FR2878290A1 - Blow-by gas pollution control device for e.g. diesel engine, has oil return system that comprises oil storage unit outside engine oil pan and connected to direct injection system in engine - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne les dispositifs de dépollution des gaz deThe present invention relates to gas pollution control devices
blow-by d'un moteur à combustion interne. blow-by of an internal combustion engine.
Les gaz de blow-by sont les gaz d'échappement qui passent des chambres de combustion au bas moteur. Ce sont des gaz qui résultent du défaut d'étanchéité des segments des pistons du moteur. The blow-by gases are the exhaust gases that pass from the combustion chambers to the low engine. These are gases that result from the lack of sealing of piston rings of the engine.
Pour évacuer ces gaz de blow-by, on les fait re-circuler dans le circuit d'admission du moteur. Ceci permet d'éviter les surpressions du bas moteur qui pourraient l'endommager, et de recycler ces gaz. To evacuate these blow-by gases, they are re-circulated in the intake circuit of the engine. This makes it possible to avoid the overpressures of the low engine which could damage it, and to recycle these gases.
Cependant, les gaz de blow-by qui sont présents dans le bas moteur sont au contact de l'huile qui lubrifie des pièces mobiles du moteur, et se chargent de particules d'huile. Il est par conséquent nécessaire de filtrer ces gaz de blow-by avant de les faire circuler dans le circuit d'admission, car sinon les particules d'huile viennent encrasser les différents composants du circuit d'admission. However, the blow-by gases that are present in the low engine are in contact with the oil that lubricates moving parts of the engine, and are loaded with oil particles. It is therefore necessary to filter these blow-by gases before circulating in the intake circuit, otherwise the oil particles clog the various components of the intake circuit.
L'huile qui résulte de la filtration des gaz de blow-by est ensuite retournée vers le carter d'huile moteur. Un tel dispositif est décrit par exemple dans le document US2004/01733193. The resulting oil from the blow-by gas filtration is then returned to the engine oil sump. Such a device is described for example in the document US2004 / 01733193.
Cependant, cette huile de filtration contient des matières charbonneuses qui sont issues des gaz de combustion, et ceci a pour conséquence de polluer l'huile du moteur, et peut engendrer un problème de fiabilité du moteur. However, this filter oil contains carbonaceous materials that are derived from the combustion gases, and this has the effect of polluting the engine oil, and can cause a problem of engine reliability.
Un des objets de l'invention est de pallier au problème de pollution du moteur. One of the objects of the invention is to overcome the problem of pollution of the engine.
L'invention fournit dans ce but un dispositif de dépollution des gaz de blow-by d'un moteur à combustion interne, le dispositif comportant au moins un conduit amenant les gaz de blow-by vers un moyen de filtration, un conduit amenant les gaz filtrés au système d'admission des gaz dans le moteur, et un système de retour d'huile qui porte un moyen de stockage de l'huile hors du carter d'huile moteur. The invention provides for this purpose a device for cleaning up the blow-by gases of an internal combustion engine, the device comprising at least one duct bringing the blow-by gases to a filtration means, a duct bringing the gases filtered to the gas intake system in the engine, and an oil return system which carries a means for storing the oil out of the engine oil sump.
Selon une variante de l'invention, le moyen de stockage de l'huile peut relié à un système d'injection. According to a variant of the invention, the oil storage means can be connected to an injection system.
Selon un premier mode de réalisation, le système d'injection peut être un système d'injection directe de carburant dans le moteur, et le moyen de stockage peut être un réservoir de carburant du moteur. According to a first embodiment, the injection system may be a direct fuel injection system in the engine, and the storage means may be a fuel tank of the engine.
Selon une variante du premier mode de réalisation, le dispositif de dépollution peut comporter un moyen de mélange d'huile au carburant du moteur provenant d'un réservoir de carburant du moteur. According to a variant of the first embodiment, the depollution device may comprise a means of mixing oil with the engine fuel from a fuel tank of the engine.
Selon une deuxième mode de réalisation, le système d'injection peut être un système de post injection de carburant dans la ligne d'échappement du moteur, et le moyen de stockage peut être un réservoir de carburant du moteur. According to a second embodiment, the injection system may be a fuel injection system in the exhaust line of the engine, and the storage means may be a fuel tank of the engine.
Selon une variante du deuxième mode de réalisation, le dispositif de dépollution peut comporter un moyen de mélange d'huile au carburant du moteur provenant d'un réservoir de carburant du moteur. According to a variant of the second embodiment, the pollution control device may comprise means for mixing oil with the engine fuel from a fuel tank of the engine.
