EP2130567A1 - Agencement d'un systeme arrete flamme dans un moteur de vehicule automobile - Google Patents

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EP2130567A1 EP09161597A EP09161597A EP2130567A1 EP 2130567 A1 EP2130567 A1 EP 2130567A1 EP 09161597 A EP09161597 A EP 09161597A EP 09161597 A EP09161597 A EP 09161597A EP 2130567 A1 EP2130567 A1 EP 2130567A1
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Definitions

  • the invention relates to the arrangement of a flame arresting system in a motor vehicle internal combustion engine equipped with an exhaust gas recirculation circuit.
  • the clean-up of motor vehicles involves various aftertreatment systems to remove pollutants produced by the engine such as catalysts and particulate filter in the case of lean burn diesel and gasoline engines.
  • additional devices are needed. These devices include recirculation circuits at the intake of a portion of the flue gases which lower the temperatures at the end of combustion and thus limit the formation of NO X.
  • the exhaust gas recirculation circuit can lose its thermal efficiency and / or its permeability by accumulation of deposits in the elements that compose it. These deposits are of different natures, they come from elements contained in the gas stream, such as carbonaceous particles or unburned hydrocarbons. Their origin varies according to various parameters among which the temperature of the gas and the walls, the speed of the gases, the composition of these gases which depends on the nature of the fuel, the type of combustion, the nature of the oil used. .
  • the deposits can ignite, when they are reached by an incandescent particle (of metallic or organic origin) or by a flame front coming from the combustion chamber or even when that the temperature of the gases exceeds a certain threshold.
  • the object of the invention is therefore to provide a device for preventing the propagation of a flame front having originated inside an exhaust gas recirculation circuit downstream of said circuit.
  • the present invention relates to the arrangement of a flame arresting system in an internal combustion engine of a motor vehicle equipped with an exhaust gas recirculation circuit, arranged between the exhaust duct and the exhaust pipe.
  • intake manifold said circuit being constituted, in particular, a manifold connected to the intake manifold, a valve or without a valve and an exchanger or without exchanger.
  • a flame edge is implanted in the exhaust gas recirculation circuit so that a flame formed in one of the elements of said upstream circuit is extinguished before extending downstream towards the collector intake.
  • the flame arrestor is positioned as close as possible to the intake manifold, either at the outlet of the manifold connected to the intake manifold or to the intake manifold, downstream of the intake connection. the tubing.
  • the flame stop also plays the role of a distribution diffuser in the cylinders of the gas flow of the exhaust gas recirculation circuit.
  • the flame stop is disposed at the outlet of the cylinder head duct.
  • the flame stop is placed at the outlet of the exchanger or the valve forming part of the exhaust gas recirculation circuit.
  • the flame stop is provided with a flame retardant material.
  • the figure 1 is a partial perspective view of a motor vehicle engine and its EGR exhaust gas recirculation circuit
  • the figure 2 is an axial sectional view of a conduit of the EGR circuit equipped with a flame edge and,
  • the figure 3 is a sectional view along XX of the figure 2 .
  • FIG. 1 there is shown, in partial view, a cylinder head 1 of a motor vehicle diesel engine and its intake manifold 2.
  • an exhaust gas recirculation circuit EGR designated by the general reference 3. This circuit is consisting of a valve 4 connected to the exhaust pipe 5, an exchanger 6 at the outlet of which a pipe 7 is connected to the intake manifold 2 by a coupling 8.
  • a flame edge 9 is implanted transversely in the pipe 7 so that a flame formed in the pipe 7 or in one of the elements of the upstream EGR circuit, valve or exchanger, is extinguished before spreading. downstream towards the intake manifold 2.
  • the flame stop represented Figures 2 and 3 is of the type consisting of a plurality of disks 10 held axially in a casing 11 by means of nuts (not shown). Channels 12 are formed in the discs so that as the gases flow through the body of the flame stop, a flame is rolled by passing through the channels.
  • the flame stop may be provided with a flame retardant material, incorporated in its own material or added as an internal coating.
  • the shape and dimensions of the channels 12 are designed to, in normal operation of the EGR circuit, not constitute an obstacle to the flow of the gas stream.
  • the flame stop 9 is positioned as close as possible to the intake manifold 2, either at the outlet of the tubing 7, as shown, or at the intake manifold, at the outlet of the connection 8.
  • the shape of the flame stop can be chosen to also act as a diffuser to improve the distribution of the gas flow of the EGR in the cylinders.
  • the flame stop can be disposed at the outlet of the breech conduit . It can also be placed at the outlet of the exchanger 6 or the valve 4.
  • the elements, especially the most sensitive, located downstream of an exhaust gas recirculation circuit are protected from rising flames caused by the ignition of accumulated fuel deposits in this circuit.

