EP3452715B1 - Système de contrôle des émissions d'un véhicule automobile - Google Patents

Système de contrôle des émissions d'un véhicule automobile

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EP3452715B1
EP3452715B1 EP17725712.8A EP17725712A EP3452715B1 EP 3452715 B1 EP3452715 B1 EP 3452715B1 EP 17725712 A EP17725712 A EP 17725712A EP 3452715 B1 EP3452715 B1 EP 3452715B1
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EP
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solenoid valve
motor vehicle
section
fuel
conduit
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EP17725712.8A
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German (de)
English (en)
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EP3452715A1 (fr
Inventor
Sylvain Leclercq
Franck GIRARDON
Samir Guerbaoui
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Valeo Electrification SAS
Original Assignee
Valeo Electrification SAS
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Publication date
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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
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0836—Arrangement of valves controlling the admission of fuel vapour to an engine, e.g. valve being disposed between fuel tank or absorption canister and intake manifold
    • 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
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/089—Layout of the fuel vapour installation

Definitions

  • the present invention relates to a solenoid valve of a fuel evaporative emission control system as well as to an engine equipped with such a solenoid valve and a motor vehicle equipped with such an engine.
  • the purge solenoid valves 18 comprise an outlet pipe 22 connected to the fuel inlet which comprises a portion with reduced section 24 connected upstream and downstream to substantially frustoconical portions 26, 28 with a section widening towards the upstream and downstream, respectively ( figure 2 ).
  • This portion 24 with reduced section or neck generally comprises an internal annular face which is curved along the axis of flow of the fluid through said portion 24.
  • the solenoid valve 18 also comprises a movable valve 30 actuated by displacement by a coil 32 and a seat 34 for closing the circulation of fluid in the solenoid valve.
  • the invention proposes to provide an effective, simple and economical solution to the aforementioned problems.
  • the solenoid valve 18b may be, with the exception of the outlet pipe 36, identical in every respect to the solenoid valve 18a shown in figure 2 . She can be mounted in the circuit of the figure 1 in the same place as solenoid valve 18a.
  • the outlet pipe 36 comprises a portion 38 of pipe with reduced cross-section having a substantially cylindrical shape.
  • This portion 38 is connected upstream to a frustoconical upstream portion 40 with a cross-section increasing towards the upstream and downstream to a frustoconical portion 42, 42' with a cross-section increasing towards the downstream.
  • the frustoconical portions 40, 42' are asymmetrical to each other with respect to a plane substantially perpendicular to the cylindrical portion 38.
  • the frustoconical portions 40, 42 are symmetrical to each other with respect to a plane substantially perpendicular to the cylindrical portion 38.
  • upstream end of the upstream frustoconical portion 40 can be connected to another cylindrical portion 44 for junction with the downstream face of the valve seat.
  • downstream end of the downstream frustoconical portion 42, 42' is connected to a downstream cylindrical pipe 46.
  • FIG 4 is a graph representing the evolution of the flow rate (for example in Kg/h) as a function of the pressure drop (for example in mbar) or pressure difference between the upstream and downstream of the solenoid valve.
  • the curve referenced A relates to the portion 22 of the outlet pipe as shown in figure 2 and figure B relates to the portion 38 of the pipe shown in figures 3 and 6 .
  • curve B has a steeper slope so that the maximum flow threshold is reached more quickly than for curve A.
  • the use of a portion with a reduced cylindrical section having a cylindrical shape makes it possible to maintain a substantially identical threshold flow rate while reducing the pressure loss since the start of the plateau is offset on curve B compared to curve A on the abscissa axis.
  • the graph of the Figure 5 represents the evolution of the flow rate (left histogram) and the pressure drop rate (right histogram) as a function of the length of the portion 38 with reduced section of cylindrical shape.
  • the reference is taken at 0 where we observe that there is, obviously, neither gain nor loss.
  • the increase in the length of the portion 38 with reduced section is accompanied by a decrease in the flow rate, which means that the more the length of the portion 38 with reduced section is increased, the more the flow rate decreases in comparison with a portion with reduced section without a cylindrical portion, i.e. punctual or quasi-punctual.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)

