EP1972764A1 - Dispositif de ventilation d'un moteur a combustion interne dote d'un systeme anti-retour d'huile - Google Patents

Dispositif de ventilation d'un moteur a combustion interne dote d'un systeme anti-retour d'huile Download PDF

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EP1972764A1
EP1972764A1 EP08152263A EP08152263A EP1972764A1 EP 1972764 A1 EP1972764 A1 EP 1972764A1 EP 08152263 A EP08152263 A EP 08152263A EP 08152263 A EP08152263 A EP 08152263A EP 1972764 A1 EP1972764 A1 EP 1972764A1
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EP
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oil
ventilation device
float
obstacle
separator
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Application number
EP08152263A
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German (de)
English (en)
Inventor
Sébastien GAUCHARD
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PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0488—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil with oil trap in the return conduit to the crankcase
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01M2013/0488—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil with oil trap in the return conduit to the crankcase
    • F01M2013/0494—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil with oil trap in the return conduit to the crankcase using check valves

Definitions

  • the subject of the invention is a device for ventilating an internal combustion engine of a vehicle, for example an automobile. More specifically, the subject of the invention is a ventilation device equipped with a non-return oil system.
  • Internal combustion engines generally comprise a ventilation device whose role is to collect and separate the mixture constituted by the blow-by gases charged with oil droplets and from the cylinder block and the cylinder head, before returning blow-by gases to the air intake circuit and reroute the oil to the oil tank.
  • the ventilation devices comprise a separator in which separation takes place between the blow-by gases and the oil droplets.
  • the separator is provided with an inlet adaptable on a conduit capable of conveying the oil / gas mixture of blow-by from the cylinder head and the cylinder block.
  • the separator is also provided with a first outlet for evacuating the blow-by gases separated from the oil towards the engine intake line.
  • the separator comprises a second output connected to a conduit, said oil return conduit, for routing oil separated from the blow-by gas to the engine oil tank.
  • the oil return duct is dimensioned so that the pressure drop that it generates compensates for the fact that the separator is in depression with respect to the oil tank.
  • the pressure difference between the oil tank and the separator increases, whether because the cylinder housing rises in pressure or because the blow-by gas supply duct is closed, the loss of charge generated by the oil return line is no longer able to compensate for the pressure difference.
  • the oil rises from the oil tank into the separator and then reaches the engine. The latter then starts operating in a degraded mode that can cause engine breakage for a spark ignition engine, or may cause runaway engine in the case of a diesel engine.
  • the invention relates to a ventilation device of an internal combustion engine comprising an oil separator with an oil outlet, a return line connecting the oil outlet to the engine oil tank, characterized in that the ventilation device comprises a float movable in the return duct between an obstacle and the oil tank, so that the float blocks access to the separator when it reaches the obstacle.
  • the obstacle is located in the return duct.
  • the obstacle is a seat formed by a decrease in the diameter of the return duct.
  • the obstacle is located in the oil separator.
  • the obstacle is formed by a section of the oil outlet of the oil separator of dimension smaller than the section of the oil return duct.
  • the ventilation device comprises a retaining means located in the return duct between the float and the oil tank, so that the float can not access the oil tank.
  • the retaining means is a wire.
  • the float is partly made of a plastic material selected from semi-aromatic polyamides, phenylene polysulfides.
  • the figure 1 represents an internal combustion engine 5 of a motor vehicle having a cylinder block 7 disposed between a cylinder head 12 and an oil tank 6.
  • Said engine 5 is provided with a ventilation device 1 comprising an oil separator 10 provided with an oil outlet 11 and a return pipe 2 connecting said oil outlet 11 to the oil tank 6.
  • the return pipe 2 opens to the bottom of the oil tank 6 so that the oil flows by siphon effect from the separator 6 in the oil tank 2.
  • the separator 10 is also connected to the air intake circuit (not shown in the figure) by means of a duct 4 for conveying the blow-by gases separated from the oil to the air intake system.
  • the oil / gas mixture of blow-by is conveyed into the separator 10 by means of a duct 3.
  • the return duct 2 contains a float 8 which is able to move in said duct 2 between a fixed obstacle 9a and the oil tank 6.
  • Said float 8 has a density lower than the density of the oil, so that when there are oil lifts from the oil tank 6, the float 8 remains at the level reached by the oil rise.
  • the float 8 reaches the obstacle 9a, it closes the return duct 2 so that the oil lift can not cross the obstacle 9a and enter the separator 10.
  • the obstacle 9a is located in the return duct 2 and consists of a seat formed by a retraction of the diameter of the return duct 2. It appears that this first embodiment requires less significant modifications in the return duct 2 than if one implants a check valve. Therefore, this first embodiment also has a lower realization cost.
  • the obstacle 9a is located in the separator 10 and is formed by a section of the oil outlet 11 of dimension smaller than that of the oil return pipe 2.
  • This embodiment is even simpler than the first mode in that it is not necessary to modify the return duct so as to obtain a diameter shrinkage.
  • the ventilation device comprises a retaining means 9b located in the return duct 2 between the float 8 and the tank. oil 6.
  • the retaining means 9b may be formed of an element fixed inside the return duct 2, such as a sieve, or according to a preferred variant, such as a wire extending in the plane of the cross section of the return duct 2.
  • a material capable of withstanding relatively high temperatures typically close to 150.degree. risk not to degrade and pollute the oil.
  • a plastic material selected from semi-aromatic polyamides, the phenylene polysulfides guarantees the resistance of the float 8 with respect to the temperatures prevailing in the return duct 2 and which are close to 150 ° C., and also guarantees the resistance of the float 8 with respect to the chemical aggressions.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

