des gaz d'échappement récupère une partie des gaz d'échappement du collecteur d'échappement et la redirige après refroidissement dans le répartiteur d'admission d'air. Ces gaz d'échappement de recirculation sont ainsi rebrûlés dans les cylindres.
  • Ce recyclage par recirculation d'une partie des gaz d'échappement permet de diminuer le rejet de composants polluants des gaz d'échappement dans l'atmosphère.
  • Un tel circuit de recirculation des gaz d'échappement comporte un échangeur de chaleur pour refroidir les gaz d'échappement, une vanne pour réguler le flux de ces gaz d'échappement de recirculation et les conduits nécessaires au transport des gaz d'échappement de recirculation.
  • L'introduction de tous ces composants dans l'environnement du moteur pose un problème d'encombrement car l'espace disponible y est limité.
  • Ces différents éléments tels que la vanne et l'échangeur de chaleur sont généralement fixés à la culasse ou au carter cylindre par des pattes de fixation et/ou des béquilles, ce qui accroît la complexité et le temps d'assemblage du moteur.
  • En outre, les pattes ou béquilles de fixation sont soumises à d'importantes vibrations du moteur ce qui augmente le bruit du moteur et risque de provoquer leur rupture.
  • Enfin, elles représentent un surcoût en tant que pièces supplémentaires du circuit de recirculation des gaz d'échappement et elles augmentent la masse du moteur.
    • OBJET DE L'INVENTION
  • La présente invention propose un nouveau répartiteur d'admission qui permet de s'affranchir des pattes ou béquilles de fixation des différents éléments du circuit de recirculation des gaz d'échappement.
  • À cet effet, on propose selon l'invention un répartiteur d'admission d'un moteur à combustion interne, qui comporte une chambre assurant la jonction entre plusieurs pièces d'un circuit de recirculation des gaz d'échappement, cette chambre comportant une entrée destinée à être connectée directement à un canal de recirculation des gaz d'échappement, une sortie destinée à être connectée directement à l'entrée d'un échangeur de chaleur et, entre l'entrée et la sortie, une ouverture de régulation pour l'introduction dans la chambre du mécanisme d'une vanne.
  • Avantageusement, dans le répartiteur d'admission selon l'invention, la chambre qui fait aussi partie du circuit de recirculation des gaz d'échappement sert de support pour la fixation des éléments dudit circuit de recirculation.
  • En particulier, la vanne et l'échangeur de chaleur qui sont directement reliés à ladite chambre du répartiteur d'admission résistent mieux aux vibrations du moteur.
  • Ainsi, grâce au répartiteur d'admission selon l'invention, il est possible de diminuer le nombre de pièces du circuit de recirculation des gaz d'échappement et de rendre l'ensemble constitué du répartiteur d'admission et du circuit de recirculation plus compact.
  • Enfin, grâce à la chambre de jonction du répartiteur d'admission selon l'invention, une partie du circuit de recirculation des gaz d'échappement est intégrée au répartiteur d'admission, ce qui diminue le temps d'assemblage, le coût et la masse du moteur.
  • D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du répartiteur d'admission selon l'invention sont les suivantes :
    • la sortie de la chambre est formée d'une tubulure dont l'extrémité est bordée par un support de fixation destiné à recevoir l'échangeur de chaleur ;
    • l'ouverture de régulation de la chambre est bordée par un support de fixation destiné à recevoir la vanne ;
    • l'entrée de la chambre est formée d'une tubulure dont l'extrémité est bordée par un support de fixation destiné à recevoir le canal de recirculation des gaz d'échappement ;
    • le moteur comporte une culasse qui comprend le canal de recirculation des gaz d'échappement ;
    • la chambre est située sur un bord extérieur du répartiteur d'admission, à proximité de la culasse;
    • la chambre vient de formation avec le répartiteur d'admission.
  • L'invention concerne également un moteur à combustion interne comprenant un répartiteur d'admission tel que décrit ci-dessus.
    • DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION
  • La description qui va suivre en regard des dessins annexés d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.
  • Sur les dessins annexés :
    • la figure 1 est une vue en perspective d'un répartiteur d'admission selon l'invention sur lequel sont rapportés des éléments d'un circuit de recirculation des gaz d'échappement ;
    • la figure 2 est une vue en perspective sous un autre angle de la figure 1.
  • Sur les figures 1 et 2 on a représenté un répartiteur d'admission d'air 7 d'un moteur à combustion interne.