Description

  • La présente invention concerne une électrovanne d'un système de contrôle des émissions par évaporation de carburant ainsi qu'un moteur équipé d'une telle électrovanne et un véhicule automobile équipé d'un tel moteur.
  • Un système 10 de contrôle des émissions par évaporation telle que représenté en figure 1 comprend un réservoir 12 de récupération et de piégeage temporaire du carburant gazeux provenant du réservoir 14 de stockage du carburant. Ce réservoir 12 de récupération est relié au système 16 d'admission de carburant du moteur par l'intermédiaire d'une électrovanne 18 dont le degré d'ouverture détermine la quantité de vapeurs de carburant qui est réinjecté dans le moteur. L'électrovanne est pilotée à ouverture et fermeture par un calculateur 20 du véhicule qui détermine les conditions optimales permettant la réinjection des vapeurs de carburant.
  • Dans la technique actuelle, les électrovannes 18 de purge comprennent une conduite de sortie 22 reliée à l'admission du carburant qui comporte une portion à section réduite 24 reliée en amont et en aval à des portions sensiblement tronconiques 26, 28 à section s'évasant vers l'amont et vers l'aval, respectivement (figure 2). Cette portion 24 à section réduite ou col comprend généralement une face annulaire interne qui est courbe selon l'axe d'écoulement du fluide au travers de ladite portion 24. Comme représenté sur la figure 2 et bien connu de l'état de la technique, l'électrovanne 18 comprend également un clapet mobile 30 actionné à déplacement par une bobinot 32 et un siège 34 d'obturation de la circulation de fluide dans l'électrovanne.
  • Ce type de configuration de la conduite de sortie 22 ne permet pas d'obtenir un bon compromis entre la perte de charge et le débit. En effet, la variation des dimensions de la conduite telle que la section de la portion à section réduite ou les dimensions des portions tronconiques ne permet pas d'obtenir de bons résultats puisqu'une augmentation de la section du col induit non seulement une augmentation du débit mais également une augmentation de la perte de charge alors qu'il conviendrait de maximiser le débit tout en minimisant la perte de charge associée..
  • Un problème équivalent se pose avec l'électrovanne décrite dans le document EP1312787A1 qui comporte un conduit de sortie comprenant une portion réduite dont les dimensions ne permettent pas de de maximiser le débit tout en minimisant la perte de charge associée.
  • L'invention propose d'apporter une solution efficace, simple et économique aux problèmes précités.
  • A cette fin, elle propose un système de contrôle d'émissions par évaporation dans un véhicule automobile, comprenant un réservoir de stockage de carburant relié à un réservoir de rétention des particules gazeuse de carburant, ce réservoir de rétention étant relié en sortie à une électrovanne comportant un conduit en sortie relié à un circuit d'admission de carburant dans le moteur , caractérisé en ce que le conduit de sortie de l'électrovanne comprend une portion à section réduite présentant une forme sensiblement cylindrique.
  • Selon l'invention, le remplacement du col de la technique antérieure par une zone à section réduite présentant une forme cylindrique permet de réduire significativement la perte de charge dans le conduit tout en en ayant un impact limité sur la diminution du débit.
  • Selon l'invention, ladite portion à section réduite s'étend axialement sur une distance comprise entre environ 0,2 et 2 millimètres et de préférence sur une distance axiale comprise entre 0,5 et 1 millimètre.
  • Selon l'invention, ladite portion à section réduite présente un diamètre compris entre environ 2 et 7 millimètres.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, la portion de conduite à section réduite est raccordée en amont et en aval à deux portions tronconiques à section augmentant dans des sens opposés à la portion à section réduite.
  • L'invention concerne également un moteur de véhicule automobile, comprenant un système de contrôle des émissions gazeuses de carburant tel que décrit ci-dessus.
  • L'invention concerne encore un véhicule automobile comprenant un moteur comme ci-dessus.
  • L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1, décrite précédemment, est vue schématique d'un système de contrôle des émissions polluantes par évaporation ;
    • la figure 2 est une vue schématique d'une électrovanne de purge d'un réservoir de rétention des particules gazeuse de carburant ;
    • la figure 3 est une vue schématique d'un conduit de sortie dans une électrovanne de purge selon un mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 4 est un graphe représentant l'évolution du débit en fonction de la perte de charge en sortie de l'électrovanne de la figure 2 (courbe A) et dans le conduit de la figure 3 (courbe B) ;
    • la figure 5 est un graphe représentant les variations de débit et de perte de charge en fonction de la longueur de la portion cylindrique à section réduite du conduit de l'électrovanne selon l'invention,
    • la figure 6 est une vue schématique d'un conduit de sortie dans une électrovanne de purge selon un mode de réalisation de l'invention.
  • On se réfère maintenant à la figure 3 et la figure 6 qui représente une conduite 36 de sortie d'une électrovanne de purge selon l'invention. L'électrovanne 18b peut être, à l'exception de la conduite de sortie 36, en tout point identique à l'électrovanne 18a représentée en figure 2. Elle peut être montée dans le circuit de la figure 1 au même endroit que l'électrovanne 18a.
