FR2891022A1 - Moteur a combustion interne comprenant un ensemble de circuits de reaspiration de vapeurs de carburant et de gaz de blow-by simplifie - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un moteur à combustion interne pourvu d'un circuit d'admission (700) d'air comprenant un compresseur (62), ledit moteur comportant, d'une part, un premier circuit de réaspiration (100) de vapeurs de carburant, et, d'autre part, un deuxième circuit de réaspiration (200) de gaz présents dans la partie inférieure d'un carter moteur (4), appelés gaz de blow-by, chaque circuit de réaspiration comprenant un canal de circulation (11, 21) se séparant en deux branches, à savoir en une première branche (12, 22), appelée branche haute, reliée au circuit d'admission d'air en amont, dans le sens d'écoulement de l'air (40), du compresseur et en une deuxième branche (13, 23), appelée branche basse, reliée au circuit d'admission d'air, en aval du compresseur.Selon l'invention, la branche basse du premier circuit de réaspiration constitue au moins une partie de la branche basse du deuxième circuit de réaspiration.
Description
DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION
La présente invention concerne de manière générale les moteurs à combustion interne.
L'invention concerne plus particulièrement un moteur à combustion interne pourvu d'un circuit d'admission d'air comprenant un compresseur, ledit moteur comportant, d'une part, un premier circuit de réaspiration de vapeurs de carburant, et, d'autre part, un deuxième circuit de réaspiration de gaz présents dans la partie inférieure d'un carter moteur, appelés gaz de blow-by, chaque circuit de réaspiration comprenant un canal de circulation se séparant en deux branches, à savoir en une première branche, appelée branche haute, reliée au circuit d'admission d'air en amont, dans le sens d'écoulement de l'air, du compresseur et en une deuxième branche, appelée branche basse, reliée au circuit d'admission d'air, en aval du compresseur.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour un moteur à combustion interne à essence suralimenté.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Dans les moteurs à combustion interne, lors de l'explosion du mélange de gaz dans la chambre de combustion, des résidus de gaz brûlés issus de la combustion passent depuis la chambre de combustion vers la partie inférieure du carter du moteur à travers les segments du piston. Ces résidus de gaz brûlés issus de la combustion se mélangent à des vapeurs d'huile présentes dans la partie inférieure du carter du moteur pour former un mélange de gaz communément appelé "gaz de blow-by". Il est nécessaire d'évacuer ces gaz de blow-by pour éviter que la partie inférieure du carter ne soit soumise à une trop forte pression.
Il est connu de réaspirer ces gaz de blow-by et, après passage dans un décanteur, de les évacuer dans le circuit d'admission du moteur pour les brûler dans la chambre de combustion.
En outre, pour éviter que le réservoir de carburant ne soit sous pression, il est connu d'utiliser un canister qui absorbe les vapeurs de carburant provenant du réservoir. Ce canister est purgé à l'aide d'une électrovanne qui permet d'évacuer les vapeurs de carburant dans le circuit d'admission du moteur.
Afin d'aspirer et de faire circuler ces vapeurs de carburant et de gaz de blow-by pour les évacuer dans le circuit d'admission, il est connu d'utiliser un 2891022 2 circuit de réaspiration des vapeurs de carburant distinct du circuit de réaspiration des gaz de blow-by.
Généralement, le circuit de réaspiration des gaz de blow-by possède un canal de circulation, coopérant avec le décanteur, relié à deux branches d'évacuation qui permettent d'évacuer les gaz de blow-by dans un collecteur d'admission situé en aval d'un compresseur ou dans une conduite d'admission d'air située en amont du compresseur. Similairement, le circuit de réaspiration des vapeurs de carburant possède un canal de circulation, coopérant avec l'électrovanne, relié à deux branches d'évacuation qui permettent d'évacuer les vapeurs de carburant dans le collecteur d'admission situé en aval du compresseur ou dans la conduite d'admission située en amont du compresseur.