  • Ce répartiteur d'admission d'air 7 est fixé sur une culasse (non représentée) pour déboucher dans la chambre de combustion définie à l'intérieur de quatre cylindres (non représentés).
  • Il comporte une entrée 70 par laquelle arrive de l'air frais issu de l'atmosphère et des orifices de sortie 79 sensiblement alignés qui débouchent dans les cylindres de la chambre de combustion.
  • Autour des orifices de sortie 79, il est prévu un support de fixation 79A pour la fixation du répartiteur d'admission 7 à la culasse.
  • L'air frais injecté par le répartiteur d'admission est mélangé au carburant et le mélange d'air frais et de carburant est brûlé dans les cylindres.
  • Pour évacuer les gaz brûlés après leur combustion, il est prévu un collecteur d'échappement fixé sur la culasse et dans lequel débouchent les cylindres. Ce collecteur d'échappement comprend des conduits d'échappement (non représentés) en vis-à-vis des cylindres pour véhiculer les gaz d'échappement vers une ligne d'échappement (non représentée).
  • Le moteur à combustion interne comprend aussi un circuit de recirculation 9 des gaz d'échappement.
  • Avantageusement selon l'invention, le répartiteur d'admission 7 du moteur à combustion interne comporte une chambre 8 assurant la jonction entre plusieurs pièces du circuit de recirculation 9 des gaz d'échappement.
  • Cette chambre 8 de jonction constitue une partie supplémentaire du répartiteur d'admission 7 qui vient de formation avec celui-ci.
  • Cette chambre 8 de jonction constitue aussi une partie du circuit de recirculation 9 des gaz d'échappement.
  • Elle comporte tout d'abord une entrée 84 destinée à être connectée directement à un canal de recirculation (non représenté) des gaz d'échappement. L'entrée de la chambre 8 est formée d'une tubulure 84 dont l'embouchure, située à une extrémité de la rangée formée par les orifices de sortie 79, est bordée par un support de fixation 84A destiné à recevoir l'extrémité d'un canal de recirculation des gaz d'échappement.
  • Le support de fixation 84A bordant l'embouchure de la tubulure 84 d'entrée de la chambre 8 s'étend dans le prolongement des supports de fixation 79A entourant les orifices de sortie 79 du répartiteur d'admission 7.
  • D'ailleurs, le support de fixation 84A et les supports de fixation 79A forment un seul support qui entoure les orifices de sortie 79 et l'embouchure de la tubulure 84.
  • La chambre 8 est située sur un bord extérieur du répartiteur d'admission 7, à proximité de la culasse de sorte que l'embouchure de la tubulure d'entrée 84 de la chambre 8 est positionnée en vis-à-vis du canal de recirculation des gaz d'échappement.
  • Avantageusement le canal de recirculation des gaz d'échappement est pratiqué dans la culasse. Un tel canal de recirculation des gaz d'échappement intégré à la culasse permet d'avoir un moteur plus compact.
  • La chambre 8 comporte aussi une sortie destinée à être connectée directement à l'entrée d'un échangeur de chaleur 92. La sortie de la chambre est formée d'une tubulure 82 dont l'embouchure est bordée par un support de fixation 82A destiné à recevoir l'échangeur de chaleur 92.
  • En sortie de cet échangeur de chaleur 92, il est prévu un conduit 94 qui permet de relier cet échangeur de chaleur 92 à l'entrée du circuit d'admission 7.
  • L'échangeur de chaleur 92 comprend aussi un circuit de refroidissement qui comporte un canal d'entrée 95 d'un liquide de refroidissement et un canal de sortie 96 de ce liquide de refroidissement. Ce circuit de refroidissement traverse l'échangeur de chaleur 92 et permet de refroidir les gaz d'échappement qui transitent par cet échangeur de chaleur 92.
  • Enfin, entre la tubulure 84 d'entrée et la tubulure 82 de sortie, la chambre 8 comporte une ouverture de régulation pour l'introduction dans la chambre 8 du mécanisme d'une vanne 91 de régulation. L'ouverture de régulation de la chambre 8 est bordée par un support de fixation 91 A destiné à recevoir la vanne 91 de régulation.
  • Le support de fixation 91 A sur lequel est fixée la vanne 91 est ici situé en partie supérieure de la chambre 8.
  • Le mécanisme de la vanne 91 permet de réguler le flux des gaz d'échappement de recirculation dans le circuit de recirculation 9 des gaz d'échappement.
