FR2892154A1

FR2892154A1 - Motor vehicle engine with Exhaust Gas Recycling (EGR) system has Y-shaped connector between EGR circuit, exhaust pipe and depollution unit outlet

Info

Publication number: FR2892154A1
Application number: FR0553124A
Authority: FR
Inventors: Said Soltani
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2005-10-14
Publication date: 2007-04-20

Abstract

The engine assembly (10), comprising an internal combustion engine (12) with a compressor (14), an exhaust gas depollution unit (30) and an EGR circuit (32), has a Y-shaped connector (40) between the EGR pipe (36), the downstream end (24C) of the exhaust pipe and the outlet (OS) of the depollution unit. The connector has a lower branch (42) for stabilising exhaust gases with its inlet end connected to the depollution unit outlet and its outlets (44, 46) connected respectively to the upper branch (44) of the EGR pipe and the downstream end of the exhaust pipe.

Description

"Groupe motopropulseur comportant des moyens pour optimiser la"Powertrain with means to optimize the

recirculation des gaz d'échappement" La présente invention concerne un groupe motopropulseur comportant des moyens pour optimiser la recirculation des gaz 5 d'échappement du moteur à combustion interne. La présente invention concerne plus particulièrement un groupe motopropulseur, notamment pour un véhicule automobile, comportant un moteur à combustion interne comportant au moins un compresseur qui est agencé dans un conduit d'admission en io amont du collecteur d'admission du circuit d'admission et entraîné en rotation par une turbine qui est agencée dans un conduit d'échappement en aval du collecteur d'échappement du circuit d'échappement. Les moteurs à combustion interne produisent et émettent is dans les gaz d'échappement des substances polluantes toxiques, en particulier des oxydes d'azote ou NOx et des particules de suies. Or, les normes antipollution applicables aux véhicules automobiles imposent aux constructeurs des quantités maximales 20 de substances polluantes rejetées dans l'atmosphère qui doivent être de plus en plus faibles. C'est la raison pour laquelle l'utilisation d'un dispositif de dépollution des gaz d'échappement, tel qu'un filtre à particules, en aval du moteur pour éliminer des gaz d'échappement les 25 particules de suie produites lors de la combustion, est devenue presque incontournable. Un tel dispositif de dépollution des gaz d'échappement est donc agencé dans la partie du conduit d'échappement qui est située en aval de la turbine et il comporte respectivement au 30 moins un orifice d'entrée OE et un orifice de sortie OS. Pour la même raison, la recirculation des gaz d'échappement, encore appelée EGR pour "Exhaust Gas Recirculation" en terminologie anglaise, constitue une autre des solutions connues qui s'est généralisée et qui est mise en ceuvre seule ou en combinaison avec un dispositif de dépollution des gaz d'échappement pour réduire les rejets et satisfaire aux normes antipollution. De manière connue, la recirculation des gaz d'échappement consiste à injecter une partie des gaz brûlés dans la chambre de combustion de cylindre par l'intermédiaire d'un circuit, dit de recirculation. Un tel circuit de recirculation des gaz d'échappement comporte généralement au moins un moyen de régulation io commandé, tel qu'une vanne, apte à contrôler la recirculation d'au moins une partie des gaz d'échappement vers le moteur par l'intermédiaire d'au moins un conduit de recirculation qui est raccordé en dérivation entre le conduit d'échappement et le conduit d'admission. is On distingue principalement dans l'état de la technique deux conceptions de circuit de recirculation des gaz d'échappement en fonction notamment de l'agencement du conduit de recirculation dans le moteur à combustion interne suralimenté. 20 Selon une première conception connue, le circuit de recirculation est du type dit "haute pression" lorsque le piquage d'entrée du conduit de recirculation sur le conduit d'échappement est réalisé en amont de la turbine et le raccordement de la sortie dans le conduit d'admission est en aval du compresseur. 25 Un tel circuit de recirculation présente cependant des inconvénients. En effet, le taux de recirculation des gaz d'échappement ou taux d'EGR est insuffisant à bas régimes (ou faibles charges) du fait notamment du débit d'air relativement faible à l'admission et de la capacité du compresseur qui est 30 limitée par le phénomène de pompage. Au contraire, à hauts régimes (ou fortes charges), le taux d'EGR est important mais préjudiciable car en diminuant le débit des gaz d'échappement traversant la turbine, il limite corrélativement la charge maximale pouvant être fournie à l'admission par le compresseur puisque le compresseur est directement entraîné par la turbine. Selon une deuxième conception connue, le circuit de recirculation est du type dit "basse pression" lorsque le piquage d'entrée du conduit de recirculation sur le conduit d'échappement est réalisé en aval de la turbine et le raccordement de la sortie dans le conduit d'admission est en amont du compresseur. Un tel circuit de recirculation basse pression permet de résoudre les inconvénients précités des circuits du type haute io pression tels que le phénomène de pompage ou la limitation de charge maximale à l'admission. En effet, le piquage du conduit de recirculation étant réalisé en aval de la turbine, le débit des gaz d'échappement traversant la turbine est toujours maximal quel que soit le régime is et le débit des gaz est sensiblement constant lorsque le taux d'EGR augmente de sorte que le point de fonctionnement obtenu s'éloigne des valeurs limites de pompage. Toutefois, les gaz d'échappement comportent des particules de suies qui sont susceptibles de provoquer des 20 problèmes d'encrassement et de corrosion, en particulier de