Un tel circuit de réaspiration des vapeurs de carburant et des gaz de blow-by possède un nombre élevé de pièces, ce qui entraîne un coût de fabrication et de montage relativement élevé et un encombrement important.
OBJET DE L'INVENTION La présente invention propose un nouveau moteur comprenant des circuits de réaspiration des vapeurs de carburant et des gaz de blow-by dans lesquels le nombre de pièces et l'encombrement sont réduits.
À cet effet, on propose selon l'invention un moteur à combustion interne pourvu d'un circuit d'admission d'air comprenant un compresseur, ledit moteur comportant, d'une part, un premier circuit de réaspiration de vapeurs de carburant, et, d'autre part, un deuxième circuit de réaspiration de gaz présents dans la partie inférieure d'un carter moteur, appelés gaz de blow-by, chaque circuit de réaspiration comprenant un canal de circulation se séparant en deux branches, à savoir en une première branche, appelée branche haute, reliée au circuit d'admission d'air en amont, dans le sens d'écoulement de l'air, du compresseur et en une deuxième branche, appelée branche basse, reliée au circuit d'admission d'air, en aval du compresseur, dans lequel la branche basse du premier circuit de réaspiration constitue au moins une partie de la branche basse du deuxième circuit de réaspiration.
Grâce à l'invention, les parties des deux branches basses débouchant dans le circuit d'admission en aval du compresseur sont unifiées. Cette unification permet de réduire l'encombrement issu de l'implantation du circuit de réaspiration des gaz de blow-by et du circuit de réaspiration des vapeurs de carburant. Il est 2891022 3 ainsi plus facile d'implanter de tels circuits dans une zone du moteur dont l'architecture est particulièrement contrainte en ce qui concerne l'encombrement.
Un tel circuit de réaspiration des vapeurs de carburant et de gaz de blowby possède un nombre réduit de pièces ce qui entraîne une baisse du coût de fabrication et de montage. En effet, il est ainsi possible de n'utiliser qu'une seule tuyauterie pour réaliser cette partie commune des deux branches basses permettant d'évacuer ces vapeurs de carburant et ces gaz de blow-by dans la partie du circuit d'admission située en aval du compresseur. On ne prévoit alors dans cette partie commune des deux branches basses qu'un seul clapet anti- retour et qu'une seule connexion pour raccorder cette partie commune des deux branches basses à la partie du circuit d'admission située en aval du compresseur.
En outre, la structure fonctionnelle de chacun des circuits de réaspiration est conservée, du fait que chaque circuit comprend deux branches d'évacuation, la branche haute reliée au circuit d'admission en amont du compresseur et la branche basse reliée au circuit d'admission en aval du compresseur.
Enfin, les caractéristiques thermodynamiques et structurelles associées aux deux branches basses des deux circuits de réaspiration de l'état de la technique étant les mêmes, il est possible d'unifier ces deux branches basses sans dégrader les performances des deux circuits de réaspiration.
D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du moteur selon l'invention, sont les suivantes: les branches basses des deux circuits de réaspiration débouchent dans un collecteur d'admission situé en aval d'un volet papillon contrôlant le débit du flux d'air provenant du compresseur; - un raccord multi-voies étant prévu à la séparation en deux branches de chaque canal de circulation, le raccord multi-voies du deuxième circuit de réaspiration est un raccord trois voies et le raccord multi-voies du premier circuit de réaspiration est un raccord quatre voies, et une partie de la branche basse du deuxième circuit de réaspiration forme un canal de liaison reliant le raccord trois voies au raccord quatre voies; - les deux branches basses des deux circuits de réaspiration sont confondues; les canaux ce circulation et les branches basses et hautes des deux circuits de réaspiration sont reliés entre eux par un raccord cinq voies; - la partie commune des deux branches basses, ainsi que la branche haute du premier circuit de réaspiration comprennent chacune un clapet anti-retour; la branche haute et la branche basse du deuxième circuit de réaspiration comportent chacune un ajutage; - le premier circuit de réaspiration comprend un canister pour récupérer les vapeurs de carburant du réservoir de carburant, et une électrovanne située à l'entrée du canal de circulation du premier circuit de réaspiration; -le deuxième circuit de réaspiration des gaz de blow-by comprend un décanteur situé à l'entrée du canal de circulation du deuxième circuit de réaspiration.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION
La description qui va suivre en regard des dessins annexés de plusieurs modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.