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Abstract

Agencement d'un système arrête flamme dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile équipé d'un circuit 3 de recirculation des gaz d'échappement disposé entre le conduit d'échappement 5 et le collecteur d'admission 2, ledit circuit 3 étant constitué, en particulier, d'une tubulure 7 raccordée au collecteur d'admission, d'une vanne 4 ou sans vanne 4 et d'un échangeur 6 ou sans vanne 6. Un arête flamme 9 est implanté dans le circuit de recirculation des gaz d'échappement 3, au plus près (A) du collecteur d'admission 2, de façon qu'une flamme formée dans l'un des éléments dudit circuit placé en amont soit éteinte avant de s'étendre en aval en direction du collecteur d'admission 2.

Description

  • L'invention concerne l'agencement d'un système arrête flamme dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile équipé d'un circuit de recirculation des gaz d'échappement.
  • La dépollution des véhicules automobiles fait appel à différents systèmes de post-traitement pour éliminer les polluants produits par le moteur tels que les catalyseurs et le filtre à particules dans le cas des moteurs Diesel et essence fonctionnant en mélange pauvre. Pour augmenter l'efficacité de ces systèmes, des dispositifs annexes sont nécessaires. On peut citer parmi ces dispositifs, les circuits de recirculation à l'admission d'une partie des gaz brûlés qui abaissent les températures en fin de combustion et limitent ainsi la formation des NOX.
  • Le circuit de recirculation des gaz d'échappement, couramment appelé "EGR", peut perdre son efficacité thermique et/ou sa perméabilité par accumulation de dépôts dans les éléments qui le composent. Ces dépôts sont de différentes natures, ils proviennent d'éléments contenus dans le flux gazeux, tels que les particules carbonées ou les hydrocarbures imbrûlés. Leur origine varie en fonction de différents paramètres parmi lesquels la température du gaz et des parois, la vitesse des gaz, la composition de ces gaz qui dépend de la nature du carburant, du type de combustion, de la nature de l'huile utilisée..
  • Ces dépôts peuvent s'accumuler, non seulement dans le circuit EGR proprement dit, mais dans l'ensemble des pièces en aval (ou touchées par le flux en retour) de la boucle EGR tels que collecteur d'admission, conduits de la culasse, soupapes d'admission, ligne d'air en amont de l'EGR..
  • Outre la perte d'efficacité des éléments concernés, les dépôts peuvent s'enflammer, lorsqu'ils sont atteints par une particule incandescente (d'origine métallique ou organique) ou par un front de flamme provenant de la chambre de combustion ou bien encore lorsque que la température des gaz dépasse un certain seuil.
  • Il est clair que lorsqu'une telle inflammation se produit dans le circuit EGR elle se propage en aval et provoque des dommages dans les éléments situés sur son passage surtout si ceux-ci comportent aussi des dépôts susceptibles de s'enflammer à leur tour.
  • Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif permettant d'éviter la propagation d'un front de flamme ayant pris naissance à l'intérieur d'un circuit de recirculation des gaz d'échappement en aval dudit circuit.
  • A cet effet, la présente invention a pour objet l'agencement d'un système arrête flamme dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile équipé d'un circuit de recirculation des gaz d'échappement, disposé entre le conduit d'échappement et le collecteur d'admission, ledit circuit étant constitué, en particulier, d'une tubulure raccordée au collecteur d'admission, d'une vanne ou sans vanne et d'un échangeur ou sans échangeur.
  • Pour ce faire, un arête flamme est implanté dans le circuit de recirculation des gaz d'échappement de façon qu'une flamme formée dans l'un des éléments dudit circuit placé en amont soit éteinte avant de s'étendre en aval en direction du collecteur d'admission.
  • Dans une variante avantageuse de l'invention, l'arrête flamme est positionné au plus près du collecteur d'admission, soit en sortie de la tubulure raccordée au collecteur d'admission, soit sur le collecteur d'admission, en aval du raccordement de la tubulure.
  • Dans une variante, l'arrête flamme joue également le rôle d'un diffuseur de répartition dans les cylindres du flux gazeux du circuit de recirculation des gaz d'échappement. lorsque le circuit de recirculation des gaz d'échappement est intégré à la culasse, l'arrête flamme est disposé en sortie du conduit culasse.
  • En variante encore, l'arrête flamme est placé en sortie de l'échangeur ou de la vanne faisant partie du circuit de recirculation des gaz d'échappement.
  • On précisera encore que dans un mode de réalisation, l'arrête flamme est muni d'un matériau retardateur de flamme.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description ci-après, donnée à titre indicatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :
  • La figure 1 est une vue en perspective partielle d'un moteur de véhicule automobile et de son circuit de recirculation des gaz d'échappement EGR,
  • La figure 2 est une vue en coupe axiale d'un conduit du circuit EGR équipé d'un arête flamme et,
  • La figure 3 est une vue en coupe selon XX de la figure 2.
  • Sur la figure 1 on a représenté, en vue partielle, une culasse 1 de moteur Diesel de véhicule automobile et de son collecteur d'admission 2. On a également représenté un circuit de recirculation des gaz d'échappement EGR désigné par la référence générale 3. Ce circuit est composé d'une vanne 4 branchée sur le conduit d'échappement 5, d'un échangeur 6 en sortie duquel une tubulure 7 est connectée au collecteur d'admission 2 par un raccord 8.
  • Comme on le voit sur la figure 2, les gaz brûlés provenant de la ligne d'échappement circulent dans la tubulure 7 selon le sens de la flèche F et sont ainsi réacheminés vers le collecteur d'admission.
  • Selon l'invention, un arête flamme 9 est implanté transversalement dans la tubulure 7 de façon qu'une flamme formée dans la tubulure 7 ou dans un des éléments du circuit EGR placé en amont, vanne ou échangeur, soit éteinte avant de s'étendre en aval en direction du collecteur d'admission 2.
  • L'arrête flamme représenté figures 2 et 3 est du type composé d'une pluralité de disques 10 maintenus axialement dans une enveloppe 11 au moyen d'écrous (non représentés). Des canaux 12 sont formés dans les disques de sorte que lorsque les gaz circulent dans le corps de l'arrête flamme, une flamme soit laminée par son passage dans les canaux.
  • Afin d'accroître son efficacité, l'arrête flamme peut être muni d'un matériau retardateur de flamme, incorporé dans son propre matériau ou ajouté sous forme de revêtement interne.
  • La forme et les dimensions des canaux 12 sont conçues pour, en fonctionnement normal du circuit EGR, ne pas constituer d'entrave à la circulation du flux gazeux.
  • De préférence, l'arrête flamme 9 est positionné au plus près du collecteur d'admission 2, soit en sortie de la tubulure 7, comme représenté, soit sur le collecteur d'admission, en sortie du raccord 8.
  • Dans cette position, la forme de l'arrête flamme peut être choisie de façon à jouer également le rôle d'un diffuseur afin d'améliorer la répartition du flux gazeux de l'EGR dans les cylindres.
  • En fonction de l'architecture du circuit EGR, d'autres disposition de l'arrête flamme sont possibles, c'est ainsi que, si le circuit EGR est intégré à la culasse, l'arrête flamme peut être disposé en sortie du conduit culasse. On peut également le placé en sortie de l'échangeur 6 ou de la vanne 4.
  • Grâce au dispositif que l'on vient de décrire, les éléments, notamment les plus sensibles, situés en aval d'un circuit de recirculation des gaz d'échappement, sont protégés des remontées de flammes provoquées par l'inflammation de dépôts combustibles accumulés dans ce circuit.

