FR2661455A1

FR2661455A1 - DEVICE FOR RECOVERING AND RECYCLING IMBULATED COMBUSTION GASES FROM THE CASING OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE, AND MOTOR EQUIPPED WITH SAID DEVICE.

Info

Publication number: FR2661455A1
Application number: FR9005329A
Authority: FR
Inventors: Dore Jacques
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1991-10-31
Also published as: EP0454512A1; FR2661455B1; DE69100016T2; EP0454512B1; DE69100016D1

Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif de récupération et de recyclage des gaz de combustion imbrûlés émanant du carter d'un moteur à combustion interne. Ce dispositif comprend, en partie supérieure du moteur (1), au moins une chambre (4) qui communique avec le circuit d'admission et avec le carter (2) pour recycler respectivement les gaz de combustion imbrûlés vers l'admission et l'huile séparée de ces gaz vers le carter (2), et est caractérisé par des parois complémentaires (15) et (16, 36) formées respectivement dans la fonderie de la culasse (5) et du couvre-culasse (6) du moteur (1) pour constituer; à l'assemblage, ladite chambre (4). Ce dispositif s'applique à la récupération et au recyclage des gaz de combustion imbrûlés dans des moteurs à combustion interne de type quelconque.The present invention relates to a device for recovering and recycling unburned combustion gases emanating from the crankcase of an internal combustion engine. This device comprises, in the upper part of the engine (1), at least one chamber (4) which communicates with the intake circuit and with the casing (2) to respectively recycle the unburnt combustion gases to the intake and the oil separated from these gases to the crankcase (2), and is characterized by complementary walls (15) and (16, 36) formed respectively in the foundry of the cylinder head (5) and of the cylinder head cover (6) of the engine ( 1) to constitute; on assembly, said chamber (4). This device applies to the recovery and recycling of unburnt combustion gases in internal combustion engines of any type.

Description

ii

La présente invention se rapporte essentiel- The present invention relates essentially to

lement à un dispositif de récupération et de recyclage des gaz de combustion imbrûlés émanant du carter d'un moteur à the recovery and recycling of unburnt combustion gases from the crankcase of a combustion engine.

combustion interne.internal combustion.

Elle vise également un moteur à combustion interne, pour un véhicule de type quelconque, équipé de ce dispositif. Lors du fonctionnement d'un moteur à combustion interne, il se produit des fuites de gaz de combustion imbrûlés au niveau des segments des pistons de ce moteur et qui s'accumulent dans le carter Ces gaz sont ensuite récupérés par recyclage dans le système d'admission du moteur Avant recyclage, ils sont tout d'abord brassés par le mouvement des pistons, des bielles et du vilebrequin, et ensuite par le mouvement du ou des arbres à cames, dans un milieu en contact avec l'huile du moteur, ce qui a pour It also relates to an internal combustion engine, for a vehicle of any type, equipped with this device. During the operation of an internal combustion engine, unburnt combustion gas leaks occur at the piston segments of this engine and accumulate in the crankcase. These gases are then recovered by recycling in the crankcase system. Engine intake Before recycling, they are first stirred by the movement of pistons, connecting rods and crankshaft, and then by the movement of the camshaft or camshafts, in a medium in contact with the engine oil. which has for

effet de charger les gaz de combustion imbrûlés en huile. effect of charging unburned flue gases in oil.

Afin de respecter les normes de pollution, il est néces- In order to comply with pollution standards, it is necessary to

saire d'assurer une séparation gaz de combustion/huile avant de recycler les gaz dans le système d'admission du moteur. to separate the combustion gas / oil before recirculating the gases in the engine intake system.

On a déjà proposé des dispositifs de récupéra- Recovery devices have already been proposed.

tion et de recyclage des gaz de combustion imbrûlés émanant du carter d'un moteur à combustion interne, du type comportant une chambre de décantage en partie supérieure du moteur, pour la séparation de l'huile et des gaz à récupérer Dans cette chambre, débouchent d'une part, un conduit interne de raccordement au carter du moteur, et d'autre part un conduit de réaspiration des gaz and recycling of unburned combustion gases from the casing of an internal combustion engine, of the type comprising a decontamination chamber in the upper part of the engine, for the separation of the oil and the gases to be recovered In this chamber, open on the one hand, an internal conduit for connection to the motor housing, and on the other hand a gas re-suction duct

par le système d'admission du moteur. by the engine intake system.

