FR2880073A1 - Dispositif de recyclage des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne - Google Patents

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Abstract

Dispositif de recyclage des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne (1) comprenant un conduit de dérivation (2) qui relie le conduit d'échappement (3) au conduit d'admission (4) du moteur pour recycler une partie des gaz d'échappement vers l'admission du moteur, ledit conduit de dérivation (2) comportant une vanne (5) pour régler le débit des gaz d'échappement recyclés vers l'admission, caractérisé en ce que ledit conduit de dérivation (2) comprend, en amont de ladite vanne (5), relativement au sens de la circulation des gaz d'échappement, une chambre (6) dont le volume est déterminé pour amortir l'amplitude des pulsations de pression des gaz engendrées dans ledit conduit de dérivation (2).

Description

Dispositif de recyclage des gaz d'échappement d'un moteur à combustion
interne
La présente invention concerne un dispositif de recyclage des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne vers l'admission de ce moteur.
Un tel dispositif de recyclage comprend, de façon connue, un conduit de dérivation qui relie le conduit d'échappement au conduit d'admission du moteur pour recycler une partie des gaz d'échappement vers l'admission du moteur. Un tel conduit de dérivation est communément appelé circuit EGR.
Le recyclage d'une partie des gaz d'échappement vers l'admission permet notamment de dépolluer davantage les gaz d'échappement, et en particulier de diminuer le taux de NOX dans le cas des moteurs diesel (voir notamment le FR 2 322 264).
Lors du fonctionnement des moteurs à combustion interne, la pression des gaz d'échappement engendre dans le conduit de dérivation précité des pulsations dont l'amplitude est particulièrement élevée dans le cas des moteurs suralimentés.
Ces pulsations peuvent engendrer des problèmes de tenue mécanique et de fiabilité, en particulier une détérioration de la vanne prévue sur le conduit de dérivation pour régler le débit des gaz d'échappement vers l'admission.
La détérioration de cette vanne peut causer des fuites de gaz d'échappement et affecter la régulation du taux de recyclage des gaz d'échappement et accroître ainsi la pollution.
Les pulsations de pression des gaz d'échappement circulant dans le circuit de dérivation peuvent être amplifiées par celui-ci, notamment par sa longueur.
Pour résoudre ce problème d'amplification des pulsations, la solution qui a été proposée est d'augmenter le volume du collecteur d'échappement.
Cependant, cette augmentation du volume du collecteur d'échappement présente des inconvénients.
Tout d'abord, elle augmente l'encombrement total du moteur, dans le compartiment correspondant du véhicule.
En outre, cette solution réduit l'amplitude des pulsations de pression dans le collecteur lui-même, ce qui a une influence négative sur les performances du moteur en pleine charge.
De plus, cette solution augmente l'inertie thermique du collecteur d'échappement, ce qui est néfaste pour l'activation des catalyseurs de dépollution et pour l'accélération de la turbine du turbocompresseur dans le cas des moteurs suralimentés.
Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de recyclage des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne qui remédie aux inconvénients précités.
Suivant l'invention, le dispositif de recyclage des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne comprend un conduit de dérivation qui relie le conduit d'échappement au conduit d'admission du moteur pour recycler une partie des gaz d'échappement vers l'admission du moteur, ledit conduit de dérivation comportant une vanne pour régler le débit des gaz d'échappement recyclés vers l'admission, et est caractérisé en ce que ledit conduit de dérivation comprend, en amont de ladite vanne, relativement au sens de la circulation des gaz d'échappement, une chambre dont le volume est déterminé pour amortir l'amplitude des pulsations de pression des gaz engendrées dans ledit conduit de dérivation.
La chambre ci-dessus prévue sur le conduit de dérivation permet d'amortir efficacement l'amplitude des pulsations des gaz d'échappement, sans présenter les inconvénients liés à l'augmentation du volume du collecteur d'échappement.
Dans le cas d'un moteur à combustion interne suralimenté par un turbocompresseur, ledit conduit de dérivation relie la portion du conduit d'échappement située en amont de la turbine du turbocompresseur à la portion du conduit d'admission située en aval du compresseur.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ledit conduit de dérivation comprend, en amont de la chambre d'amortissement, un dispositif de refroidissement des gaz d'échappement circulant dans ledit conduit de dérivation.
Ce dispositif de refroidissement permet de réduire la température des gaz d'échappement circulant dans le conduit de dérivation et contribue à la diminution de l'amplitude des pulsations de pression.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: -la figure 1 est une vue schématique d'un moteur à combustion interne suralimenté équipé d'un dispositif de recyclage des gaz d'échappement selon l'invention, - la figure 2 représente des courbes montrant la variation de l'amplitude des pulsations engendrées en fonction de l'angle de rotation du moteur.
Comme montré sur la figure 1, le dispositif de recyclage des gaz d'échappement du moteur à combustion interne 1 comprend un conduit de dérivation 2 qui relie le conduit d'échappement 3 au conduit d'admission 4 du moteur pour recycler une partie des gaz d'échappement vers l'admission du moteur. Le conduit de dérivation 2 comporte une vanne 5 pour régler le débit des gaz d'échappement recyclés vers l'admission.
Conformément à l'invention, le conduit de dérivation 2 comprend, en amont de la vanne 5, relativement au sens de la circulation des gaz d'échappement, une chambre 6 dont le volume est déterminé pour amortir l'amplitude des pulsations de pression des gaz engendrées dans le conduit de dérivation 2, lors du fonctionnement du moteur.
Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le moteur à combustion interne est suralimenté par un turbocompresseur qui comprend une turbine 8 entraînée par les gaz d'échappement et qui entraîne elle-même la roue 9 du compresseur.
Dans ce cas, le conduit de dérivation 2 relie la portion du conduit d'échappement 3 située en amont de la turbine 8 du turbocompresseur à la portion du conduit d'admission 4 située en aval de la roue 9 du compresseur, par rapport au sens de la circulation de l'air d'admission.
La vanne 5 prévue pour régler le taux de recyclage des gaz d'échappement est située près du conduit d'admission. Cette vanne 5 est commandée d'une façon connue par l'unité de pilotage du moteur.
La figure 2 montre (voir courbe R) qu'en l'absence de volume amortisseur, l'amplitude des pulsations de pression P engendrées dans le conduit de dérivation 2 varie périodiquement en fonction de l'angle de rotation a (en degrés) du vilebrequin du moteur. Dans le cas d'un moteur turbo diesel, la différence entre les maxima et les minima de l'amplitude des pulsations peut atteindre 2 à 3 bar.
Les courbes VI, V2, V3 montrent l'amortissement obtenu en disposant, dans le conduit de dérivation 2, une chambre 6 ayant différents volumes.
La courbe V3 montre que l'amortissement des pulsations est particulièrement efficace et que le volume de la chambre correspondante a été bien choisi.
La chambre 6 peut présenter des formes variées, telles que sphériques ou cylindriques.
La figure 1 montre en outre que le conduit de dérivation 2 comprend, en amont de la chambre d'amortissement 6, un dispositif 10 de refroidissement des gaz d'échappement circulant dans le conduit de dérivation 2.
Ce dispositif 10 de refroidissement peut être un échangeur à air ou être refroidi par le liquide de refroidissement du moteur.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit ci- dessus concernant un moteur à quatre cylindres à turbocompresseur.
En effet, l'invention peut s'appliquer à tous les moteurs à combustion interne, à essence ou diesel, suralimentés ou atmosphériques.