la vanne EGR, du compresseur et du refroidisseur d'air de suralimentation. Le piquage du conduit de recirculation est donc généralement réalisé en aval d'un dispositif de dépollution, tel 25 qu'un filtre à particules, qui est agencé dans le conduit d'échappement en aval de la turbine. Cependant, les circuits de recirculation basse pression présentent d'autres inconvénients, à savoir principalement le fait que le taux d'EGR obtenu est inférieur à ceux des circuits haute 30 pression. En effet, dans un circuit basse pression, la différence entre la pression en sortie du dispositif de dépollution et la pression en entrée du compresseur est plus faible que la différence entre la pression en amont de la turbine et la pression à l'admission d'un circuit haute pression. Les solutions connues de l'état de la technique pour résoudre ce problème ne donnent pas satisfaction. The present invention relates to a powertrain comprising means for optimizing the recirculation of the exhaust gases of the internal combustion engine .The present invention relates more particularly to a powertrain, particularly for a motor vehicle, comprising an internal combustion engine having at least one compressor which is arranged in an intake duct upstream of the inlet manifold of the intake circuit and rotated by a turbine which is arranged in a downstream exhaust duct Exhaust system exhaust manifold Internal combustion engines produce and emit toxic pollutants in the exhaust gases, in particular nitrogen oxides or NOx and soot particles. anti-pollution measures for motor vehicles impose on manufacturers maximum quantities of 20 pollutants less and more likely to be released into the atmosphere. For this reason, the use of an exhaust gas cleaning device, such as a particulate filter, downstream of the engine to remove exhaust gases from the soot particles produced during the combustion, has become almost inevitable. Such an exhaust gas depollution device is thus arranged in the part of the exhaust duct which is located downstream of the turbine and comprises respectively at least one inlet port OE and one outlet orifice OS. For the same reason, exhaust gas recirculation, also called EGR for "Exhaust Gas Recirculation" in English terminology, is another of the known solutions that has become widespread and which is implemented alone or in combination with a device. exhaust gas pollution control to reduce emissions and meet emission standards. In known manner, the exhaust gas recirculation consists of injecting a portion of the flue gases into the cylinder combustion chamber via a so-called recirculation circuit. Such an exhaust gas recirculation circuit generally comprises at least one controlled regulation means, such as a valve, able to control the recirculation of at least a portion of the exhaust gases to the engine via at least one recirculation duct which is connected in shunt between the exhaust duct and the intake duct. In the state of the art, two embodiments of the exhaust gas recirculation circuit are mainly distinguished according to the arrangement of the recirculation duct in the supercharged internal combustion engine. According to a first known design, the recirculation circuit is of the so-called "high pressure" type when the inlet tap of the recirculation duct on the exhaust duct is made upstream of the turbine and the connection of the outlet in the intake duct is downstream of the compressor. Such a recirculation circuit, however, has disadvantages. Indeed, the recirculation rate of the exhaust gas or EGR rate is insufficient at low speeds (or low loads) due in particular to the relatively low air flow at the intake and the capacity of the compressor which is 30 limited by the phenomenon of pumping. On the contrary, at high speeds (or heavy loads), the EGR rate is important but detrimental because by decreasing the flow rate of the exhaust gas passing through the turbine, it correlatively limits the maximum load that can be supplied to the intake by the engine. compressor since the compressor is directly driven by the turbine. According to a second known design, the recirculation circuit is of the so-called "low pressure" type when the inlet tap of the recirculation duct on the exhaust duct is made downstream of the turbine and the connection of the outlet in the duct intake is upstream of the compressor. Such a low-pressure recirculation circuit makes it possible to solve the aforementioned drawbacks of the high-pressure type circuits such as the pumping phenomenon or the maximum load limit on admission. Indeed, the tapping of the recirculation duct being carried out downstream of the turbine, the flow rate of the exhaust gas passing through the turbine is always maximum regardless of the speed is and the flow rate of the gas is substantially constant when the EGR rate increases so that the operating point obtained moves away from the pumping limit values. However, the exhaust gases include soot particles which are likely to cause fouling and corrosion problems, in particular of the EGR valve, the compressor and the charge air cooler. The tapping of the recirculation duct is therefore generally performed downstream of a pollution control device, such as a particulate filter, which is arranged in the exhaust duct downstream of the turbine. However, the low pressure recirculation circuits have other disadvantages, namely mainly the fact that the obtained EGR rate is lower than that of the high pressure circuits. Indeed, in a low pressure circuit, the difference between the outlet pressure of the pollution control device and the compressor inlet pressure is lower than the difference between the upstream pressure of the turbine and the inlet pressure of the compressor. a high pressure circuit. Known solutions of the state of the art to solve this problem are unsatisfactory.

