FR2877238A1 - Dispositif de separation de liquide d'une veine de gaz d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Dispositif de séparation du liquide d'une veine de gaz provenant du carter de vilebrequin d'un moteur à combustion interne comprenant au moins un cyclone ayant un canal d'entrée de gaz et un canal de sortie de gaz muni d'un orifice de sortie.L'orifice de sortie (14) du canal de sortie de gaz (9) est variable.

Description

Domaine de l'invention

La présente invention concerne un dispositif de séparation du liquide d'une veine de gaz provenant du carter de vilebrequin d'un moteur à combustion interne comprenant au moins un cyclone ayant un canal d'entrée de gaz et un canal de sortie de gaz muni d'un orifice de sortie.

Etat de la technique On connaît déjà un dispositif pour séparer les liquides d'une veine de gaz selon le document US 2003/0172632 Al. Selon ce document on utilise un cyclone ayant un canal d'entrée de gaz et un canal de sortie de gaz muni d'un orifice de sortie. L'inconvénient de cette solution est que le tourbillon intérieur qui débouche dans le canal de sortie de gaz n'est pas suffisamment rétréci pour les faibles débits volumiques de sorte que l'écoulement dans le tourbillon intérieur n'est pas suffisamment accéléré et que le rendement de la séparation liquide/gaz est trop faible. La soupape de commande en aval du canal de sortie des gaz règle le débit volumique dans le canal de sortie des gaz. Mais ce réglage n'influence pas le diamètre du tourbillon intérieur.

Exposé et avantages de l'invention La présente invention concerne un dispositif du type défini ci-dessus caractérisé en ce que l'orifice de sortie du canal de sortie de gaz est variable.

Le dispositif selon l'invention a l'avantage de constituer une amélioration simple permettant d'augmenter le rendement de la sépara- tion du cyclone même aux faibles débits volumiques en ce que l'orifice de sortie du canal de sortie des gaz est de section variable. Ainsi le tourbillon intérieur sera plus rétréci pour les faibles débits volumiques que pour les débits volumiques importants si bien que même pour de faibles débits volumiques, on aura un écoulement suffisamment rapide dans le tourbillon intérieur permettant un rendement de séparation élevé.

Selon un développement particulièrement avantageux, l'orifice de sortie est modifié par un élément de commutation.

Il est particulièrement avantageux que le cyclone comporte une chambre de séparation communiquant avec une conduite de gaz net- toyés en aval du canal de sortie des gaz; l'orifice de sortie du canal de sortie des gaz est prévu à l'extrémité du côté de la conduite des gaz net- toyés ou à l'extrémité du canal de sortie des gaz du côté de la chambre de séparation du cyclone car cela permet d'influencer le diamètre du tour- billon intérieur.

Il est très avantageux que l'élément de commutation comporte un organe d'obturation coopérant avec un siège de soupape, cet or- gane étant monté mobile entre le siège de soupape et une butée car cette réalisation extrêmement simple permet d'obtenir un diamètre variable de tube plongeur.

Il est en outre avantageux que l'orifice de sortie comporte une première ouverture partielle et une seconde ouverture partielle, la première ouverture partielle étant constituée par l'ouverture d'un canal de passage réalisée dans l'organe d'obturation et la seconde ouverture partielle étant formée par l'intervalle entre l'organe d'obturation et le siège de soupape, car le diamètre du tourbillon intérieur peut être ainsi adapté de manière très simple. Aux faibles débits volumiques, il n'y aura que la première ouverture partielle, faible pour l'orifice de sortie et pour les dé-bits volumiques importants, on aura en plus la seconde ouverture partielle.

Comme les petites sections de la première ouverture partielle en aval de l'ouverture du canal de passage de l'organe d'obturation n'influencent pas le tourbillon intérieur, il est avantageux d'élargir le canal de passage pour réduire les pertes aérauliques ou pertes de charge dans le cyclone en aval de l'ouverture du canal de passage.

Selon un développement avantageux, l'organe d'obturation a la forme d'un piston, celle d'un disque, d'un volet ou d'une poutre. Une réalisation en forme de volet de l'organe d'obturation est particulièrement insensible à l'encrassage ce qui la rend particulièrement fiable.

Il est en outre avantageux que l'organe d'obturation soit réglable à l'aide d'un actionneur et/ou à l'aide des forces aérauliques agissant sur l'organe d'obturation. L'actionneur permet de réguler de manière quelconque la position de l'organe d'obturation et à l'aide des forces aérauliques, on règle l'organe d'obturation en fonction du débit volumétrique.