Dans les dessins annexés: - la figure 1 est une vue schématique d'un moteur à combustion interne équipé de circuits de réaspiration de gaz de blow-by et de vapeurs de carburant selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue schématique d'un moteur à combustion interne équipé de circuits de réaspiration de gaz de blow-by et de vapeurs de carburant selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
En préliminaire, on notera que les éléments identiques ou similaires des différents modes de réalisation représentés sur les différentes figures seront, dans la mesure du possible, référencés par les mêmes signes de référence et ne seront pas décrits à chaque fois.
On a représenté sur la figure 1 une partie d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile qui comprend un carter moteur 4 accueillant quatre cylindres 5. Ces cylindres 5 coopèrent, dans le sens d'écoulement de l'air 40, avec un circuit d'admission d'air 700 ainsi qu'avec un circuit d'échappement. Par souci de simplification, le circuit d'échappement n'est pas représenté. Ce circuit d'échappement évacue les gaz brûlés vers une conduite d'échappement débouchant dans l'atmosphère 80.
Le circuit d'admission 700 comprend tout d'abord, dans le sens de l'écoulement de l'air 40, une conduite d'air 60 dont l'extrémité amont débouche dans l'atmosphère 80 permettant ainsi de prélever de l'air. Cette conduite d'air 60 traverse un filtre 61, puis est prolongée jusqu'à la partie amont d'un compresseur 62. En aval du compresseur 62, cette conduite d'air 60 est reliée à un boîtier papillon 72 comprenant un volet papillon 73. Ce boîtier papillon 72 coopère avec l'entrée d'un collecteur d'admission 7 qui comporte en sortie des conduits, appelés conduits d'admission, reliés à chaque cylindre 5 du carter moteur 4.
Il est prévu un premier circuit de réaspiration 100 des vapeurs de carburant. Ce premier circuit de réaspiration 100 comprend un accumulateur 15, ou canister, chargé par exemple de charbon actif qui reçoit provisoirement le carburant évaporé du réservoir 14. Avant que la capacité de réception du canister 15 ne soit épuisée, on effectue une phase de régénération en ouvrant une électrovanne 10 pour purger le canister et évacuer les vapeurs de carburant dans le circuit d'admission 700. À cet effet, cette électrovanne 10 coopère avec un canal de circulation 11 des vapeurs de carburant. Un raccord multi-voies 31 est prévu à la séparation en deux branches d'évacuation 12, 13 du canal de circulation 11. Ce raccord multi-voies 31 du premier circuit de réaspiration 100 des vapeurs de carburant est un raccord quatre voies, en forme de croix.
La première branche d'évacuation 12 est reliée à la partie de la conduite d'air 60 située en amont du compresseur 62 et est appelée branche haute du circuit de réaspiration 100 des vapeurs de carburant. Cette branche haute 12 comprend un clapet anti-retour 56.
La deuxième branche d'évacuation 13, appelée branche basse, est reliée à la partie du circuit d'admission d'air 700 située en aval du boîtier papillon 72, c'est-à-dire ici un collecteur d'admission 7. Le boîtier papillon 72 contrôle à l'aide du volet papillon 73 l'écoulement de l'air en provenance du compresseur 62. La branche basse 13 s'étend à partir du raccord quatre voies 31 jusqu'au collecteur d'admission 7.
Il est aussi prévu un deuxième circuit de réaspiration 200 des gaz de blow-by présents dans la partie inférieure du carter moteur 4. Ce deuxième circuit de réaspiration 200 comprend un décanteur 20 qui récupère les gaz de blow-by. Ce décanteur 20 coopère avec un canal de circulation 21 qui se sépare en deux branches 22, 23 permettant d'évacuer les gaz de blow-by dans le circuit d'admission 700.
