FR2871530A1 - Dispositif et procede perfectionnes de recyclage de gaz brules - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne notamment un dispositif de recyclage de gaz brûlés pour un moteur thermique, comprenant une conduite (1) d'admission de comburant dans laquelle sont pratiqués deux perçages (111, 112) formant une entrée (11) de gaz recyclés, une conduite d'échappement (2) présentant une sortie (22) de dérivation de gaz brûlés, et une conduite (3) de recyclage reliant l'entrée de gaz (11) à la sortie de gaz (22).Selon l'invention, la conduite de recyclage (3) se raccorde à la conduite d'admission (1) en coiffant les perçages (111, 112) et injecte dans la conduite d'admission (1) deux veines de gaz (V1, V2) orientées de façon telle que ces veines dissipent une partie de leur énergie cinétique en rentrant en collision l'une avec l'autre dans la conduite d'admission (1).
Description
DISPOSITIF ET PROCEDE PERFECTIONES DE RECYCLAGE
DE GAZ BRULES.
L'invention concerne, de façon générale, l'amélioration des performances des moteurs à combustion interne.
Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier de ses aspects, un dispositif de recyclage de gaz brûlés pour un moteur thermique, comprenant au moins une entrée de gaz recyclés ménagée, en amont du moteur, dans une conduite d'admission de comburant, une sortie de dérivation de gaz brûlés ménagée, en aval du moteur, dans une conduite d'échappement, et une conduite de recyclage de gaz brûlés faisant communiquer l'entrée de gaz avec la sortie de dérivation de gaz, l'entrée de gaz comprenant au moins des premier et second perçages pratiqués dans la conduite d'admission.
Un dispositif de ce type est par exemple donné dans le brevet US 6 138 651.
De façon plus générale, les dispositifs de recyclage de gaz brûlés, aujourd'hui bien connus de l'homme du métier, sont largement utilisés pour réduire au maximum les émissions polluantes des moteurs thermiques.
Pour optimiser cette technique de réinjection des gaz brûlés à l'admission, encore appelée "EGR" (de l'anglais "Exhaust Gas Recirculation"), il est cependant important de maîtriser la qualité du mélange comburant que forment les gaz brûlés et l'air afin que ce mélange soit aussi homogène que possible et que les différents cylindres du moteur reçoivent le même taux de gaz brûlés.
L'invention, qui se situe dans ce contexte, a pour but de proposer un dispositif conduisant à l'obtention d'un mélange homogène sur un parcours de gaz relativement court, ce qui permet d'une part de réduire le temps de réponse du moteur aux commandes qu'il reçoit, et d'autre part d'augmenter la compacité du moteur à performances égales.
A cette fin, le dispositif de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que la conduite de recyclage se raccorde à la conduite d'admission en coiffant les premier et second perçages à l'extérieur de la conduite d'admission et en suivant des première et seconde directions respectives d'injection conduisant à la formation de première et seconde veines respectives de gaz, et en ce que les première et seconde veines respectives de gaz dissipent une partie de leur énergie cinétique en rentrant en collision l'une avec l'autre dans la conduite d'admission.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, les première et seconde directions d'injection de gaz sont sensiblement symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan axial médian de la conduite d'admission, ces première et seconde directions d'injection de gaz étant par exemple sensiblement opposées l'une à l'autre.
L'invention concerne également un procédé de recyclage de gaz brûlés pour un moteur thermique, comprenant au moins une opération de mélange consistant à mélanger des gaz brûlés avec de l'air frais circulant suivant une direction de circulation déterminée, ce procédé étant caractérisé en ce que l'opération de mélange est mise en oeuvre en séparant les gaz brûlés en deux veines qui se rencontrent en tourbillonnant en sens inverse dans un plan sensiblement transversal à la direction de circulation de l'air frais.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un moteur thermique équipé d'un dispositif connu de recyclage de gaz brûlés; - la figure 2 est une vue en coupe transversale schématique d'un dispositif de recyclage de gaz brûlés conforme à l'invention; et - la figure 3 est une vue en coupe transversale d'un 30 dispositif de recyclage de gaz brûlés conforme à un mode de réalisation possible de l'invention.
Comme annoncé précédemment, l'invention concerne un dispositif de recyclage de gaz brûlés destiné à équiper un moteur thermique M doté d'une conduite 1 d'admission de comburant et d'une conduite d'échappement 2.