Il est en outre avantageux que l'actionneur soit une boite manométrique qui règle l'organe d'obturation en fonction de la différence 35 de pression entre le carter de vilebrequin et l'atmosphère extérieure.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée de cinq exemples de réalisation représentés schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue partiellement coupée et schématique d'un premier mode de réalisation, - la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1 d'un second mode de réalisation, la figure 3 montre un troisième mode de réalisation avec une soupape 10 de régulation de pression, - la figure 4 montre un quatrième mode de réalisation, - la figure 5 montre un cinquième mode de réalisation du dispositif de l'invention.

Description des modes de réalisation

La figure 1 montre schématiquement un dispositif selon l'invention pour séparer un liquide d'une veine de gaz selon un premier mode de réalisation.

Le dispositif sert notamment à séparer des liquides et en particulier de l'huile d'une veine de gaz mais il peut servir de façon géné- raie à séparer les gouttes de liquide de gaz en circulation. Le dispositif est utilisé de préférence pour la ventilation du carter de vilebrequin d'un moteur à combustion interne.

Pendant le fonctionnement d'un moteur à combustion in-terne, du fait de faibles fuites entre le piston, les bagues de piston et la surface du cylindre, on a des gaz de contournement ou des gaz de passage sortant de la chambre de combustion et pénétrant dans le carter de vilebrequin. Dans la suite de la description on utilisera simplement l'expression gaz pour les désigner. Les faibles fuites de gaz provenant de la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne se traduisent par une augmentation inacceptable de la pression dans le carter de vilebrequin nécessitant un équilibrage de la pression par une ventilation de carter de vilebrequin. Comme les gaz ont une forte concentration en hydrocarbure, on ne peut les laisser échapper à l'atmosphère mais on les réintroduit dans la conduite d'admission du moteur à combustion interne pour participer à la combustion.

Les gaz destinés à la conduite d'admission contiennent un brouillard d'huile chargé de petites et de grandes gouttelettes d'huile engendrées par la vitesse de circulation élevée des gaz pénétrant dans le carter de vilebrequin et aussi provoqué par le mouvement des pièces dans le carter de vilebrequin. Les gouttelettes du brouillard d'huile doivent être séparées de la veine de gaz avant que celles-ci ne soient réintroduites dans la conduite d'admission. Cette séparation se fait à l'aide d'un dispositif de séparation de liquide d'une veine de gaz pour éviter une perte d'huile trop importante et ne pas influencer de manière négative la combustion.

Le dispositif comporte un ou plusieurs cyclones 1. Si le dis-positif comporte plusieurs cyclones 1, ceux-ci sont par exemple branchés en parallèle.

Au moins un cyclone 1 comporte de manière connue un segment d'entrée 2 et un segment en tronc de cône 3. Le segment en tronc de cône 3 est prévu par exemple au voisinage du segment d'entrée 2. Le segment d'entrée 2 et le segment en tronc de cône 3 sont concentriques par rapport à l'axe 4 de chaque cyclone 1. Le segment d'entrée 1 a par exemple une forme cylindrique et le segment 3 a une forme tronconique. Le segment d'entrée 2 et le segment tronconique 3 forment une chambre de séparation 1.1 qui assure pratiquement la séparation des liquides.

Au moins un cyclone 1 comporte chaque fois un canal d'entrée 8, un canal de sortie 9 caractérisés par un tube plongeur et une sortie de liquide 10.

Le canal d'entrée 8 débouche tangentiellement dans le segment d'entrée 2 du cyclone 1 respectif. Le canal de sortie des gaz 9 est prévu chaque fois au niveau de la face frontale du segment d'entrée 2 à l'opposé du segment tronconique 3, par exemple en position concentrique à l'axe 4 du cyclone; ce canal débouche axialement suivant l'axe 4 du cyclone dans le segment d'entrée 2 ou dans le segment tronconique 3. La sortie de liquide 10 est prévue à l'extrémité rétrécie du segment tronconique 3 et communique avec ce segment tronconique 3.