Un raccord multi-voies 32 est prévu à la séparation en deux branches d'évacuation 22, 23 du canal de circulation 21. Ce raccord multi-voies du deuxième circuit de réaspiration 200 est un raccord trois voies 32 en T. La première branche d'évacuation 22 évacue les gaz de blow-by dans la partie de la conduite d'air 60 située en amont du compresseur 62. Cette première branche d'évacuation 22 est appelée branche haute du circuit de réaspiration 200 des gaz de blow-by. Cette branche haute 22 comprend un ajutage.
Avantageusement selon l'invention, la branche basse 13 du premier circuit de réaspiration 100 des vapeurs de carburant constitue une partie 23" de la branche 23, appelée branche basse 23, du deuxième circuit de réaspiration 200 des gaz de blow-by. L'autre partie 23' de la branche basse 23 du deuxième circuit de réaspiration 200 forme un canal de liaison 23' reliant le raccord trois voies 32 au raccord quatre voies 31. Cette branche basse 23 comprend, entre les deux raccords 31 et 32, un ajutage plus petit que l'ajutage compris dans la branche haute 22.
Ainsi, l'unification selon l'invention des parties débouchantes dans le collecteur d'admission 700 des deux branches basses 13, 23 des deux circuits de réaspiration 100, 200 permet de réduire l'encombrement et donc de faciliter l'implantation de tels circuits de réaspiration dans le moteur. Enfin, ces circuits de réaspiration des vapeurs de carburant et des gaz de blow-by possèdent un nombre réduit de pièces ce qui entraîne une baisse du coût de fabrication et de montage.
Le fonctionnement du moteur est le suivant. De l'air 40 est prélevé dans l'atmosphère 80 par la conduite d'air 60. Cet air 40 passe par le filtre 61 puis est véhiculé dans la conduite d'air 60 en amont du compresseur 62. Après le passage de l'air dans le compresseur 62, l'admission de cet air 40 est contrôlée par le boîtier-papillon 72 avec le volet-papillon 73. Enfin, cet air traverse le collecteur d'admission 7 et est admis dans les cylindres 5.
Lorsque le moteur est en phase de suralimentation, c'est-à-dire lorsque l'air 40 est compressé par le compresseur 62 et que le volet papillon 73 du boîtier papillon 72 est ouvert, le moteur est dans une configuration notée B sur les figures 1 et 2. Dans cette configuration B, l'air 40 issu du compresseur 62 arrive directement en entrée du collecteur d'admission 7.
Il se produit alors une dépression dans la partie de la conduite d'air 60 en amont du compresseur 62 et le clapet anti-retour 56 de la branche haute 12 du premier circuit de réaspiration 100 des vapeurs de carburant s'ouvre. Parallèlement, il se produit une surpression dans le collecteur d'admission 7 en aval du compresseur 62, ce qui entraîne la fermeture du clapet anti-retour 57 de la branche basse 13.
La fermeture du clapet anti-retour 57 empêche la circulation, dans la branche basse 13, d'air provenant du collecteur d'admission 7.
Lors de l'ouverture de l'électrovanne 10, les vapeurs de carburant circulent alors à travers le premier circuit de réaspiration 100 dans le canal de circulation 11 en direction du raccord quatre voies 31 puis sont aspirées par la branche haute 12 dans la conduite d'air 60 en amont du compresseur 62.
