FR2858013A1 - Moteur a combustion interne pour vehicule automobile comprenant une vanne egr - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un moteur à combustion interne (1) pour véhicule automobile comportant une pluralité de bancs de cylindres (2,4), le moteur comprenant un système d'admission (6) ainsi qu'un système d'échappement (8) dont au moins l'un d'entre-eux comporte plusieurs conduits d'admission/d'échappement indépendants les uns des autres (14,16) et chacun associé à un seul banc de cylindres, le moteur comprenant également au moins un circuit EGR (22,24). Selon l'invention, le moteur comprend une unique vanne EGR (30) comportant au moins trois entrée(s)/sortie(s) (26,28,32), chaque sortie étant raccordée à un seul conduit d'admission du système d'admission et chaque entrée étant raccordée à un seul circuit EGR, et la vanne EGR interdit toute communication entre lesdites entrée(s)/sortie(s) lorsqu'elle occupe une position fermée.

Description

i
MOTEUR A COMBUSTION INTERNE POUR VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT UNE VANNE EGR
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte de façon générale à un moteur à combustion interne pour véhicule automobile, du type comprenant au moins un circuit de recirculation des gaz d'échappement reliant le système 10 d'admission et le système d'échappement du moteur, ce circuit étant dénommé circuit EGR dans la suite de la description (de l'anglais Exhaust Gas Recirculation ).
Plus particulièrement, l'invention se 15 rapporte à un moteur à combustion interne disposant d'une pluralité de bancs de cylindres.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Dans les moteurs à combustion interne disposant d'une pluralité de bancs de cylindres, deux 20 conduits d'échappement indépendants sont chacun relié à un banc de cylindres donné. Il est alors généralement prévu deux vannes EGR destinées à équiper les deux conduits EGR communiquant respectivement avec les deux conduits d'échappement indépendants prévus. Les vannes 25 EGR comprennent alors chacune une entrée raccordée à leur circuit EGR associé, ainsi qu'une sortie raccordée à un conduit du système d'admission du moteur.
Cependant, le fait de prévoir plusieurs vannes EGR est extrêmement néfaste en termes de coût, 30 d'encombrement et de facilité de commande.
Pour remédier à ces inconvénients, il a été proposé de remplacer les deux vannes EGR par une seule d'entre-elles, en raccordant son unique entrée à un tronçon de conduite adjoint de manière à ce qu'il 5 communique simultanément avec les deux circuits EGR du moteur.
Néanmoins, cette solution s'est rapidement avérée peu satisfaisante en termes de performances du moteur, dans la mesure où elle implique nécessairement 10 que lorsque la vanne EGR est en position fermée, l'indépendance entre les deux conduits d'échappement n'est pas conservée.
Enfin, il est noté que ces problèmes apparaissent dès que le nombre de bancs de cylindres du 15 moteur est supérieur ou égal à deux, et dès que l'un au moins des systèmes d'admission et d'échappement comporte plusieurs conduits d'admission/d'échappement indépendants les uns des autres et chacun associé à un seul banc de cylindres.
EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de proposer un moteur à combustion interne disposant d'une pluralité de bancs de cylindres, et remédiant au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus 25 relatifs aux réalisations de l'art antérieur.
Pour ce faire, l'invention a pour objet un moteur à combustion interne pour véhicule automobile comportant une pluralité de bancs de cylindres, ce moteur comprenant un système d'admission muni d'au 30 moins un conduit d'admission associé à au moins un banc de cylindres ainsi qu'un système d'échappement muni d'au moins un conduit d'échappement associé à au moins un banc de cylindres, au moins l'un de ces systèmes d'admission et d'échappement comportant plusieurs conduits d'admission/d'échappement indépendants les uns 5 des autres et chacun associé à un seul banc de cylindres, le moteur comprenant également au moins un circuit EGR agencé de façon à permettre la communication entre le système d'échappement et le système d'admission. Selon l'invention, ce moteur 10 comprend en outre une unique vanne EGR comportant au moins trois entrée(s)/sortie(s), chaque sortie étant raccordée à un seul conduit d'admission du système d'admission et chaque entrée étant raccordée à un seul circuit EGR, et l'unique vanne EGR interdit toute 15 communication entre lesdites entrée(s)/sortie(s) lorsqu'elle occupe une position fermée.
Avantageusement, le fait de prévoir une unique vanne EGR munie de plusieurs entrées et/ou de plusieurs sorties permet de conserver le découplage des 20 conduits d'admission/d'échappement indépendants, lorsque cette vanne EGR est fermée et que la charge du moteur est forte.
Par conséquent, la solution proposée permet d'obtenir des performances significativement supérieures par rapport à celles rencontrées pour les réalisations de l'art antérieur à unique vanne EGR.