Dans au moins un cyclone 1 on réalise de manière connue la séparation du liquide de la veine de gaz. La veine de gaz provenant du carter de vilebrequin 5 d'un moteur à combustion interne 6 arrive par une conduite de ventilation 7 et le canal d'entrée 8 dans le segment d'entrée 2 du cyclone 1. L'écoulement du fluide dans le cyclone 1 se fait en rotation par l'arrivée tangentielle; le fluide circule suivant un tourbillon extérieur, hélicoïdal le long de la paroi 11 du segment d'entrée 2 du cyclone et de son segment tronconique 3 en direction de la sortie de liquide 10. A proximité de la sortie de liquide 10, l'écoulement change de direction et se transforme en un tourbillon intérieur, au centre du tourbillon extérieur pour revenir en direction du canal de sortie des gaz 9; les gaz quittent le cyclone 1 par exemple par un orifice de sortie 14 du canal de sortie des gaz 9. L'écoulement est accéléré de plus en plus par la rotation en direction de la sortie de liquide 10 si bien que le liquide entraîné par les gaz ne peut plus suivre la veine de gaz et sous l'effet de la force centrifuge le liquide passe sur la paroi 11 du cyclone. Le liquide ainsi séparé s'écoule sous la forme de gouttes ou d'un film de liquide le long de la paroi 11 du cyclone en direction de la sortie de liquide 10. Le transport du liquide en direction de la sortie de liquide 10 se fait pour une disposition verticale du cyclone 1, de préférence par l'effet de la force centrifuge du liquide; dans le cas d'une disposition horizontale ou inclinée, l'entraînement du liquide se fait notamment par l'écoulement dans le cyclone 1 c'est-à-dire le tourbillon potentiel.

Le canal de sortie des gaz 9 du cyclone 1 débouche dans une conduite d'entrée de gaz nettoyés 12 reliée en aval par exemple par une soupape de régulation de pression 15 à la conduite d'admission 16 du moteur à combustion interne 6. Ainsi les gaz nettoyés des gouttelettes de liquide par le cyclone 1 sortent par le canal de sortie des gaz 9 pour passer par exemple par la soupape de régulation de pression 15 dans la conduite d'admission 16 du moteur à combustion interne par exemple en aval du volet d'étranglement 17.

La sortie de liquide 10 du cyclone 1 débouche par exemple chaque fois dans une conduite de retour 18 reliée au carter de vilebrequin 5. Les gouttelettes de liquide séparées dans le cyclone 1 sont réintroduites dans le carter de vilebrequin 5 par la sortie de liquide 10 et la conduite de retour 18.

Dans le cas de plusieurs cyclones 1 branchés en parallèle, les canaux de sortie de gaz 9 des cyclones 1 arrivent par exemple dans une conduite commune 12 de gaz nettoyés et les sorties de liquide 10 arri- vent dans une conduite de retour 18 commune.

La différence de pression entre le carter de vilebrequin 5 et la conduite d'admission 16 établit un débit volumique de gaz sortant du carter de vilebrequin 5 en direction de la conduite d'admission 16. Comme la pression dans la conduite d'admission 16 dépend de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne 10 et varie ainsi, la soupape de régulation 15 règle une certaine pression dans le carter de vilebrequin 5 par rapport à l'atmosphère. Dans le cas de moteurs diesel, on atteint des dépressions de l'ordre de 70 à 150 mbars dans la conduite d'admission 16; dans le cas de moteurs à essence, on atteint des dépressions allant jusqu'à 800 mbars.

La section de l'orifice de sortie 14 définit le diamètre du tourbillon intérieur; le diamètre de ce tourbillon intérieur correspond sensiblement à la section de l'orifice de sortie 14. Plus le diamètre du tour-billon intérieur est faible et plus élevées seront les forces centrifuges s'exerçant sur les gouttelettes d'huile et ainsi le rendement de séparation du cyclone 1. D'un autre côté, les pertes de charge du cyclone 1 augmentent avec la diminution de la section de l'orifice de sortie 14 c'est-à-dire d'une manière inversement proportionnelle à la section de l'orifice de sortie 14. C'est pourquoi on conçoit la section de l'orifice de sortie 14 et/ou la section du canal de sortie des gaz 9 selon l'état de la technique de façon que pour un débit volumique maximum, on ne dépasse pas une perte de charge maximale. Pour de faibles débits volumiques inférieurs au débit volumique maximum, le diamètre de l'orifice de sortie 14 est néanmoins suffisamment important pour permettre d'atteindre avec un faible débit volumique, une accélération suffisamment élevée dans le tourbillon intérieur de sorte que la capacité de séparation selon l'état de la technique n'est pas optimale pour de faibles débits volumiques.

Selon l'invention il est prévu que l'orifice de sortie 14 du canal de sortie des gaz 9 présente une section d'écoulement variable. Ce moyen correspond à l'effet d'un diamètre variable de la conduite plongeante. Par exemple la section de l'orifice de sortie 14 peut être modifiée à l'aide d'un élément de commutation 20. Selon le premier exemple de réalisation, l'orifice de sortie variable 14 du canal de sortie des gaz 9 est prévu à l'extrémité tournée vers la chambre de séparation 1.1.