De même, les gaz de blow-by circulent dans le canal de circulation 21 en direction du raccord trois voies 32 puis sont aspirés dans la branche haute 22 en direction de la portion de la conduite d'air 60 située en amont du compresseur 62. L'ajutage pratiqué sur la branche haute 22 sert à limiter le débit de gaz de blow-by aspiré dans cette branche haute 22 pour éviter d'aspirer à travers le canal de circulation 21, en plus des gaz de blow-by, de l'huile provenant du moteur. Enfin, l'ajutage plus petit pratiqué sur la branche basse 23 entre les deux raccords 31 et 32 permet de privilégier le passage des gaz de blow-by par la branche haute 22. Ainsi les gaz de blow-by ne sont pas aspirés dans la branche haute 12 mais bien dans la branche haute 22 tandis que les vapeurs de carburant ne sont pas aspirées dans la branche haute 22 mais bien dans la branche haute 12. La fonctionnalité de chaque branche haute du circuit de réaspiration correspondant est bien respectée.
Les gaz de blow-by et les vapeurs de carburant ainsi évacués dans cette conduite d'air 60 sont mélangés à l'air 40 aspiré, puis ils sont brûlés dans les cylindres 5. Ainsi, cette évacuation des gaz de blow-by et des vapeurs de carburant dans le circuit d'admission 700 limite la surpression dans le réservoir du carburant due aux vapeurs de carburant et limite les rejets de gaz de blow-by dans l'environnement.
Lorsque le moteur n'est pas en phase de suralimentation, c'est-à-dire lorsque l'air 40 n'est pas compressé par le compresseur 62 et que le volet papillon 73 est fermé, le moteur est dans une configuration notée A. Il existe alors une dépression importante dans le collecteur d'admission 7.
Le clapet anti-retour 57 de la branche basse 13, ou encore de la partie 23" de la branche basse 23, s'ouvre tandis que le clapet anti-retour 56 de la 5 branche haute 12 se ferme.
Lors de l'ouverture de l'électrovanne 10 et selon la configuration notée A du moteur, les vapeurs de carburant circulent à travers le premier circuit de réaspiration 100 dans le canal de circulation 11 en direction du raccord quatre voies 31 puis, sont aspirées dans la branche basse 13. Parallèlement, les gaz de blow-by véhiculés par le canal 21 sont aspirés au-delà du raccord 32 dans la branche basse 23. Ces gaz circulent tout d'abord par le canal de liaison 23' qui s'étend entre le raccord trois voies 32 et le raccord quatre voies 31, puis, au-delà du raccord quatre voies 31, ces gaz de blow-by sont véhiculés par la branche basse 13 du premier circuit de réaspiration 100 dans laquelle circulent aussi les vapeurs de carburant.
Le petit ajutage pratiqué sur la partie 23' de la branche basse 23 permet de limiter l'aspiration à travers cette partie 23' de la branche basse 23 pour éviter d'aspirer à travers le canal de circulation 21, en plus des gaz de blow-by, de l'huile présente dans le moteur et pour limiter l'aspiration d'air provenant de la partie amont de la conduite d'air 60 à travers la branche haute 22.
La ferrneture du clapet anti-retour 56 empêche la circulation par aspiration, dans la branche haute 12, d'air provenant de la partie amont de la conduite d'air 60, vers le collecteur d'admission 7.
De même que précédemment les gaz de blow-by et les vapeurs de 25 carburant sont ainsi évacués dans le circuit d'admission 700 et brûlés dans les cylindres 5.
En variante, comme représenté sur la figure 2, le raccord trois voies 32 du circuit de réaspiration des gaz de blow-by et le raccord quatre voies 31 du circuit de réaspiration des vapeurs d'essence peuvent être réunis en une seule pièce formant un raccord cinq voies 39, tout en conservant, entre les parties du raccord 39 formant les deux précédents raccords 31 et 32, un petit ajutage. En effet, il est nécessaire de conserver cet ajutage au milieu du raccord 39 pour conserver la fonction de limitation d'aspiration de gaz de blow-by provenant du canal de circulation 21, et de limitation d'aspiration d'air provenant de la branche haute 22 du deuxième circuit de réaspiration 200.
Les branches basses 13, 23 des deux circuits de réaspiration 100 et 200 sont alors entièrement confondues puisqu'elles s'étendent toutes les deux du raccord 39 au collecteur d'admission 7. Avantageusement, ce deuxième mode de réalisation permet de n'utiliser qu'un raccord 39 pour relier tous les canaux et les branches correspondantes. Ce raccord 39 peut être réalisé d'une pièce par moulage par injection d'une matière plastique.