D'autre part, cette solution est également avantageuse en termes de coût, d'encombrement et de facilité de commande par rapport aux réalisations de l'art 30 antérieur à multiples vannes EGR.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
5o Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels; - la figure 1 représente une vue schématique d'un moteur à combustion interne selon un premier mode de réalisation préféré de la présente 10 invention; - les figures 2 et 3 représentent respectivement et schématiquement deux alternatives pour la réalisation de l'unique vanne EGR du moteur représenté sur la figure 1; - la figure 4 représente une vue schématique d'un moteur à combustion interne selon un deuxième mode de réalisation préféré de la présente invention; - les figures 5 et 6 représentent 20 respectivement et schématiquement deux alternatives pour la réalisation de l'unique vanne EGR du moteur représenté sur la figure 4; - la figure 7 représente une vue schématique d'un moteur à combustion interne selon un 25 troisième mode de réalisation préféré de la présente invention; et - les figures 8 et 9 représentent respectivement et schématiquement deux alternatives pour la réalisation de l'unique vanne EGR du moteur 30 représenté sur la figure 7.
EXPOSÉ DÉTAILLE DE MODES DE RÉALISATION PRÉFERES En référence aux figures 1 à 9, sur lesquelles les éléments portant les mêmes références numériques correspondent à des éléments identiques ou similaires, il est représenté schématiquement trois modes de réalisation préférés de la présente invention.
Chacun de ces trois modes de réalisation préférés se rapporte à un moteur à combustion interne 1 comprenant deux bancs de cylindres 2 et 4, de préférence disposés 10 en V. Néanmoins, il est naturellement à noter que le moteur pourrait comprendre un nombre de bancs de cylindres supérieur à deux, sans sortir du cadre de l'invention. De plus, dans ces trois modes, le moteur 1 comporte un système d'admission 6 muni d'au moins un 15 conduit d'admission associé à au moins l'un des deux bancs 2,4, ainsi qu'un système d'échappement 8 muni d'au moins un conduit d'échappement associé à au moins l'un des deux bancs 2,4.
Dans le premier mode de réalisation préféré 20 représenté sur la figure 1, le moteur 1 est tel que son système d'admission 6 comprend un unique conduit d'admission 10 associé aux deux bancs 2,4, avec lesquels il communique par l'intermédiaire d'un répartiteur d'admission commun 12. Par ailleurs, son 25 système d'échappement 8 comprend quant à lui deux conduits d'échappement indépendants 14 et 16, communiquant respectivement avec les bancs 2 et 4 par l'intermédiaire de raccordements 18 et 20.
En outre, le moteur 1 comprend deux 30 circuits EGR 22 et 24 respectivement reliés aux raccordements 18 et 20, et donc communiquant respectivement avec les conduits d'échappement indépendants 14 et 16. Les deux circuits EGR 22 et 24 sont également respectivement reliés à deux entrées 26 et 28 d'une unique vanne EGR 30, dont une unique sortie 32 est reliée à un raccordement 34 établissant la jonction entre cette même sortie 32 et le conduit d'admission 10. Par ailleurs, la vanne 30 est connectée à une unité électronique de commande 36 permettant de commander cette vanne 30, afin notamment qu'elle occupe 10 une position fermée dans laquelle aucune communication n'est possible entre les entrées 26,28, ce qui assure un parfait découplage des conduits d'échappement indépendants 14 et 16. Bien entendu, dans cette même position, la communication entre les entrées 26,28 et 15 la sortie 32 est également interdite.
En référence à la figure 2, on voit que la vanne 30 peut prendre la forme de trois tubes parallèles partiellement superposés, dont l'une des extrémités de chacun de ces tubes est fermée, tandis 20 que l'autre de ces extrémités est en permanence ouverte de façon à communiquer avec les éléments 22,24,34. De préférence, les deux tubes constituant les entrées 26,28 prennent en sandwich le tube constituant la sortie 32. D'autre part, au niveau d'une paroi commune 25 entre l'entrée 26 et la sortie 32 ainsi qu'au niveau d'une paroi commune entre l'entrée 28 et cette même sortie 32, il est prévu respectivement des orifices 38 et 40 autorisant la communication entre les entrées/sortie 26,28,32 lorsqu'ils ne sont pas obturés. 30 La vanne 30 comporte des moyens d'obturation 42 comprenant deux soupapes 44,46 solidaires d'un même axe de commande 48 disposé perpendiculairement aux axes des tubes, et apte à être actionné de façon linéaire comme cela est représenté schématiquement par la flèche 50. Naturellement, lorsque la vanne 30 est en position fermée, les soupapes 44 et 46 obturent respectivement les orifices 38 et 40 disposés en regard l'un de l'autre.