Cependant, le décantage est effectué par l'intermédiaire d'une tôle, le plus souvent de forme complexe, montée dans la chambre de décantage Un tel assemblage est complexe, coûteux, et est le plus souvent générateur de bruits dus aux vibrations de la tôle dans la However, the decanting is carried out by means of a sheet, most often of complex shape, mounted in the decontamination chamber. Such an assembly is complex, expensive, and is most often generating noise due to vibrations of the sheet metal. in the

chambre lors du fonctionnement du moteur. chamber during engine operation.

Aussi, la présente invention a pour but de remédier notamment à ces inconvénients en proposant un dispositif de récupération et de recyclage perfectionné et permettant d'éviter le montage d'une tôle de forme complexe dans la chambre de décantage, et qui est par Also, the object of the present invention is to remedy these drawbacks in particular by proposing an improved recovery and recycling device and making it possible to avoid the mounting of a sheet of complex shape in the settling chamber, and which is

conséquence moins coûteux et techniquement plus simple. consequently less expensive and technically simpler.

Avec un tel dispositif, il est également possible d'éviter toute vibration génératrice de bruits lors du With such a device, it is also possible to avoid any vibrations generating noise during the

fonctionnement du moteur.engine operation.

A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de récupération et de recyclage des gaz de combustion imbrûlés émanant du carter d'un moteur à combustion interne, du type comprenant, en partie supérieure du moteur, au moins une chambre communiquant avec le circuit d'admission et avec le carter pour recycler respectivement lesdits gaz de combustion imbrûlés vers l'admission et l'huile retirée de ces gaz vers ledit carter, caractérisé par des parois complémentaires formées respectivement dans la fonderie de la culasse et du couvre-culasse du moteur pour constituer, à l'assemblage, For this purpose, the subject of the present invention is a device for recovering and recycling unburned combustion gases emanating from the casing of an internal combustion engine, of the type comprising, in the upper part of the engine, at least one chamber communicating with the engine. intake circuit and with the housing for respectively recycling said unburned combustion gases to the inlet and the oil removed from these gases to said housing, characterized by complementary walls formed respectively in the foundry of the cylinder head and the cylinder head cover of the engine to constitute, to the assembly,

ladite chambre.said chamber.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, la fonderie de la culasse comporte une paroi située dans le plan de joint de la culasse et du couvre-culasse, laquelle paroi constitue la paroi de fond de la chambre précitée et est percée d'orifices de passage According to another characteristic of the invention, the foundry of the cylinder head comprises a wall located in the joint plane of the cylinder head and the cylinder head cover, which wall constitutes the bottom wall of the aforementioned chamber and is pierced with orifices of passage

des gaz de combustion imbrûlés et d'évacuation de l'huile. unburned combustion gases and oil evacuation.

Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, la fonderie du couvre-culasse forme un conduit de section transversale sensiblement en U dont l'extrémité des branches prend appui sur la paroi de fond précitée, et qui s'étend suivant une boucle fermée dans sensiblement le plan de joint de la culasse et du couvre-culasse. On précisera ici que le conduit précité comporte According to yet another characteristic of the invention, the foundry of the cylinder head cover forms a conduit of substantially U-shaped cross-section, the end of the branches of which bears on the abovementioned bottom wall, and which extends in a closed loop in substantially the joint plane of the cylinder head and the cylinder head cover. It will be specified here that the aforementioned conduit comprises

des chicanes venant de moulage avec le couvre-culasse. baffles coming from molding with the cylinder head cover.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, au moins un tamis est interposé dans le conduit précité pour filtrer les gaz de combustion According to yet another characteristic of the invention, at least one sieve is interposed in the aforementioned duct to filter the combustion gases.

imbrûlés avant leur recyclage.unburned before recycling.