La présente invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple et nullement limitatif, et illustré par les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est un schéma fonctionnel de l'invention, - la figure 2 est un schéma fonctionnel de l'invention selon un premier mode de réalisation, - la figure 3 est un schéma fonctionnel de l'invention selon 25 une variante du premier mode de réalisation, - la figure 4 est un schéma fonctionnel de l'invention selon un deuxième mode de réalisation, la figure 5 est un schéma fonctionnel de l'invention selon une variante du deuxième mode de réalisation. The present invention and its advantages will be better understood on reading the detailed description of an embodiment taken by way of example and in no way limiting, and illustrated by the appended drawings in which: FIG. 1 is a block diagram of FIG. FIG. 2 is a block diagram of the invention according to a first embodiment, FIG. 3 is a block diagram of the invention according to a variant of the first embodiment, FIG. a block diagram of the invention according to a second embodiment, Figure 5 is a block diagram of the invention according to a variant of the second embodiment.
La figure 1 schématise un moteur à combustion interne 1. Le moteur 1 comporte un circuit d'admission 2 et un circuit d'échappement 3. FIG. 1 schematizes an internal combustion engine 1. The engine 1 comprises an intake circuit 2 and an exhaust circuit 3.
Le circuit d'admission 2 comporte un filtre à air, au moins un conduit reliant le filtre à air à un collecteur d'admission. Le circuit d'admission peut également comporter un boîtier papillon pour faire varier le débit d'air entrant dans le circuit. The intake circuit 2 comprises an air filter, at least one duct connecting the air filter to an intake manifold. The intake circuit may also include a throttle body to vary the flow of air entering the circuit.
Le circuit d'échappement 3 comporte un collecteur d'échappement, au moins un conduit reliant le collecteur d'échappement à un pot d'échappement. Le circuit d'échappement 3 peut également comporter des moyens de dépollution des gaz d'échappement, tels qu'un catalyseurs ou NOx-trap, et un filtre à particules dans le cas des moteurs diesel. The exhaust circuit 3 comprises an exhaust manifold, at least one duct connecting the exhaust manifold to a muffler. The exhaust system 3 may also include means for cleaning up exhaust gases, such as catalysts or NOx-trap, and a particulate filter in the case of diesel engines.
Le moteur 1 peut comporter un système de re-circulation des gaz brûlés, appelé système EGR (Exhaust Gas Recirculation). Ce système comporte un conduit 4 reliant le circuit d'échappement 3 au circuit d'admission 2. Ce système peut aussi comporter une vanne EGR 5 permettant de faire varier le débit de gaz d'échappement destiné à re-circuler dans le circuit d'admission 2. The engine 1 may include a system for recirculation of flue gas, called EGR system (Exhaust Gas Recirculation). This system comprises a conduit 4 connecting the exhaust circuit 3 to the intake circuit 2. This system may also include an EGR valve 5 for varying the flow of exhaust gas to be recirculated in the circuit of admission 2.
Le moteur peut également comporter un groupe de suralimentation, comme par exemple un turbocompresseur. The engine may also include a supercharging unit, such as a turbocharger.
Le dispositif de dépollution des gaz de blow-by comporte au moins un conduit 6 amenant les gaz de blow-by vers un moyen de filtration 7. Le moyen de filtration 7 sert à séparer les gaz de blowby des particules d'huile qu'ils contiennent. Le moyen de filtration 7 peut être constitué de plusieurs modules filtrants connus de l'homme du métier, comme par exemple des filtres à effet centrifuge. The device for cleaning up the blow-by gases comprises at least one duct 6 bringing the blow-by gases to a filtration means 7. The filtration means 7 serves to separate the blowby gases from the oil particles they contain. The filtration means 7 may consist of several filter modules known to those skilled in the art, such as centrifugal filters.
Le dispositif de dépollution comporte également au moins un conduit 8 amenant les gaz de blow-by filtrés au système d'admission 2 des gaz dans le moteur. The depollution device also comprises at least one duct 8 bringing the filtered blow-by gases to the intake system 2 of the gases in the engine.
Pour évacuer l'huile issue de la filtration des gaz de blow-by, le dispositif de dépollution comporte un système de retour d'huile. In order to evacuate the oil resulting from the filtration of the blow-by gases, the depollution device comprises an oil return system.
Selon l'invention, le système de retour d'huile comporte un moyen de stockage 9 de l'huile hors du carter d'huile moteur. Le carter d'huile moteur est un carter qui se fixe sur le bloc-cylindres du moteur et qui vient fermer le bas moteur. Le carter d'huile moteur est le réservoir d'huile de lubrification du moteur. According to the invention, the oil return system comprises means 9 for storing the oil out of the engine oil sump. The engine oil sump is a crankcase that attaches to the engine's cylinder block and closes the low engine. The engine oil sump is the lubricating oil tank of the engine.