La figure 3 représente une autre alternative pour la réalisation de la vanne 30. On peut 10 apercevoir que dans cette alternative, la vanne 30 prend la forme d'un unique tube séparé en deux tronçons par des moyens de commande 43, ces derniers comportant un papillon 52 solidaire d'un axe de commande 54 disposé perpendiculairement à l'axe du tube, et apte à 15 être actionné de façon rotative comme cela est représenté schématiquement par la flèche 56.
En amont du papillon 52, se trouvent les entrées 26,28 définies notamment par une plaque diamétrale 58 disposée à l'intérieur du premier tronçon 20 de tube, de façon à donner la forme de demi-tube à chacune de ces deux mêmes entrées. A ce titre, on peut voir que le papillon 52 est de préférence réalisé de manière à présenter un disque 60 traversé diamétralement par l'axe de commande 54, ainsi qu'un 25 demi-disque 62 agencé dans le même plan que celui de la plaque 58, et dont le diamètre est identique et confondu avec un diamètre du disque 60. De cette manière, lorsque la vanne 30 occupe une position fermée, le demi-disque 62 épouse intégralement une 30 extrémité évidée en forme de demi-disque de la plaque 58, et la communication entre les entrées 26,28 est par conséquent interdite. Par ailleurs, en aval du papillon 52, la sortie 32 est constituée par la totalité du deuxième tronçon de tube.
Dans le deuxième mode de réalisation 5 préféré représenté sur la figure 4, le moteur 1 est tel que son système d'admission 6 comprend deux conduits d'admission indépendants 64 et 66, communiquant respectivement avec les bancs 2 et 4 par l'intermédiaire de répartiteurs d'admission 68 et 70. 10 Par ailleurs, son système d'échappement 8 comprend quant à lui un conduit d'échappement unique 72 associé aux deux bancs 2,4 avec lesquels il communique par l'intermédiaire des raccordements 18 et 20, et à l'aide d'une conduite 74 reliant ces deux mêmes raccordements. 15 En outre, le moteur 1 comprend un unique circuit EGR 76 relié au conduit d'échappement 72. Ce circuit EGR 76 est également relié à une unique entrée 78 d'une unique vanne EGR 130, dont deux sorties 80 et 82 sont respectivement reliées à deux raccordements 84 20 et 86, établissant la jonction entre ces mêmes sorties 80,82 et les conduits d'admission indépendants 64,66.
Naturellement, cette vanne 130 permet d'assurer un découplage parfait des conduits d'admission indépendants 64,66, lorsqu'elle occupe une position 25 fermée.
En référence à la figure 5, on voit que la vanne 130 peut prendre une forme analogue à celle de la vanne 30 de la figure 2. Comme cela est clairement visible sur ces figures, la seule différence réside 30 dans le fait que dans la vanne 130, les deux tubes constituant les sorties 80,82 prennent en sandwich le tube constituant l'entrée 78, les moyens de commande 42 restant sensiblement identiques.
La figure 6 représente une autre alternative pour la réalisation de la vanne 130, 5 analogue à celle de la vanne 30 représentée sur la figure 3. En effet, la vanne 130 a uniquement été retournée par rapport à la vanne 30, en ce sens que le premier tronçon de tube situé en amont du papillon 52 constitue intégralement l'entrée 78, et que le 10 deuxième tronçon de tube est séparé par la plaque diamétrale 58 de manière à définir les deux sorties 80,82. En outre, les moyens d'obturation 43 restent sensiblement identiques à ceux décrits précédemment.
Dans le troisième mode de réalisation 15 préféré représenté sur la figure 7, le moteur 1 est tel que son système d'admission 6 comprend deux conduits d'admission indépendants 64 et 66, communiquant respectivement avec les bancs 2 et 4 par l'intermédiaire des répartiteurs d'admission 68 et 70. 20 Par ailleurs, son système d'échappement 8 comprend quant à lui deux conduits d'échappement indépendants 14 et 16, communiquant respectivement avec les bancs 2 et 4 par l'intermédiaire de raccordements 18 et 20.
En outre, le moteur 1 comprend deux 25 circuits EGR 22 et 24 sensiblement identiques à ceux représentés sur la figure 1, et donc étant respectivement reliés à deux entrées 26 et 28 d'une unique vanne EGR 230, dont les deux sorties 80 et 82 sont respectivement reliées aux conduits d'admission 30 indépendants 64,66, comme représenté sur la figure 4 et décrit ci-dessus. Naturellement, cette vanne 230 permet d'assurer un découplage parfait des conduits d'admission indépendants 64,66, ainsi qu'un découplage parfait des conduits d'échappement indépendants 14,16, lorsqu'elle occupe une position fermée.