L'invention a pour objet un dispositif de ventilation (1) d'un moteur à combustion interne (5) comprenant un séparateur d'huile (10) doté d'une sortie huile (11), un conduit de retour (2) reliant la sortie huile (11) du séparateur d'huile (1) au bac à huile (6) du moteur (5), caractérisé en ce que le dispositif de ventilation (1) comprend un flotteur (8) mobile dans le conduit de retour (2) entre un obstacle (9a) et le bac à huile (6), de sorte que le flotteur (8) obture l'accès au séparateur (10) lorsqu'il atteint l'obstacle (9a).

Description

  • L'invention a pour objet un dispositif de ventilation de moteur à combustion interne de véhicule par exemple automobile. Plus précisément, l'invention a pour objet un dispositif de ventilation doté d'un système anti-retour d'huile.
  • Les moteurs à combustion interne comportent généralement un dispositif de ventilation dont le rôle est de collecter et de séparer le mélange constitué par les gaz de blow-by chargés en gouttelettes d'huile et issu du carter de cylindres et de la culasse, avant de renvoyer les gaz de blow-by vers le circuit d'admission d'air et de réacheminer l'huile vers le bac à huile. Généralement, les dispositifs de ventilation comportent un séparateur dans lequel a lieu la séparation entre les gaz de blow-by et les goutelettes d'huile. Le séparateur est doté d'une entrée adaptable sur un conduit apte à acheminer le mélange huile/gaz de blow-by depuis la culasse et le carter de cylindres. Le séparateur est également muni d'une première sortie permettant d'évacuer les gaz de blow-by séparés de l'huile vers la ligne d'admission du moteur. Enfin le séparateur comprend une seconde sortie connectée à un conduit, dit conduit de retour d'huile, destiné à acheminer l'huile séparée des gaz de blow-by vers le bac à huile du moteur.
  • Compte tenu du degré croissant d'efficacité demandé au séparateur qui s'accompagne d'une d'augmentation des pertes de charges en sortie du sépateur, il est nécessaire, pour compenser ces pertes de charges, de créer un effet siphon entre le séparateur et le bac à huile. De ce fait, le conduit de retour d'huile débouche au fond du bac à huile afin que le retour de l'huile s'effectue sous la nappe d'huile contenue dans le bac.
  • De plus, le conduit de retour d'huile est dimensionné de manière à ce que la perte de charge qu'il génère compense le fait que le séparateur est en dépression par rapport au bac à huile. Or, lorsque la différence de pression entre le bac à huile et le séparateur s'accentue, que ce soit parce que le carter de cylindres monte en pression ou bien parce que le conduit d'amenée des gaz de blow-by est obturé, la perte de charge générée par le conduit de retour d'huile n'est plus à même de compenser la différence de pression. De ce fait l'huile remonte depuis le bac à huile jusque dans le séparateur, puis accède au moteur. Ce dernier se met alors à fonctionner suivant un mode dégradé pouvant occasionner la casse du moteur pour un moteur à allumage commandé, ou bien pouvant entraîner l'emballement du moteur dans le cas d'un moteur Diesel.
  • Afin de sécuriser le séparateur d'huile, il est connu de l'art antérieur d'implanter dans le conduit de retour des clapets anti-retour pour empêcher l'huile de remonter jusqu'au séparateur. Toutefois, ce type de solution présente l'inconvénient de réduire le débit de l'huile vers le bac à huile.
  • C'est pourquoi, notre invention a pour but de sécuriser le séparateur d'huile d'huile sans gêner la circulation de l'huile vers le bac à huile.
  • Plus précisément, l'invention a pour objet un dispositif de ventilation d'un moteur à combustion interne comprenant un séparateur d'huile doté d'une sortie huile, d'un conduit de retour reliant la sortie huile au bac à huile du moteur, caractérisé en ce que le dispositif de ventilation comprend un flotteur mobile dans le conduit de retour entre un obstacle et le bac à huile, de sorte que le flotteur obture l'accès au séparateur lorsqu'il atteint l'obstacle.
  • Selon certaines caractéristiques, l'obstacle est situé dans le conduit de retour.
  • Selon d'autres caractéristiques, l'obstacle est un siège formé par une diminution du diamètre du conduit de retour.
  • Selon d'autres caractéristiques, l'obstacle est situé dans le séparateur d'huile.