La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation 10 décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit.
Claims (9)
1. Moteur à combustion interne pourvu d'un circuit d'admission (700) d'air comprenant un compresseur (62), ledit moteur comportant, d'une part, un premier circuit de réaspiration (100) de vapeurs de carburant, et, d'autre part, un deuxième circuit de réaspiration (200) de gaz présents dans la partie inférieure d'un carter moteur (4), appelés gaz de blow-by, chaque circuit de réaspiration (100, 200) comprenant un canal de circulation (11, 21) se séparant en deux branches (12, 13, 22, 23), à savoir en une première branche (12, 22), appelée branche haute, reliée au circuit d'admission d'air (700) en amont, dans le sens d'écoulement de l'air (40), du compresseur (62) et en une deuxième branche (13, 23), appelée branche basse, reliée au circuit d'admission d'air (700), en aval du compresseur (62), caractérisé en ce que la branche basse (13) du premier circuit de réaspiration (100) constitue au moins une partie (23") de la branche basse (23) du deuxième circuit de réaspiration (200).
2. Moteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les branches basses (13, 23) des deux circuits de réaspiration (100, 200) débouchent dans un collecteur d'admission (7) situé en aval d'un volet papillon (73) contrôlant le débit du flux d'air provenant du compresseur (62).
3. Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, un raccord multi-voies (31, 32) étant prévu à la séparation en deux branches (12, 13, 22, 23) de chaque canal de circulation (11, 21), le raccord multi-voies du deuxième circuit de réaspiration (200) est un raccord trois voies (32) et le raccord multi-voies du premier circuit de réaspiration (100) est un raccord quatre voies (31), et en ce qu'une partie (23') de la branche basse (23) du deuxième circuit de réaspiration (200) forme un canal de liaison (23') reliant le raccord trois voies (32) au raccord quatre voies (31).
4. Moteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux branches basses (13, 23) des deux circuits de réaspiration (100, 200) sont 30 confondues.
5. Moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les canaux de circulation (11, 21) et les branches basses (13, 23) et hautes (12, 22) des deux circuits de réaspiration (100, 200) sont reliés entre eux par un raccord cinq voies (39).
6. Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie commune (13, 23") des deux branches basses (13, 23), ainsi que la branche haute (12) du premier circuit de réaspiration (100) comprennent chacune un clapet anti-retour (56, 57).
7. Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la branche haute (22) et la branche basse (23) du deuxième circuit de réaspiration (200) comportent chacune un ajutage.
8. Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier circuit de réaspiration (100) comprend un canister (15) pour récupérer les vapeurs de carburant du réservoir de carburant (14), et une électrovanne (10) située à l'entrée du canal de circulation (11) du premier circuit de réaspiration ('100).
9. Moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième circuit de réaspiration (200) des gaz de blow-by comprend un décanteur (20) situé à l'entrée du canal de circulation (21) du deuxième circuit de réaspiration (200).
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| FR0509532A Active FR2891022B1 (fr) | 2005-09-19 | 2005-09-19 | Moteur a combustion interne comprenant un ensemble de circuits de reaspiration de vapeurs de carburant et de gaz de blow-by simplifie |
Country Status (1)
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|---|---|
| FR (1) | FR2891022B1 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2055924A1 (fr) * | 2007-10-29 | 2009-05-06 | MAGNETI MARELLI POWERTRAIN S.p.A. | Collecteur d'admission doté d'un circuit de récipient intégré pour moteur à combustion interne suralimenté |
| ITBO20090114A1 (it) * | 2009-02-27 | 2010-08-28 | Magneti Marelli Spa | Collettore di aspirazione con circuito canister integrato per un motore a combustione interna sovralimentato |
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- 2005-09-19 FR FR0509532A patent/FR2891022B1/fr active Active
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| Publication number | Publication date |
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