Au faible débit volumique, l'élément de commutation 20 permet de régler un diamètre ou une section d'écoulement réduite de l'orifice de sortie 14 que pour des débits volumiques importants. Selon l'invention, à l'aide de l'élément de commutation 20, on peut régler plu-sieurs diamètres ou plusieurs sections d'écoulement pour l'orifice de sortie 14. Le diamètre ou la section d'écoulement ou de passage de l'orifice de sortie 14 est réglé par exemple en fonction du débit volumique respectif dans le cyclone 1 ou en fonction de la différence de pression entre le carter de vilebrequin 5 et l'atmosphère. L'élément de commutation 20 règle l'orifice de sortie 14 du canal de sortie des gaz 9 d'une manière continue ou par étapes.

La section de passage ou d'écoulement de l'orifice de sortie 14 est par exemple de forme circulaire mais elle peut avoir n'importe quelle autre forme.

L'élément de commutation 20 est prévu à proximité de l'orifice de sortie 14 par exemple en aval de l'orifice de sortie 14 du canal 9 de sortie des gaz d'échappement. L'élément de commutation 20 peut également être prévu en amont de l'orifice de sortie 14.

L'élément de commutation 20 comporte un organe d'obturation 22 coopérant par exemple avec un siège de soupape 21. Cet organe d'obturation est monté de manière mobile entre le siège de sou-pape 21 et une butée 23 prévue par exemple dans le canal de sortie des gaz 9. L'organe d'obturation 22 a par exemple une forme de piston, une forme de disque, de volet, de ressort-lame ou une forme analogue.

Le siège de soupape 21 et l'organe d'obturation 22 forment un siège d'étanchéité par exemple un siège bille/cône, cône/bille, cône/cône ou bille/bille par application de l'organe d'obturation 22 contre le siège de soupape 21 avec par exemple un contact linéaire. Mais comme représenté on peut également prévoir un siège plat.

L'organe d'obturation 22 est actionné par exemple à l'aide 20 d'un actionneur et/ou à l'aide des forces dynamiques exercées sur l'organe d'obturation 22 par les gaz traversant le cyclone 1.

L'élément de commutation 20 peut également être constitué par un diaphragme réglable.

Selon un premier exemple de réalisation, l'organe d'obturation 22 a par exemple une forme de piston guidé dans la direction axiale de l'axe 4 du cyclone dans le canal 9 de sortie des gaz. Le guidage se fait par exemple à l'aide de plusieurs entretoises de guidage 24 réparties à la périphérie de l'organe d'obturation 22. L'organe d'obturation 22 est prévu dans le canal de sortie des gaz d'échappement 9 et il est par exemple bloqué en rotation par rapport à l'axe 4 du cyclone.

L'orifice de sortie 14 est formé selon l'invention par la section d'un premier orifice partiel 14.1 et celle d'un second orifice partiel 14.2.

Lorsque l'organe d'obturation 22 s'applique contre le siège de soupape 21, la section d'écoulement à travers l'orifice de sortie 14 du canal de sortie des gaz d'échappement 9 est réduite au minimum; cette section d'écoulement est formée par une première ouverture partielle 14.1; lors du soulèvement de l'organe d'obturation 22 par rapport au siège de soupape 21, l'orifice de sortie 14 augmente sous l'effet de la section d'écoulement complémentaire ouverte correspondant à la seconde ouverture partielle 14.2 pour arriver jusqu'à une section d'écoulement maximale. Plus l'organe d'obturation 22 est soulevé du siège de soupape 21 et plus grande sera la section d'écoulement efficace de l'orifice de sortie 14 constituée par la première et la seconde ouvertures partielles 14.1, 14.2. La section de passage maximale de l'orifice de sortie 14 est par exemple conçue pour que la perte de charge maximale dans le cyclone respectif 1 ne dépasse pas 20 mbars.

La première ouverture partielle 14.1 de l'orifice de sortie 14 est formée par une ouverture 26 d'un canal de passage 27 réalisé dans l'organe d'obturation 22; ce canal a par exemple une forme circulaire et une section non variable. L'ouverture 26 a par exemple un diamètre de 3 mm mais il est expressément souligné qu'elle peut avoir n'importe quelle dimension. Le canal de passage 27 s'élargit en partant de l'ouverture 26 dans la direction d'écoulement pour récupérer la pression. Cela n'influence toutefois pas le diamètre du tourbillon intérieur. L'orifice de passage 27 débouche dans le canal de sortie des gaz d'échappement ou dans la conduite des gaz nettoyés 12.