  • Selon d'autres caractéristiques, l'obstacle est formé par une section de la sortie huile du séparateur d'huile de dimension inférieure à la section du conduit de retour d'huile.
  • Selon d'autres caractéristiques, le dispositif de ventilation comprend un moyen de retenue situé dans le conduit de retour entre le flotteur et le bac à huile, de sorte que le flotteur ne peut accéder au bac à huile.
  • Selon d'autres caractéristiques, le moyen de retenue est un fil.
  • Selon d'autres caractéristiques, le flotteur est en partie constitué d'un matériau plastique choisi parmi les polyamides semi-aromatiques, les polysulfures de phénylène.
  • D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après effectuée, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures 1 et 2 qui représentent pour la première une vue d'ensemble d'un moteur équipé d'un dispositif de ventilation conforme à l'invention, et pour la seconde une vue schématique en coupe d'un dispositif de ventilation conforme à l'invention
  • La figure 1 représente un moteur à combustion interne 5 de véhicule automobile comportant un carter de cylindres 7 disposé entre une culasse 12 et un bac à huile 6. Ledit moteur 5 est doté d'un dispositif de ventilation 1 comprenant un séparateur d'huile 10 doté d'une sortie huile 11 et d'un conduit de retour 2 reliant ladite sortie huile 11 au bac à huile 6. Le conduit de retour 2 débouche au fond du bac à huile 6 de sorte que l'huile s'écoule par effet siphon depuis le séparateur 6 dans le bac à huile 2. Le séparateur 10 est également relié au circuit d'admission d'air (non représenté sur la figure) au moyen d'un conduit 4 permettant d'acheminer les gaz de blow-by séparés de l'huile vers le circuit d'admission d'air. De plus, le mélange huile/gaz de blow-by est acheminé jusque dans le séparateur 10 au moyen d'un conduit 3.
  • Tel que représenté en figure 2, le conduit de retour 2 contient un flotteur 8 qui est apte à se déplacer dans ledit conduit 2 entre un obstacle fixe 9a et le bac à huile 6. Ledit flotteur 8 a une masse volumique inférieure à la masse volumique de l'huile, de sorte que lorsqu'il y a des remontées d'huile depuis le bac à huile 6, le flotteur 8 reste toujours au niveau atteint par la remontée d'huile. De plus, lorsque le flotteur 8 atteint l'obstacle 9a, il obture le conduit de retour 2 de sorte que la remontée d'huile ne peut pas franchir l'obstacle 9a et pénétrer dans le séparateur 10.
  • Selon un premier mode de réalisation, l'obstacle 9a est situé dans le conduit de retour 2 et consiste en un siège formé par un retrécissement du diamètre du conduit de retour 2. Il apparaît que ce premier mode de réalisation nécessite des modifications moins importantes dans le conduit de retour 2 que si l'on implante un clapet anti-retour. De ce fait, ce premier mode de réalisation présente aussi un coût de réalisation moins élevé.
  • Selon un second mode de réalisation, l'obstacle 9a est situé dans le séparateur 10 et est formé par une section de la sortie huile 11 de dimension inférieure à celle du conduit de retour d'huile 2. Ce mode de réalisation est encore plus simple que le premier mode dans la mesure où il n'est pas nécessaire de modifier le conduit de retour de manière à obtenir un rétrécissement de diamètre.
  • Avantageusement, afin d'empêcher que le flotteur 8 ne puisse accéder au bac à huile 6, notamment en cas de déjaugeage, le dispositif de ventilation comprend un moyen de retenue 9b situé dans le conduit de retour 2 entre le flotteur 8 et le bac à huile 6. Le moyen de retenue 9b peut être formé d'un élément fixé à l'intérieur du conduit de retour 2, tel qu'un tamis, ou bien suivant une variante préférée, tel qu'un fil s'étendant dans le plan de la section transversale du conduit de retour 2.
  • Avantageusement, afin de garantir la résistance du flotteur 8 vis à vis de l'environnement dans lequel il est utilisé, il est nécessaire de choisir un matériau capable de résister à des températures relativement élevées, typiquement voisines de 150 °C, et qui surtout ne risque pas de se dégrader et de polluer l'huile. A titre d'exemple, un matériau plastique choisi parmi les polyamides semi-aromatiques, les polysulfures de phénylène garantit la résistance du flotteur 8 vis à vis des températures régnant dans le conduit de retour 2 et qui avoisinent les 150°C, et garantit également la résistance du flotteur 8 vis à vis des agressions chimiques.