Ainsi l'huile de filtration ne retourne pas dans le carter d'huile. Ceci permet d'empêcher que cette huile de filtration ne vienne polluer l'huile de lubrification des organes mobiles du moteur qui se trouve dans le moteur, car elle contient des matières charbonneuses qui proviennent du contact des particules d'huile avec les gaz de blow-by et qui peuvent nuire à la fiabilité du moteur. Thus the filter oil does not return to the sump. This makes it possible to prevent this filter oil from polluting the lubricating oil of the moving parts of the engine which is in the engine, because it contains carbonaceous substances which come from the contact of the oil particles with the blow gases. -by and that can adversely affect the reliability of the engine.
Ce moyen de stockage 9 peut consister en un réservoir prévu exclusivement pour le stockage de l'huile de filtration. This storage means 9 may consist of a reservoir provided exclusively for storing the filtration oil.
Selon une variante de l'invention représentée aux figures 2 à 5, ce moyen de stockage est relié à un système d'injection. Dans cette variante, l'huile de filtration n'est pas seulement collectée et stockée dans un réservoir 9, mais elle est brûlée. Ceci permet ainsi de ne pas avoir à prévoir la vidange du moyen de stockage 9. According to a variant of the invention shown in FIGS. 2 to 5, this storage means is connected to an injection system. In this variant, the filtration oil is not only collected and stored in a tank 9, but is burned. This thus makes it possible not to have to provide for the emptying of the storage means 9.
Selon un premier mode de réalisation représenté à la figure 2 et correspondant plus particulièrement au moteur diesel, le système d'injection est un système d'injection directe 10 de carburant dans le moteur. Ceci permet de brûler l'huile de filtration directement en l'injectant dans les chambres de combustion du moteur 1, et évite d'encrasser les organes du circuit d'admission 2 du moteur 1. According to a first embodiment shown in FIG. 2 and more particularly corresponding to the diesel engine, the injection system is a system for directly injecting fuel into the engine. This makes it possible to burn the filter oil directly by injecting it into the combustion chambers of the engine 1, and avoids fouling the elements of the intake circuit 2 of the engine 1.
Le moyen de stockage 9 peut alors être le réservoir de carburant du moteur qui alimente le système d'injection directe 10. Le système de retour d'huile comporte un tuyau amenant l'huile de filtration dans le réservoir de carburant. L'huile se mélange au carburant, et le mélange huile carburant circule dans le système d'injection directe 10 du moteur 1. The storage means 9 may then be the fuel tank of the engine that supplies the direct injection system 10. The oil return system comprises a pipe bringing the filtration oil into the fuel tank. The oil mixes with the fuel, and the fuel oil mixture circulates in the direct injection system 10 of the engine 1.
Selon une autre variante représentée à la figure 3, le dispositif de dépollution des gaz de blow-by comporte un moyen 12 de mélange d'huile au carburant du moteur, le carburant provenant d'un réservoir 11 de carburant du moteur. L'huile de filtration n'est pas dirigée vers le réservoir 11 de carburant du moteur, mais elle est conduite à un moyen de stockage 9 qui peut être alors un réservoir annexe. Ce réservoir annexe est relié à un moyen de mélange 12. Ce moyen de mélange 12 comporte deux orifices d'entrée pour recevoir d'une part l'huile de filtration, et d'autre part le carburant. Ce moyen de mélange comporte également un orifice de sortie pour envoyer le mélange huile carburant dans le système d'injection directe 10. According to another variant shown in Figure 3, the blow-by gas cleaning device comprises a means 12 for mixing oil with the engine fuel, the fuel from a fuel tank 11 of the engine. The filter oil is not directed to the fuel tank 11 of the engine, but is led to a storage means 9 which can then be an auxiliary tank. This auxiliary tank is connected to a mixing means 12. This mixing means 12 comprises two inlet ports for receiving on the one hand the filter oil, and on the other hand the fuel. This mixing means also comprises an outlet orifice for sending the fuel oil mixture into the direct injection system 10.
L'avantage d'utiliser un moyen de mélange 12 est que l'on peut définir une proportion d'huile dans le mélange en ajustant le diamètre de l'orifice d'entrée de l'huile. The advantage of using a mixing means 12 is that a proportion of oil can be defined in the mixture by adjusting the diameter of the oil inlet.