Après soulèvement de l'organe d'obturation 22 par rapport au siège de soupape 21, on a la section d'écoulement de l'orifice de sortie 14 formée par la première ouverture partielle 14.1 et en plus par l'intervalle 28 par exemple de forme annulaire et la seconde ouverture partielle 14.2 formée entre le siège de soupape 21 et le canal de sortie des gaz 9.

Pour de faibles débits volumiques, l'organe d'obturation 22 est appliqué contre le siège de soupape 21 si bien que l'on a la section de passage minimale correspondant à la première ouverture partielle 14.1. Lorsqu'on dépasse un certain débit volumique, l'organe d'obturation 22 se soulève du siège de soupape 21 et augmente la section de passage de l'orifice de sortie 14 grâce à la seconde ouverture partielle 14.2.

Selon le premier exemple de réalisation, l'organe d'obturation 22 est régulé en écoulement pour que la position de l'organe d'obturation 22 résulte de l'équilibre des forces exercées sur l'organe d'obturation 22. L'équilibre des forces concerne le poids de l'organe d'obturation 22 et par exemple une force exercée par un ressort de rappel 29 en direction du siège de soupape 21 ainsi que les forces dynamiques agissant sur l'organe d'obturation 22 et s'exerçant dans la direction oppo- sée à celle du siège de soupape 21. Le ressort de rappel 29 peut être expressément supprimé. Plus le débit volumique traversant le cyclone 1 est important, et plus importantes seront les forces dynamiques de sorte qu'avec l'augmentation du débit volumique, l'organe d'obturation 22 sera plus ouvert dans la direction axiale, en s'écartant du siège de soupape 21 pour le passage dans le cyclone 1. La section de passage de l'orifice de sortie 14 et ainsi le diamètre du tourbillon intérieur seront augmentés. Lorsque le débit volumique diminue à travers le cyclone 1, l'organe d'obturation 22 se déplace de nouveau dans la direction de fermeture et se rapproche du siège de soupape 21; la section de passage de l'orifice de sortie 14 et ainsi le diamètre du tourbillon intérieur s'adaptent au débit volumique.

Le poids de l'organe d'obturation 22 et/ou la force développée par le ressort de rappel 29 sont par exemple choisis pour qu'une perte de charge dans le cyclone 1, variant de 3 à 7 mbars, fait que l'organe d'obturation 22 se soulève de son siège de soupape 21.

Le canal des gaz nettoyés 12 est dirigé par exemple transversalement par rapport au canal respectif de sortie des gaz d'échappement 9.

Selon le premier mode de réalisation, la butée 23 a par exemple une forme de couteau ou une forme de carré. La butée 23 s'étend par exemple d'une paroi de la conduite des gaz nettoyés 12 jusque dans le canal de sortie des gaz d'échappement 9.

L'organe d'obturation 22 comporte par exemple une fente 25 s'étendant dans la direction radiale en partant par exemple de la périphérie de l'organe d'obturation 22 et en traversant diamétralement pour arriver jusqu'à la périphérie opposée; cette fente s'étend dans la direction axiale entre la face frontale de l'organe d'obturation 22 à l'opposé du siège de soupape 21, sur une certaine longueur axiale en direction du siège de soupape 21. La butée 23 arrive par exemple jusque dans la fente 25 et coopère avec celle-ci de façon à bloquer par exemple en rotation l'organe d'obturation 22; de plus la butée 23 assure un guidage axial. L'extension axiale de la fente 25 est par exemple plus courte que l'extension axiale de la butée 23 de sorte que l'orifice de passage 27 de l'organe d'obturation 22 communique toujours avec la conduite des gaz nettoyés 12 et n'est pas fermé par exemple par la venue en appui de l'organe d'obturation 22 contre la paroi de la conduite des gaz nettoyés 12.

La figure 2 montre un second exemple de réalisation du dispositif selon l'invention. Dans le cas du dispositif de la figure 2, on a utilisé les mêmes références que pour le dispositif de la figure 1 pour désigner les mêmes éléments ou les éléments de même fonction.

Le dispositif de la figure 2 se distingue de celui de la figure 1 en ce que l'organe d'obturation 22 n'est pas mobile en translation mais est monté pivotant par rapport à un point de rotation. L'organe d'obturation 22 constitue de cette manière une sorte de clapet. Un organe d'obturation 22 en forme de clapet est particulièrement insensible à l'encrassage ce qui le rend très fiable.