Mais d'autres avantages et caractéristiques de But other advantages and features of

l'invention apparaîtront mieux dans la description the invention will appear better in the description

détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe transversale, suivant un plan sensiblement vertical, d'un moteur équipé d'un dispositif conforme à l'invention; la figure 2 est une vue en coupe partielle du moteur, suivant un plan de coupe passant par les axes des tiges de deux soupapes d'un cylindre de ce moteur la figure 3 est une vue partielle du couvre-culasse, en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe partielle de la partie supérieure du moteur, suivant la ligne IV-IV de la figure 2; la figure 5 est une vue en coupe du moteur, suivant la ligne V-V de la figure 4; et la figure 6 est une vue en coupe du moteur, similaire à la figure 5 et illustrant une solution de FIG. 1 is a cross-sectional view, taken along a substantially vertical plane, of an engine equipped with a device according to the invention, and which refers to the accompanying drawings, given solely by way of example. invention; FIG. 2 is a partial sectional view of the engine, along a section plane passing through the axes of the stems of two valves of a cylinder of this engine; FIG. 3 is a partial view of the cylinder head cover, in section along the line; III-III of Figure 2; Figure 4 is a partial sectional view of the upper part of the motor, along the line IV-IV of Figure 2; Figure 5 is a sectional view of the motor, along the line V-V of Figure 4; and FIG. 6 is a sectional view of the engine, similar to FIG. 5 and illustrating a solution of FIG.

transit des gaz provenant du carter. transit of gases from the crankcase.

On voit sur la figure 1, un moteur à combustion interne 1 avec, à sa partie inférieure, un carter 2 dans lequel débouche une conduite interne 3 de raccordement du carter 2 à une chambre 4 de récupération et de décantage des gaz de combustion imbrûlés émanant du carter 2 Cette chambre 4 est située à la partie supérieure du moteur 1, et on voit en 5 la culasse du moteur sur laquelle est FIG. 1 shows an internal combustion engine 1 with, at its lower part, a casing 2 into which an internal pipe 3 for connecting the casing 2 to a chamber 4 for the recovery and decanting of the unburnt combustion gases emanating from 2 This chamber 4 is located at the top of the engine 1, and we see in 5 the cylinder head of the engine on which is

monté un couvre-culasse 6 Cette chambre 4, qui fait par- mounted a cylinder-cover 6 This room 4, which is

tie, avec le conduit 3, du dispositif de récupération et de recyclage conforme à l'invention, va maintenant être décrite plus précisément en se reportant aux figures with the conduit 3 of the recovery and recycling device according to the invention will now be described more precisely with reference to FIGS.

2 à 6.2 to 6.

Le couvre-culasse 6 comporte une paroi supérieure 16 d'o font saillie deux parois ou cloisons 36 sensiblement parallèles. Ainsi, comme on le voit sur la figure 2 notamment, les cloisons 36 et la paroi supérieure 16 du couvre-culasse 6 présentent, en section transversale, sensiblement la forme d'un U qui constitue la partie supérieure de la chambre 4 On voit sur la figure 2 que la culasse 5 comporte à sa partie centrale une paroi 15 située dans le plan de joint 10 de la culasse 5 et du couvre-culasse 6 Les extrémités répérées en 36 a des cloisons 36 prennent appui sur la surface supérieure de la paroi 15, qui constitue ainsi la paroi de fond de la The cylinder head cover 6 has an upper wall 16 of o protrude two walls or walls 36 substantially parallel. Thus, as can be seen in FIG. 2 in particular, the partitions 36 and the upper wall 16 of the cylinder head cover 6 have, in cross section, substantially the shape of a U which constitutes the upper part of the chamber 4. 2 that the yoke 5 has at its central portion a wall 15 located in the joint plane 10 of the yoke 5 and the cylinder head cover 6 The ends 36a said at the walls 36 are supported on the upper surface of the wall 15, which thus constitutes the bottom wall of the

chambre 4.bedroom 4.