Claims (9)

  1. Agencement d'un système arrête flamme dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile équipé d'un circuit (3) de recirculation des gaz d'échappement disposé entre le conduit d'échappement (5) et le collecteur d'admission (2), ledit circuit (3) étant constitué, en particulier, d'une tubulure (7) raccordée au collecteur d'admission, d'une vanne (4) ou sans vanne (4) et d'un échangeur (6) ou sans échangeur (6), caractérisé en ce qu'un arête flamme (9) est implanté dans le circuit de recirculation des gaz d'échappement (3) de façon qu'une flamme formée dans l'un des éléments dudit circuit placé en amont soit éteinte avant de s'étendre en aval en direction du collecteur d'admission (2), ledit arête flamme étant formé par un corps (10,11)) à travers lequel les gaz sont aptes à circuler, ledit corps présentant une pluralité de canaux (12) conformés de sorte que lorsque les gaz circulent dans ledit corps, une flamme soit laminée par son passage dans les canaux.
  2. Agencement d'un système arrête flamme selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arrête flamme (9) est positionné au plus près (A) du collecteur d'admission (2).
  3. Agencement d'un système arrête flamme selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'arrête flamme (9) est positionné en sortie de la tubulure (7).
  4. Agencement d'un système arrête flamme selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'arrête flamme (9) est positionné sur le collecteur d'admission, en aval du raccordement (8) de la tubulure.
  5. Agencement d'un système arrête flamme selon l'une des revendications 2 à 4,caractérisé en ce que l'arrête flamme (9) joue également le rôle d'un diffuseur de répartition dans les cylindres du flux gazeux du circuit de recirculation des gaz d'échappement.
  6. Agencement d'un système arrête flamme selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque le circuit de recirculation des gaz d'échappement (3) est intégré à la culasse du moteur, l'arrête flamme est disposé en sortie du conduit culasse.
  7. Agencement d'un système arrête flamme selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arrête flamme est placé en sortie de l'échangeur (6).
  8. Agencement d'un système arrête flamme selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arrête flamme est placé en sortie de la vanne (4).
  9. Agencement d'un système arrête flamme selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arrête flamme est muni d'un matériau retardateur de flamme.
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