Claims (8)

  1. . Dispositif de ventilation (1) d'un moteur à combustion interne (5) comprenant un séparateur d'huile (10) doté d'une sortie huile (11), un conduit de retour (2) reliant la sortie huile (11) du séparateur d'huile (1) au bac à huile (6) du moteur (5), caractérisé en ce que le dispositif de ventilation (1) comprend un flotteur (8) mobile dans le conduit de retour (2) entre un obstacle (9a) et le bac à huile (6), de sorte que le flotteur (8) obture l'accès au séparateur (10) lorsqu'il atteint l'obstacle (9a).
  2. . Dispositif de ventilation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'obstacle (9a) est situé dans le conduit de retour (2).
  3. . Dispositif de ventilation selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'obstacle (9a) est un siège formé par une diminution du diamètre du conduit de retour (2).
  4. . Dispositif de ventilation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'obstacle (9a) est situé dans le séparateur d'huile (10).
  5. . Dispositif de ventilation selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'obstacle (9a) est formé par une section de la sortie huile (11) du séparateur d'huile (10) de dimension inférieure à la section du conduit de retour d'huile (2).
  6. . Dispositif de ventilation selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de ventilation comprend un moyen de retenue (9b) situé dans le conduit de retour (2) entre le flotteur (8) et le bac à huile (6), de sorte que le flotteur (8) ne peut accéder au bac à huile (6).
  7. . Dispositif de ventilation selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de retenue (9b) est un fil.
  8. . Dispositif de ventilation, selon l'une quelconques des revendications, caractérisé en ce que le flotteur (8) est en partie constitué d'un matériau plastique choisi parmi les polyamides semi-aromatiques, les polysulfures de phénylène.
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