  • Selon l'invention, la conduite 36 de sortie comprend une portion 38 de conduite à section réduite présentant une forme sensiblement cylindrique. Cette portion 38 est reliée en amont à une portion amont tronconique 40 à section augmentant vers l'amont et en aval à une portion tronconique 42, 42' à section augmentant vers l'aval.
  • Selon un mode de réalisation, visible sur la figure 6, les portions tronconiques 40, 42' sont asymétriques l'une des l'autre par rapport à un plan sensiblement perpendiculaire à la portion cylindrique 38..
  • Selon un mode de réalisation, visible sur la figure 3, les portions tronconiques 40, 42 sont symétriques l'une des l'autre par rapport à un plan sensiblement perpendiculaire à la portion cylindrique 38.
  • Par ailleurs, l'extrémité amont de la portion tronconique amont 40 peut être reliée à une autre portion cylindrique 44 de jonction avec la face aval du siège du clapet. De même, l'extrémité aval de la portion tronconique aval 42, 42' est reliée à une conduite cylindrique aval 46.
  • L'invention propose ainsi de remplacer la portion de conduite à section réduite de la technique antérieure par la portion à section réduite des figures 3 et 6 de manière à minimiser la perte de charge tout en limitant la dégradation du débit .
  • La figure 4 est un graphe représentant l'évolution du débit (par exemple en Kg/h) en fonction de la perte de charge (par exemple en mbar) ou différence de pression entre l'amont et l'aval de l'électrovanne. La courbe référencée A est relative la portion 22 de conduite de sortie telle que représentée en figure 2 et la figure B est relative à la portion 38 de conduite représentée en figures 3 et 6.
  • En première observation, on constate que la courbe B présente une pente plus importante de sorte que le seuil de débit maximum est atteint plus rapidement que pour la courbe A. Ainsi, on peut aisément voir sur le graphe de la figure 4 que pour un seuil ou plateau de débit sensiblement identique, l'utilisation d'une portion à section réduite cylindrique présentant une forme cylindrique permet de conserver un débit seuil sensiblement identique tout en réduisant la perte de charge puisque le début du plateau est décalé sur la courbe B par rapport à la courbe A sur l'axe des abscisses.
  • En seconde observation, on constate que si les valeurs de débit seuil pour les courbes A et B sont similaires, elles ne sont toutefois pas identiques. A cela, il convient de noter qu'il peut être nécessaire d'augmenter le diamètre de la conduite à section réduite 38 par rapport au diamètre du col de la technique antérieur afin de compenser la légère baisse de débit résultant de la forme cylindrique.
  • Le graphe de la figure 5 représente l'évolution du taux d'évolution du débit (histogramme de gauche) et du taux de perte de charge (histogramme de droite) en fonction de la longueur de la portion à section réduite 38 de forme cylindrique. La référence est prise à 0 où l'on observe qu'il n'y a, bien évidemment, ni gain ni perte. Comme cela est visible sur ce graphe, l'augmentation de la longueur de la portion 38 à section réduite s'accompagne d'une baisse du taux de débit, ce qui signifie que plus on augmente la longueur de la portion 38 à section réduite plus le débit diminue en comparaison d'une portion à section réduite sans portion cylindrique, c'est-à-dire ponctuelle ou quasi ponctuelle. Cela corrobore bien la constatation effectuée sur la figure 4, pour une longueur donnée de la portion 38 à section réduite, où l'on observe une baisse du débit entre les courbes A et B. L'augmentation de la longueur de la portion à section réduite s'accompagne d'une diminution rapide du taux de perte de charge jusqu'à 1 mm, le taux de perte de charge raugmente ensuite très légèrement mais le taux de débit à 2 mm est inférieur à celui obtenu avec 1 mm, ce qui indique que la valeur optimale de longueur de la portion à section réduite est de 1 mm, la diminution de la perte de charge étant la plus importante pour une diminution du débit relativement qui est contenue.
  • Ladite portion à section réduite a, selon l'invention, un diamètre compris entre environ 2 et 7 millimètres.

Claims (4)

  1. Système (10) de contrôle d'émissions par évaporation dans un véhicule automobile, comprenant un réservoir (14) de stockage de carburant relié à un réservoir (12) de rétention des particules gazeuse de carburant, ce réservoir (12) de rétention étant relié en sortie à une électrovanne (18b) de purge, dont un conduit (36) de sortie est relié à un circuit d'admission (16) de carburant dans un moteur du véhicule, le conduit de sortie (36) de l'électrovanne comprenant une portion à section réduite (38) présentant une forme sensiblement cylindrique,
    caractérisé en ce que la dite portion (38) à section réduite s'étend axialement sur une longueur de 1 millimètre et a un diamètre compris entre 2 et 7 millimètres.
  2. Système (10) selon la revendication 1 dans lequel la portion (38) de conduit (36) à section réduite est raccordée en amont et en aval à deux portions tronconiques (40, 42) à section augmentant dans des sens opposées à la portion à section réduite (38).
  3. Moteur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un système selon l'une des revendications 1 à 2.
  4. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur selon la revendication 3.
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