On comprend déjà que la chambre 4 est simplement formée par l'assemblage des parois 15, 16 et 36, qui coopèrent l'une avec l'autre lors du montage du It is already understood that the chamber 4 is simply formed by the assembly of the walls 15, 16 and 36, which cooperate with each other during assembly of the

couvre-culasse 6 sur la culasse 5.cylinder head cover 6 on the cylinder head 5.

Suivant l'exemple illustré, la chambre 4 a la forme d'une boucle fermée et oblongue qui s'étend, sensiblement parallèlement au plan de joint 10 de la culasse 5 et du couvre-culasse 6 Cette boucle oblongue qui constitue la chambre 4 comporte deux parties allongées 4 a, sensiblement rectilignes et parallèles à l'axe longitudinal du moteur 1, et deux parties courbes 4 b qui raccordent deux à deux les extrémités des parties According to the illustrated example, the chamber 4 is in the form of a closed and oblong loop which extends substantially parallel to the joint plane 10 of the cylinder head 5 and the cylinder head cover 6. This oblong loop which constitutes the chamber 4 comprises two elongate portions 4a, substantially rectilinear and parallel to the longitudinal axis of the motor 1, and two curved portions 4b which connect in pairs the ends of the parts

allongées 4 a.elongated 4 a.

L'étanchéité entre les cloisons 36 et la paroi est assurée par deux joints répérés en 7 qui sont montés dans deux logements 26 formés dans les extrémités The tightness between the partitions 36 and the wall is provided by two seals mentioned at 7 which are mounted in two housings 26 formed in the ends.

36 a des cloisons 36.36 has partitions 36.

On voit bien sur les figures 2 et 3 qu'au niveau des parties allongées 4 a de la chambre 4, la paroi de fond de la chambre 4 est percée d'orifices 13 d'évacuation de l'huile séparée des gaz Ces orifices d'évacuation 13 relient l'intérieur de la chambre 4 à une cavité C de la culasse 5 et débouchent, comme on le voit sur la figure 2, au droit des tiges de soupapes T qui font saillie dans la cavité précitée de la culasse 5 Le nombre et le diamètre de ces orifices d'évacuation 13 est déterminé en fonction des caractéristiques de la circulation des gaz dans la FIGS. 2 and 3 show clearly that at the level of the elongate portions 4a of the chamber 4, the bottom wall of the chamber 4 is pierced with orifices 13 for discharging the oil separated from the gas. 13 discharge connect the interior of the chamber 4 to a cavity C of the cylinder head 5 and open, as can be seen in Figure 2, to the right of the valve stems T which protrude into the aforementioned cavity of the cylinder head 5 number and the diameter of these discharge ports 13 is determined according to the characteristics of the flow of gases in the

chambre 4.bedroom 4.

En revenant maintenant à la figure 3, on remarque qu'au niveau des parties allongées 4 a, les cloisons 36 de la chambre 4 comportent des chicanes 14, venues de moulage avec le couvre-culasse 6 et faisant saillie dans la chambre 4, perpendiculairement à la paroi de fond 15 et à la direction longitudinale des parties 4 a dans lesquelles ces chicanes 14 sont formées Les chicanes 14 permettent de tranquilliser les gaz qui circulent dans la chambre 4 et, par conséquent, d'améliorer la séparation Returning now to FIG. 3, it can be seen that at the level of the elongate portions 4a, the partitions 36 of the chamber 4 comprise baffles 14, integrally molded with the cylinder head cover 6 and projecting into the chamber 4, perpendicularly at the bottom wall 15 and in the longitudinal direction of the parts 4a in which these baffles 14 are formed The baffles 14 make it possible to calm the gases flowing in the chamber 4 and, consequently, to improve the separation

des gaz et de l'huile en suspension dans ceux-ci. gases and oil suspended therein.