L'organe d'obturation 22 est par exemple muni d'un bras de levier 30 qui s'étend à partir de l'organe d'obturation 22 en direction du palier de pivotement 31. L'extrémité du bras de levier 30 tournée vers le palier de pivotement 31 est par exemple montée à rotation dans le palier pivotant 31; pour cela un épaulement 34 du bras de levier 30 est placé dans une cavité 35 entre deux bossages 36; un contre-palier 37 retient l'épaulement 34 dans la cavité 35.

Le palier de rotation 31 avec sa cavité 35, les bossages 36 et le contrepalier 37 est par exemple installé dans le canal des gaz nettoyés 12. Comme le palier 31 est installé en dehors du canal de sortie des gaz d'échappement 9, on a un plus grand bras de levier si bien que l'organe d'obturation 22 se déplace pratiquement perpendiculairement dans la direction opposée au siège de soupape 21.

L'organe d'obturation 22 peut également être monté pivo-25 tant sans bras de levier 30.

Selon un second exemple de réalisation non représenté à la figure 2, un ressort de rappel 29 agit sur l'organe d'obturation 22 et/ou le bras de levier 30.

L'organe d'obturation 22 selon le second mode de réalisa-30 tion est régulé par exemple vis-à-vis de l'écoulement comme le premier mode de réalisation.

La figure 3 montre un troisième mode de réalisation du dis-positif de l'invention.

Pour le dispositif de la figure 3, on a utilisé les mêmes réfé-35 rences que pour le dispositif des figures 1 et 2 pour désigner les mêmes éléments ou des éléments de même fonction.

Le dispositif de la figure 3 se distingue du dispositif des figures 1 et 2 en ce que l'organe d'obturation 22 a une forme de ressort-lame et est monté en flexion élastique.

L'organe d'obturation 22 selon le troisième mode de réalisa-5 tion est par exemple réalisé en tôle ou en matière plastique.

Dans le troisième mode de réalisation, l'organe d'obturation 22 est un ressort-lame monté en flexion autour d'un point de fixation 44. En réalisant l'organe d'obturation 22 comme ressort élastique, on intègre la fonction du ressort de rappel 29 dans l'organe d'obturation 22.

L'organe d'obturation 22 selon le troisième mode de réalisation est régulé par exemple vis-à-vis de l'écoulement comme dans le premier et le second modes de réalisation. Plus le débit volumique du cyclone 1 respectif est important et plus l'organe d'obturation 22 sera dévié dans la direction opposée à celle du siège de soupape 21. Lorsque le débit vo- lumique diminue, l'organe d'obturation 22 revient élastiquement en direction du siège de soupape 21.

L'organe d'obturation 22 a par exemple une forme coudée comprenant une première branche 40 munie de l'orifice traversant 27 et au moins une seconde branche 41 coudée par rapport à la première bran- che 40 et une troisième branche 42 coudée par rapport à la seconde branche 41. La troisième branche 42 arrive par exemple dans le canal des gaz nettoyés 12 et est fixée au niveau d'une arête 43 entre le canal de sortie des gaz d'échappement 9 et le canal des gaz nettoyés 12. La troisième branche 42 est maintenue enfoncée par le contre-appui 37. Le ressort de flexion 22 peut n'avoir qu'une ou deux branches.

La figure 4 montre un quatrième mode de réalisation du dispositif de l'invention. Pour le dispositif de la figure 4, on a également utilisé les mêmes références que pour les dispositifs des figures 1 à 3 pour désigner les mêmes éléments ou les éléments de même fonction.

Le dispositif de la figure 4 se distingue du dispositif de la figure 3 en ce que le siège de soupape 21 qui coopère avec l'organe d'obturation 22 n'est plus prévu à l'extrémité du canal de sortie des gaz d'échappement 9 tournée vers la chambre de séparation 1.1 mais à l'extrémité du canal de sortie des gaz d'échappement 9 tournée vers la conduite des gaz nettoyés 12. L'ouverture de sortie 14 est ainsi formée des ouvertures partielles 14.1, 14.2 à l'extrémité du canal de sortie des gaz d'échappement 9 tournée vers la conduite des gaz nettoyés 12.

Selon le quatrième mode de réalisation, l'organe d'obturation 22 est un ressort flexible plat monté en flexion autour d'un point de fixation 44; toutefois ce ressort ne comporte qu'une première branche 40 et une seconde branche ou d'autres branches 41, 42.