  • Ainsi, la chambre 8 du répartiteur d'admission 7 selon l'invention, qui sert à la fixation des différents éléments du circuit de recirculation 9 des gaz d'échappement et qui constitue une partie de ce circuit de recirculation, permet d'avoir un moteur compact.
  • Le fonctionnement du moteur est le suivant. Les gaz d'échappement issus de la combustion du mélange de gaz frais et de carburant dans les cylindres sont évacués vers le collecteur d'échappement. Une partie des gaz d'échappement est redirigée vers le circuit de recirculation 9 des gaz d'échappement en passant par le canal de recirculation.
  • Les gaz d'échappement de recirculation passent alors à travers la tubulure 84 d'entrée de la chambre 8 de jonction. L'ouverture de la vanne 91, au moyen de son mécanisme introduit au sein de la chambre 8, permet de faire circuler les gaz d'échappement de recirculation dans la tubulure 82 de sortie, en direction de l'échangeur de chaleur 92.
  • Lors de son passage dans l'échangeur de chaleur 92 les gaz d'échappement de recirculation sont refroidis au moyen du liquide de refroidissement circulant dans les conduits d'entrée 95 et de sortie 96 du circuit de refroidissement. Puis, en sortie de cet échangeur de chaleur 92, les gaz d'échappement de recirculation sont véhiculés par le conduit 94 relié à l'entrée du circuit d'admission 7.
  • Les gaz d'échappement de recirculation sont alors mélangés à l'air frais admis par l'entrée 70 du répartiteur d'admission 7 et sont dirigés vers les orifices de sortie 79 du répartiteur d'admission 7. Au-delà de ces orifices de sortie 79, le mélange d'air frais et de gaz d'échappement de recirculation est admis dans les cylindres de la culasse. Les gaz d'échappement de recirculation sont alors rebrûlés dans les cylindres. Puis les gaz d'échappement issus de cette combustion sont évacués vers le collecteur d'échappement et la ligne d'échappement, tandis qu'une partie de ces gaz d'échappement est prélevée pour être recyclée dans le circuit de recirculation 9 des gaz d'échappement.
  • Avantageusement, la chambre 8 du répartiteur d'admission peut aussi servir de support de fixation pour d'autres pièces. Par exemple, elle peut servir de support de fixation d'une jauge à huile 99 qui, ici, sur les figures 1 et 2, est fixée par une patte de fixation 99A à l'échangeur de chaleur 92.
  • La présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit.

Claims (8)

  1. Répartiteur d'admission (7) d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre (8) assurant la jonction entre plusieurs pièces (91, 92) d'un circuit de recirculation (9) des gaz d'échappement, cette chambre (8) comportant :
    - une entrée destinée à être connectée directement à un canal de recirculation des gaz d'échappement,
    - une sortie destinée à être connectée directement à l'entrée d'un échangeur de chaleur (92) et,
    - entre l'entrée et la sortie, une ouverture de régulation pour l'introduction dans la chambre (8) du mécanisme d'une vanne (91).
  2. Répartiteur d'admission (7) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrée de la chambre (8) est formée d'une tubulure (84) dont l'extrémité est bordée par un support de fixation (84A) destiné à recevoir le canal de recirculation des gaz d'échappement.
  3. Répartiteur d'admission (7) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sortie de la chambre (8) est formée d'une tubulure (82) dont l'extrémité est bordée par un support de fixation (82A) destiné à recevoir l'échangeur de chaleur (92).
  4. Répartiteur d'admission (7) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture de régulation de la chambre (8) est bordée par un support de fixation (91 A) destiné à recevoir la vanne (91).
  5. Répartiteur d'admission (7) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur comporte une culasse qui comprend le canal de recirculation des gaz d'échappement.
  6. Répartiteur d'admission (7) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la chambre (8) est située sur un bord extérieur du répartiteur d'admission (7), à proximité de la culasse.
  7. Répartiteur d'admission (7) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre (8) vient de formation avec le répartiteur d'admission (7).
  8. Moteur à combustion interne comprenant un répartiteur d'admission (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
EP06300946A 2005-09-16 2006-09-13 Répartiteur d'admission intégrant une partie d'un circuit de recirculation des gaz d'échappement et momteur à combustion interne comprenant un tel répartiteur d'admission Withdrawn EP1764500A1 (fr)

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