Claims (4)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de recyclage des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne (1) comprenant un conduit de dérivation (2) qui relie le conduit d'échappement (3) au conduit d'admission (4) du moteur pour recycler une partie des gaz d'échappement vers l'admission du moteur, ledit conduit de dérivation (2) comportant une vanne (5) pour régler le débit des gaz d'échappement recyclés vers l'admission, caractérisé en ce que ledit conduit de dérivation (2) comprend, en amont de ladite vanne (5) , relativement au sens de la circulation des gaz d'échappement, une chambre (6) dont le volume est déterminé pour amortir l'amplitude des pulsations de pression des gaz engendrées dans ledit conduit de dérivation (2).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cas d'un moteur à combustion interne (1) suralimenté par un turbocompresseur, ledit conduit de dérivation (2) relie la portion du conduit d'échappement (3) située en amont de la turbine (8) du turbocompresseur à la portion du conduit d'admission (4) située en aval du compresseur (9).
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite vanne (5) est située près du conduit d'admission (4).
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit conduit de dérivation (2) comprend, en amont de la chambre d'amortissement (6), un dispositif (10) de refroidissement des gaz d'échappement circulant dans ledit conduit de dérivation (2).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1999015773A1 (fr) * 1997-09-22 1999-04-01 Turbodyne Systems, Inc. Dispositif de recirculation des gaz d'echappement a action rapide
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