On voit également sur la figure 3, un tamis 18 interposé dans l'une des parties allongées 4 a de la chambre 4, de façon sensiblement parallèle aux chicanes 14 Suivant l'exemple illustré, le tamis 18 vient de matière avec les cloisons 36 du couvre-culasse 6 On comprend que ce tamis permet de filtrer les impuretés en suspension dans les gaz de combustion imbrûlés, avant que ceux-ci ne soient recyclés On notera ici qu'un ou plusieurs tamis similaires peuvent être interposés dans la FIG. 3 also shows a sieve 18 interposed in one of the elongate portions 4a of the chamber 4, substantially parallel to the baffles 14. In the example illustrated, the sieve 18 is made of material with the partitions 36 of the It is understood that this screen makes it possible to filter the impurities suspended in the unburned combustion gases, before these are recycled. It will be noted here that one or more similar sieves can be interposed in the combustion chamber.

chambre 4.bedroom 4.

On voit sur les figures 1 et 6 qu'au niveau de la partie courbe 4 b de la chambre 4 qui est la plus proche du conduit de raccordement 3, la paroi 15 de la culasse 5 comporte un orifice 25 de passage des gaz de combustion imbrûlés provenant du carter 2 via le conduit de raccordement 3 Suivant la solution de transit visible sur ces figures, le conduit de raccordement 3 est relié à la chambre 4 par une chambre intermédiaire 11 Cette chambre intermédiaire 11 comporte une cloison verticale 12 qui FIGS. 1 and 6 show that at the curved portion 4b of the chamber 4 which is closest to the connecting duct 3, the wall 15 of the cylinder head 5 has an orifice 25 for the passage of the combustion gases. from the casing 2 via the connecting duct 3 According to the transit solution visible in these figures, the connecting duct 3 is connected to the chamber 4 by an intermediate chamber 11 This intermediate chamber 11 comprises a vertical partition 12 which

définit deux volumes communiquants. defines two communicating volumes.

Au niveau de la partie courbée 4 b qui est située à l'autre extrémité de la chambre 4, un tube 19 traverse l'une des cloisons 36 et débouche dans la chambre 4 Ce tube 19 est assemblé à la cloison 36, par exemple par emmanchement à force, de manière à faire saillie du couvre-culasse 6, sensiblement suivant l'axe longitudinal du moteur 1 Ce tube 19 permet le raccordement de la chambre 4 au circuit d'admission (non représenté) des gaz At the curved portion 4b which is located at the other end of the chamber 4, a tube 19 passes through one of the partitions 36 and opens into the chamber 4 This tube 19 is assembled to the partition 36, for example by press fit, so as to project the cylinder head cover 6, substantially along the longitudinal axis of the engine 1 This tube 19 allows the connection of the chamber 4 to the intake circuit (not shown) of the gases

de combustion au moteur 1.combustion engine 1.

Le dispositif de recyclage et de récupération des gaz de combustion imbrûlés qui vient d'être décrit The device for recycling and recovering unburnt combustion gases which has just been described

fonctionne de la façon suivante.works as follows.

Le circuit de récupération formé par le conduit de raccordement 3, les chambres 4 et 11 et ainsi que par le tube 19 est maintenu en dépression sous l'effet de l'aspiration du circuit d'admission Une telle dépression provoque la mise en circulation des gaz de combustion imbrûlés s'accumulant dans le carter 2, comme illustré par les flèches visibles sur la figure 1 Les gaz parcourent tout d'abord le conduit de raccordement 3 jusqu'à la chambre 11 et, comme on le voit sur la figure 6, pénètrent The recovery circuit formed by the connecting duct 3, the chambers 4 and 11 and as well as by the tube 19 is kept in depression under the effect of the suction of the intake circuit Such a depression causes the circulation of unburned combustion gases accumulating in the casing 2, as illustrated by the arrows visible in FIG. 1 The gases first run through the connecting duct 3 to the chamber 11 and, as seen in FIG. , penetrate

dans la chambre 4 par l'orifice 25 formé dans la paroi 15. in the chamber 4 by the orifice 25 formed in the wall 15.

Les gaz en circulation envahissent alors les deux parties The gases in circulation then invade the two parts

allongées 4 a, et sont tranquillisés par les chicanes 14. elongated 4a, and are tranquillized by the baffles 14.