On peut aussi prévoir d'installer une vanne pilotée par un calculateur pour faire varier le débit d'huile et agir sur la proportion d'huile dans le mélange en fonction de paramètres tels que la charge moteur, la vitesse de rotation du moteur, l'enclenchement d'un cycle de dépollution, etc. Le moyen de mélange 12 peut aussi intégrer le moyen de 5 stockage 9 de sorte à ce qu'ils ne forment qu'une seule pièce, dans le but de gagner en encombrement. It is also possible to install a valve controlled by a computer to vary the oil flow and act on the proportion of oil in the mixture according to parameters such as the engine load, the speed of rotation of the engine, the engine. activation of a clean-up cycle, etc. The mixing means 12 can also integrate the storage means 9 so that they form a single piece, in order to gain space.
Selon un deuxième mode de réalisation représenté à la figure 4 et convenant à tout moteur à combustion interne, le système d'injection est un système de post injection 100 de carburant dans la ligne d'échappement du moteur. Ces systèmes sont prévus pour générer de la chaleur dans le circuit d'échappement à des fins de dépollution, et ils permettent de brûler l'huile de filtration directement en l'injectant dans le circuit 3 d'échappement du moteur, et évite d'encrasser les organes du circuit d'admission 2 et du moteur 1. According to a second embodiment shown in Figure 4 and suitable for any internal combustion engine, the injection system is a fuel injection system 100 in the exhaust line of the engine. These systems are designed to generate heat in the exhaust circuit for the purpose of depollution, and they allow to burn the filter oil directly by injecting it into the engine exhaust circuit 3, and avoids foul the intake circuit 2 and motor 1 components.
Le moyen de stockage 9 peut être le réservoir de carburant du moteur qui alimente aussi le système de post injection. Le système de retour d'huile comporte un tuyau amenant l'huile de filtration dans le réservoir de carburant. L'huile se mélange au carburant, et le mélange huile carburant circule dans le système de post injection 100. The storage means 9 may be the fuel tank of the engine which also feeds the post injection system. The oil return system has a pipe that feeds the filter oil into the fuel tank. The oil mixes with the fuel, and the fuel oil mixture circulates in the post injection system 100.
Selon une autre variante représentée à la figure 5, le dispositif de dépollution des gaz de blow-by comporte un moyen de mélange 12 d'huile au carburant utilisé pour réaliser les post-injections, le carburant provenant par exemple d'un réservoir 11 de carburant alimentant le moteur. L'huile de filtration n'est pas dirigée vers le réservoir 11 de carburant, elle est conduite au moyen de stockage 9 qui peut être un réservoir annexe. Ce réservoir annexe 9 est relié à un moyen de mélange 12. Ce moyen de mélange 12 comporte deux orifices d'entrée pour recevoir d'une part l'huile de filtration, et d'autre part le carburant. Ce moyen de mélange 12 comporte également un orifice de sortie pour envoyer le mélange huile carburant dans le système de post injection 100. According to another variant shown in FIG. 5, the blow-by gas cleaning device comprises a means of mixing oil with the fuel used to carry out the post-injections, the fuel coming for example from a fuel tank 11. fuel supplying the engine. The filtration oil is not directed towards the fuel tank 11, it is conducted by means of storage 9 which may be an auxiliary tank. This auxiliary tank 9 is connected to a mixing means 12. This mixing means 12 comprises two inlet ports for receiving on the one hand the filter oil, and on the other hand the fuel. This mixing means 12 also comprises an outlet orifice for sending the fuel oil mixture into the post injection system 100.
L'avantage d'utiliser un moyen de mélange 12 est que l'on peut 35 définir une proportion d'huile dans le mélange en ajustant le diamètre de l'orifice d'entrée de l'huile dans le moyen de mélange 12. The advantage of using a mixing means 12 is that a proportion of oil can be defined in the mixture by adjusting the diameter of the oil inlet orifice in the mixing means 12.
On peut aussi prévoir d'installer une vanne pilotée par un calculateur pour faire varier le débit d'huile et agir sur la proportion d'huile dans le mélange en fonction de paramètre tels que la charge moteur, la vitesse de rotation du moteur, l'enclenchement d'un cycle de dépollution, etc. Le moyen de mélange 12 peut comporter le moyen de stockage 9 de sorte à ce qu'ils ne forment qu'une seule pièce, dans le but de 10 gagner en encombrement. It is also possible to install a valve controlled by a computer to vary the oil flow and act on the proportion of oil in the mixture depending on parameters such as the engine load, the speed of rotation of the engine, the engine. activation of a clean-up cycle, etc. The mixing means 12 may comprise the storage means 9 so that they form only one piece, in order to gain space.
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