En référence à la figure 8, on voit que la vanne 230 peut prendre la forme de quatre tubes parallèles partiellement superposés, dont l'une des extrémités de chacun de ces tubes est fermée, tandis que l'autre de ces extrémités est en permanence 10 ouverte. De préférence, les deux tubes constituant les entrées 26,28 prennent en sandwich les deux tubes adjacents constituant les sorties 80,82. D'autre part, au niveau d'une paroi commune entre l'entrée 26 et la sortie 82 ainsi qu'au niveau d'une paroi commune entre 15 l'entrée 28 et la sortie 80, il est prévu respectivement des orifices 38 et 40 autorisant la communication entre les entrées/sorties 26,28,80,82 lorsqu'ils ne sont pas obturés. A ce titre, il peut être prévu des moyens d'obturation 42 sensiblement 20 identiques à ceux représentés sur les figures 2 et 5, en prévoyant de plus que l'axe de commande 48 traverse de façon étanche une paroi commune 88 des sorties 80, 82.
La figure 9 représente une autre 25 alternative pour la réalisation de la vanne 230, sensiblement analogue à celle des vannes 30,130 représentées sur les figures 3 et 6. En effet, la vanne 230 comprend deux tronçons de tubes séparés par les moyens d'obturation 43, chacun de ces deux tronçons 30 comportant une plaque diamétrale 58 afin de définir respectivement les deux entrées 26,28 ainsi que les 1l deux sorties 80,82, prenant alors chacune le forme d'un demi-tube.
En conséquence, les moyens d'obturation 43 comprennent un papillon 252 légèrement différent du 5 papillon 52 décrit ci-dessus, en ce sens que le demidisque 62 est remplacé par un disque entier 262, afin que ce papillon 252 soit en mesure d'épouser intégralement l'extrémité évidée en forme de demidisque de chacune des deux plaques 58 situées dans un 10 même plan, lorsque la vanne occupe une position fermée comme cela est représenté sur cette figure 9.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier aux moteurs à combustion interne 1 qui viennent d'être 15 décrits, uniquement à titre d'exemples non limitatifs. 1 2

Claims (6)

REVENDICATIONS
1. Moteur à combustion interne (1) pour véhicule automobile comportant une pluralité de bancs de cylindres (2,4), ledit moteur comprenant un système d'admission (6) muni d'au moins un conduit d'admission associé à au moins un banc de cylindres ainsi qu'un système d'échappement (8) muni d'au moins un conduit d'échappement associé à au moins un banc de cylindres, au moins l'un de ces systèmes d'admission et 10 d'échappement (6,8) comportant plusieurs conduits d'admission/d'échappement indépendants les uns des autres (14,16,64,66) et chacun associé à un seul banc de cylindres, ledit moteur comprenant également au moins un circuit EGR (22,24,76) agencé de façon à 15 permettre la communication entre le système d'échappement et le système d'admission, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une unique vanne EGR (30,130,230) comportant au moins trois entrée(s)/sortie(s) (26,28,78,32,80,82), chaque sortie 20 étant raccordée à un seul conduit d'admission du système d'admission et chaque entrée étant raccordée à un seul circuit EGR, et en ce que ladite unique vanne EGR interdit toute communication entre lesdites entrée(s)/sortie(s) lorsqu'elle occupe une position 25 fermée.
2. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'échappement comprend autant de conduits d'échappement indépendants (14,16) que de bancs de cylindres, en ce 30 qu'il comporte autant de circuits EGR (22,24) que de conduits d'échappement indépendants, et en ce que l 3 ladite unique vanne EGR (30,230) est munie d'autant d'entrées (26,28) qu'il est prévu de circuits EGR.
3. Moteur à combustion interne selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en 5 ce que le système d'admission comprend autant de conduits d'admission indépendants (64,66) que de bancs de cylindres, et en ce que ladite unique vanne EGR (130,230) est munie d'autant de sorties (80,82) que de conduits d'admission indépendants.
4. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite unique vanne EGR (30,130,230) est pourvue de moyens d'obturation (42) comportant au moins deux soupapes (44,46) solidaires d'un même axe de 15 commande (48) apte à être actionné de façon linéaire, lesdites soupapes interdisant toute communication entre les entrée(s)/sortie(s) lorsque ladite unique vanne EGR occupe une position fermée.
5. Moteur à combustion interne selon l'une 20 quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite unique vanne EGR (30, 130,230) est pourvue de moyens d'obturation (43) comportant un papillon (52,252) solidaire d'un axe de commande (54) apte à être actionné de façon rotative, ledit papillon 25 interdisant toute communication entre les entrée(s)/sortie(s) lorsque ladite unique vanne EGR occupe une position fermée.
6. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé 30 en ce qu'il comprend deux bancs de cylindres.
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