Un tel dispositif comprend de façon connue une entrée 11 de gaz recyclés ménagée dans la conduite 1 d'admission de comburant en amont du moteur M, une sortie 22 de dérivation de gaz brûlés ménagée dans la conduite d'échappement 2 en aval du moteur M, et une conduite 3 de recyclage de gaz brûlés, qui fait communiquer l'entrée de gaz 11 avec la sortie de dérivation de gaz 22.
En l'occurrence, l'entrée de gaz 11 est formée par au moins deux perçages, tels que 111 et 112, qui sont pratiqués dans la conduite d'admission 1.
Pour éviter toute augmentation de la perte de charge dans la conduite d'admission 1 en l'absence de recirculation de gaz brûlés, la conduite de recyclage 3 se raccorde à cette dernière en coiffant les perçages 111 et 112, à l'extérieur de cette même conduite d'admission 1 La conduite de recyclage 3 canalise les gaz recyclés le long de deux trajets correspondants, 31 et 32, qui débouchent dans la conduite d'admission 1 suivant des directions respectives d'injection Dl et D2.
Selon l'invention, les directions Di et D2 que suivent les veines respectives de gaz Vl et V2 qui s'écoulent à travers les perçages correspondants 111 et 112 sont choisies de manière telle que ces veines de gaz V1 et V2 dissipent une partie de leur énergie cinétique en rentrant en collision l'une avec l'autre dans la conduite d'admission 1.
Pour ce faire, les directions d'injection de gaz Dl et D2 sont par exemple sensiblement symétriques l'une de l'autre par rapport au plan axial médian P (figure 2) de la conduite d'admission 1.
Ainsi, contrairement au cas du dispositif illustré dans le brevet US 6 138 651, dans lequel les veines de gaz cumulent leur énergie cinétique pour former un tourbillon unique pouvant conduire à une stratification pariétale des gaz brûlés, les veines de gaz V1 et V2 dans l'invention forment au moins deux tourbillons procurant un bien meilleur brassage des gaz.
Les directions Di et D2 des veines de gaz V1 et V2 peuvent faire entre elles un angle relativement faible, par exemple de l'ordre de 45 degrés comme illustré à la figure 2, ou même un angle nul.
Mais les directions Dl et D2 des veines de gaz V1 et V2 peuvent aussi être sensiblement opposées l'une à l'autre comme le montre la figure 3, auquel cas ces veines rentrent en collision l'une avec l'autre de façon plus énergique encore.
Dans tous les cas, il est judicieux de faire en sorte que les veines de gaz Vl et V2 se rencontrent dans la conduite 1 d'admission de comburant en tourbillonnant en sens inverse dans un plan sensiblement transversal à la direction DO de circulation de l'air frais, c'est-à-dire en l'occurrence dans le plan des figures 2 et 3.
Claims (4)
1. Dispositif de recyclage de gaz brûlés pour un moteur thermique (M), comprenant au moins une entrée (11) de gaz recyclés ménagée, en amont du moteur, dans une conduite (1) d'admission de comburant, une sortie (22) de dérivation de gaz brûlés ménagée, en aval du moteur, dans une conduite d'échappement (2), et une conduite (3) de recyclage de gaz brûlés faisant communiquer l'entrée de gaz (11) avec la sortie de dérivation de gaz (22), l'entrée de gaz (il) comprenant au moins des premier et second perçages (111, 112) pratiqués dans la conduite d'admission (1), caractérisé en ce que la conduite de recyclage (3) se raccorde à la conduite d'admission (1) en coiffant les premier et second perçages (111, 112) à l'extérieur de la conduite d'admission (1) et en suivant des première et seconde directions respectives d'injection (Dl, D2) conduisant à la formation de première et seconde veines respectives de gaz (Vi, V2), et en ce que les première et seconde veines respectives de gaz (V1, V2) dissipent une partie de leur énergie cinétique en rentrant en collision l'une avec l'autre dans la conduite d'admission (1).
2. Dispositif suivant la revendicatiôn 1, caractérisé en ce que les première et seconde directions d'injection de gaz (Dl, D2) sont sensiblement symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan axial (P) médian de la conduite d'admission (1).
3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les première et seconde directions d'injection de gaz (Dl, D2) sont sensiblement opposées l'une à l'autre.
4. Procédé de recyclage de gaz brûlés pour un moteur thermique, comprenant au moins une opération de mélange consistant à mélanger des gaz brûlés avec de l'air frais circulant suivant une direction de circulation déterminée (DO), caractérisé en ce que l'opération de mélange est mise en oeuvre en séparant les gaz brûlés en deux veines (Vl, V2) qui se rencontrent en tourbillonnant en sens inverse dans un plan sensiblement transversal à la direction (DO) de circulation de l'air frais.
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