L'huile en suspension dans les gaz ainsi tranquillisés vient se déposer sur les parois 15, 16 et 36 ainsi que sur les chicanes 14, ce qui permet de décanter les gaz émanant du carter 2, avant de les recycler dans le circuit d'admission L'huile ainsi séparée du gaz se regroupe sous l'effet de la gravité au niveau de la paroi de fond 15 et s'écoule dans la cavité C de la culasse 5 au travers des orifices d'évacuation 13 Ensuite, les gaz décantés sont filtrés par le tamis 18 et s'acheminent, comme illustré par les flèches visibles sur la figure 5, vers le circuit d'admission des gaz au moteur 1, via le tube de The oil in suspension in the gases thus tranquilized is deposited on the walls 15, 16 and 36 as well as on the baffles 14, which makes it possible to decant the gases emanating from the casing 2, before recycling them in the intake circuit. The oil thus separated from the gas is grouped under the effect of gravity at the level of the bottom wall 15 and flows into the cavity C of the cylinder head 5 through the discharge orifices 13. Then, the decanted gases are filtered through the screen 18 and proceed, as illustrated by the arrows visible in Figure 5, to the gas intake circuit to the engine 1, via the tube of

raccordement 19.connection 19.

Il convient de noter ici que, conformément à l'invention, le circuit de récupération et de recyclage des gaz de combustion imbrûlés émanant du carter peut comporter une ou plusieurs chambres de formes quelconques, suivant le type de moteur auquel on souhaite appliquer ce circuit, cette ou ces chambres étant réalisées, conformément à l'invention, par des parois et/ou cavités complémentaires, venant de moulage avec la culasse et le couvre-culasse. De même, le nombre et la forme des chicanes et des tamis prévus dans la chambre constituée par l'assemblage de la culasse et du couvre-culasse sont quelconques et sont déterminées en fonction du moteur It should be noted here that, in accordance with the invention, the circuit for recovering and recycling unburned combustion gases emanating from the housing may comprise one or more chambers of any shape, depending on the type of engine to which it is desired to apply this circuit, this or these chambers being made, according to the invention, by walls and / or complementary cavities, coming from molding with the cylinder head and the cylinder head cover. Similarly, the number and shape of baffles and sieves provided in the chamber constituted by the assembly of the cylinder head and the cylinder head cover are arbitrary and are determined according to the engine

auquel on a à faire.which one has to do.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a Of course, the invention is not limited to the embodiment described and illustrated which has not

été donné qu'à titre d'exemple.been given as an example.

Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs On the contrary, the invention includes all the technical equivalents of the means described as well as their

combinaisons si celles sont effectuées suivant son esprit. combinations if those are carried out according to his mind.

Claims

R E V E N D I C A T I ONS

1 device for recovering and recycling unburned combustion gases emanating from the casing of an internal combustion engine, and of the type comprising, in the upper part of the engine, at least one chamber communicating with the intake circuit and with the housing for recycling respectively said unburned combustion gases to the inlet and the oil separated from these gases

towards said housing, characterized by walls completed

(15, 16, 36) formed respectively in the foundry of the cylinder head (5) and the cylinder head cover (6) of the melter (1) to form, on assembly, said chamber (A) 2 Device according to the claim 1, characterized in that the foundry of the yoke (5) has a wall (15) located in the joint plane (10) of the yoke (5) and the recess (6), which wall (15) constitutes the wall bottom of the chamber (4) and is pierced with orifices (13, 25) for the passage of

unburned combustion and oil evacuation.

3 Device according to claim 1 or 2, characterized in that the casing of the cylinder head cover (6) forms a substantially U-shaped cross section of conduit whose end (36 a) of the branches bears against the bottom wall (15). ) and which extends in a closed loop in substantially the joint plane (10) of

the cylinder head (5) and the cylinder head cover (6).

4 Device according to one of the claims

1 to 3, characterized in that the aforementioned conduit comprises baffles (14) coming from molding with the cylinder head cover

(6).

Device according to one of the claims

preceding, characterized in that at least one sieve (18) is interposed in the aforementioned conduit to filter the gases

unburned combustion prior to recycling.

6 Internal combustion engine, characterized in that it is equipped with a device according to one of the

Claims 1 to 5.