Le canal de sortie des gaz d'échappement 9 a par exemple une forme conique; il s'élargit en direction de la conduite des gaz nettoyés 12. Le canal de sortie des gaz d'échappement 9 pénètre par exemple par un segment de siège 46 dans la conduite des gaz nettoyés 12 formant le siège de soupape 21. L'organe d'obturation 22 est installé dans la conduite des gaz d'échappement nettoyés 12 et partant du siège de soupape 21 s'étend en direction du point de fixation 44.

A la différence du premier mode de réalisation, l'organe d'obturation 22 comporte un segment de canal 45 qui forme l'orifice de passage 27 et vient en saillie dans le canal de sortie des gaz d'échappement 9 en partant du ressort plat de flexion.

La première ouverture partielle 14.1 de l'orifice de sortie 14 est formée par la section du segment de canal 45; cette section a par exemple uneforme circulaire et une section invariable. Le segment de canal 45 débouche en aval dans la conduite des gaz nettoyés 12.

Après soulèvement de l'organe d'obturation 22 par rapport au siège de soupape 21, la section de passage de l'orifice de sortie 14 est formée par la première ouverture partielle 14.1 et en plus par la seconde ouverture partielle 14.2 par exemple réalisée sous la forme de l'intervalle annulaire entre l'organe d'obturation 22 et le siège de soupape 21.

Pour les faibles débits volumiques, l'organe d'obturation 22 est appliqué contre le siège de soupape 21 si bien que l'on a la section de passage minimale du premier orifice partiel 14 qui est traversée par le fluide. Lorsqu'on dépasse un certain débit volumique, l'organe d'obturation 22 se soulève du siège de soupape 21 et la section de passage de l'orifice de sortie 14 est augmentée de la seconde ouverture partielle 14.2.

Le débit volumique du tourbillon intérieur passe par une ouverture de canal 13 dans le canal de sortie des gaz neufs et par l'orifice de sortie variable 14 dans la conduite des gaz nettoyés 12.

Le quatrième mode de réalisation permet d'avoir un canal de sortie des gaz neufs plus étroit c'est-à-dire de diamètre plus faible que précédemment. Cela permet également d'avoir un segment d'entrée 2 et un segment tronconique 3 de diamètre plus réduit pour le cyclone 1 ce qui se traduit par une économie constructive importante pour le dispositif de l'invention.

L'organe d'obturation 22 est mobile par flexion élastique entre le siège de soupape 21 et la butée 23; la butée 23 est par exemple 5 formée par une paroi de la conduite des gaz nettoyés 12.

La figure 5 montre un cinquième exemple de réalisation du dispositif de l'invention.

Pour le dispositif de la figure 5, on a utilisé les mêmes références que pour les dispositifs des figures 1 à 4 pour désigner les mêmes 10 éléments ou des éléments de même fonction.

Le dispositif de la figure 5 se distingue des dispositifs des figures 1 à 4 en ce que l'organe d'obturation 22 n'est pas régulé en fonction de l'écoulement mais en fonction d'une différence de pression. L'organe d'obturation 22 selon le cinquième mode de réalisation peut être mobile axialement comme dans le premier mode de réalisation, mobile en rotation comme dans le second mode de réalisation ou monté à ressort comme dans le troisième et quatrième modes de réalisation.

Dans le cinquième mode de réalisation, l'organe d'obturation 22 est déplacé par un actionneur 47 par exemple sous la forme d'une boîte manométrique. L'actionneur 47 peut également être constitué par un moteur électrique, un électro-aimant, un actionneur piézo-électrique ou un moyen analogue. A titre d'exemple un actionneur 47 est associé à chaque cyclone 1.

L'actionneur 47 comporte par exemple une première cham- bre de pression 48 communiquant par une branche de dérivation 62 de la conduite de ventilation 7 avec le carter de vilebrequin 5 et une seconde chambre de pression 49 communiquant avec l'atmosphère. La première chambre de pression 48 et la seconde chambre de pression 49 sont séparées l'une de l'autre par un organe de régulation 50 mobile axialement. La pression dans la première chambre de pression 48 agit sur une première surface frontale 53 de l'organe de régulation 50 tournée vers la première chambre de pression 48; la pression de la seconde chambre de pression 49 agit sur une seconde face frontale 54 de l'organe de régulation 50, face tournée vers la seconde chambre de pression 49. Un ressort d'actionneur 61 agit en outre sur l'organe de régulation 50 en direction de la seconde chambre de pression 49. La position axiale de l'organe de régulation 50 correspond à l'équilibre des forces entre les pressions des chambres de pression 48, 49 et la force développée par le ressort actionneur 61.

L'organe de régulation 50 est relié par l'organe de liaison 51 à l'organe d'obturation 22 et transmet son mouvement axial à l'organe d'obturation 22. Si la pression du carter de vilebrequin est suffisamment élevée, l'organe de régulation 50 se déplace en direction de la seconde chambre de pression 49 si bien que l'organe d'obturation 22 se soulève par un organe de liaison 51 dans la direction opposée à celle du siège de soupape 21 et ouvre une section de passage supplémentaire pour l'orifice de passage 14.

L'organe de régulation 50 et l'organe d'obturation 22 sont ainsi déplacés de cette manière en fonction de la pression différentielle entre le carter de vilebrequin 5 et l'atmosphère. L'organe de liaison 51 est par exemple monté de manière articulée sur l'organe de régulation 50 pour que l'organe d'obturation 22 ne se grippe pas dans le canal de sortie des gaz 9.

L'actionneur 47 est par exemple installé au-dessus du cyclone 1. L'actionneur 47 comporte un boîtier 55 dans lequel l'organe de régulation 5 est installé de manière mobile par exemple par l'intermédiaire d'une membrane 56. La membrane 56 s'étend de l'organe de régulation 50 dans la direction radiale vers l'extérieur en étant encastrée par exemple entre deux segments de boîtier 57 en forme de pot du boîtier d'actionneur 55. L'organe de liaison 51 de l'organe de régulation 50 partant de l'organe de régulation 50 traverse la première chambre de pression 48 et le boîtier d'actionneur 55 dans la direction axiale, à travers un canal de liaison 60 pour arriver jusque dans le canal des gaz nettoyés 12 et le canal de sortie des gaz 9.

Pour éviter toute fuite du carter de vilebrequin 5 à travers la première chambre de pression 48 et le canal de liaison 60 de l'actionneur 47 qui passerait sans être nettoyée dans la conduite des gaz nettoyés 12, il est prévu un joint 63 qui assure l'étanchéité de la première chambre de pression 48 par rapport à la conduite des gaz nettoyés 12 et du canal de sortie des gaz 9.

La soupape de régulation de pression 15 en aval peut être supprimée dans le cas du cinquième mode de réalisation car la régulation de la pression dans le carter de vilebrequin 5 est assurée par l'actionneur 47 du cyclone 1.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 ) Dispositif de séparation du liquide d'une veine de gaz provenant du carter de vilebrequin d'un moteur à combustion interne comprenant au moins un cyclone ayant un canal d'entrée de gaz et un canal de sortie de gaz muni d'un orifice de sortie, caractérisé en ce que l'orifice de sortie (14) du canal de sortie de gaz (9) est variable.

2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice de sortie (14) est variable à l'aide d'un élément de commutation (20).

3 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cyclone (1) comporte une chambre de séparation (1.1) communiquant avec une conduite de gaz nettoyés (12) en aval du canal de sortie des gaz (9), l'orifice de sortie (14) du canal de sortie des gaz (9) étant prévu à une extrémité tournée vers la conduite des gaz nettoyés (12) ou à une extrémité du canal de sortie des gaz (9) tournée vers la chambre de séparation (1.1) du cyclone (1).

4 ) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de commutation (20) est un diaphragme réglable.

5 ) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de commutation (20) comporte un organe d'obturation (22) coo-30 pérant avec un siège de soupape (21) et cet organe d'obturation est mobile entre le siège de soupape (21) et une butée (23).

6 ) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'orifice de sortie (14) se compose d'un premier orifice partiel (14.1) et d'un second orifice partiel (14.2), dont le premier orifice partiel (14.1) est formé par une ouverture (26) du canal de passage (27) dans l'organe d'obturation (22) et le second orifice partiel (14.1) est formé par une fente (28) entre l'organe d'obturation (22) et le siège de soupape (21).

7 ) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le canal de passage (27) de l'organe d'obturation (22) s'élargit en aval de l'ouverture (26).

8 ) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe d'obturation (22) a la forme d'un piston, la forme d'un disque, la forme d'un volet ou la forme d'une poutre.

9 ) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe d'obturation (22) est actionné par un actionneur (47) et/ou par les forces hydrauliques agissant sur l'organe d'obturation.

10 ) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'actionneur (47) est une boîte manométrique qui déplace l'organe d'obturation (22) suivant la différence de pression entre le carter de vilebrequin (5) et l'atmosphère.