On a par exemple proposé d'augmenter la perméabilité du circuit de recirculation en augmentant la section du conduit de recirculation, mais la mise en ceuvre d'une telle solution est rendue particulièrement difficile du fait de la compacité toujours plus grande nécessaire à l'implantation du moteur dans le véhicule. On a aussi proposé de réaliser un vannage à l'échappement en aval du point de raccordement du conduit de recirculation sur le conduit d'échappement de manière à augmenter la contre-pression d'échappement pour favoriser la is circulation des gaz d'échappement en recirculation en optimisant la différence de pression. Une telle solution présente toutefois des inconvénients au nombre desquels figure notamment l'augmentation des différences de pression dans le moteur et de la consommation de 20 carburant. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et particulièrement d'optimiser l'écoulement du flux de gaz d'échappement à la sortie du dispositif de dépollution pour favoriser la recirculation et limiter le phénomène de contrepression(s) à l'échappement dans un circuit de recirculation du type basse pression. Dans ce but, l'invention propose un groupe motopropulseur, notamment pour un véhicule automobile, comportant un moteur à combustion interne, un dispositif de 30 dépollution, du type décrit précédemment, et comportant un circuit de recirculation des gaz d'échappement comportant au moins un moyen de régulation commandé pour contrôler la recirculation d'au moins une partie des gaz d'échappement vers le moteur par l'intermédiaire d'au moins un conduit de recirculation qui est raccordé en dérivation sur la partie du conduit d'échappement s'étendant en aval de l'orifice de sortie du dispositif de dépollution de manière à réaliser un circuit de recirculation des gaz d'échappement de type basse pression, caractérisé en ce que s le raccordement du conduit de recirculation et de la partie aval du conduit d'échappement avec l'orifice de sortie du dispositif de dépollution est réalisé par l'intermédiaire d'un raccord conformé en Y comportant une branche inférieure, dite de stabilisation des gaz d'échappement, qui est reliée en entrée à l'orifice de io sortie et en sortie respectivement à une première branche supérieure, dite de recirculation, dont la sortie est reliée au conduit de recirculation et à une deuxième branche supérieure, dite d'échappement, dont la sortie est reliée à la partie aval du conduit d'échappement, la branche inférieure de stabilisation des is gaz d'échappement s'étendant sur au moins une longueur déterminée de manière à réduire les perturbations dans l'écoulement des gaz d'échappement sortant du dispositif de dépollution et les pertes de charges en entrée du conduit de recirculation. 20 Avantageusement, les paramètres géométriques du raccord selon l'invention sont susceptibles d'être optimisés pour une application donnée en fonction du taux d'EGR souhaité pour les différents points de fonctionnement du moteur. Grâce à l'invention, on peut avantageusement limiter 25 l'utilisation de moyens commandés de vannage à l'échappement. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - la branche inférieure de stabilisation se raccorde respectivement à la première branche supérieure de recirculation par l'intermédiaire d'une première zone de raccordement 30 présentant un premier rayon de raccordement déterminé et à la deuxième branche supérieure d'échappement par l'intermédiaire d'une deuxième zone de raccordement présentant un deuxième rayon de raccordement déterminé, les valeurs des premier et deuxième rayons de raccordement étant déterminées de manière à limiter les pertes de charge dans le raccord ; -la première branche supérieure de recirculation se raccorde à la troisième branche supérieure d'échappement par l'intermédiaire d'une troisième zone de raccordement présentant un troisième rayon de raccordement déterminé ; - la valeur de l'aire de la section de la première branche supérieure de recirculation est inférieure ou égale à la valeur de l'aire de la section de la deuxième branche supérieure io d'échappement de manière à favoriser l'écoulement des gaz d'échappement vers la première branche supérieure de recirculation et le conduit de recirculation ; - la branche inférieure de stabilisation des gaz d'échappement s'étendant suivant un axe principal, la première is branche supérieure de recirculation s'étendant suivant un axe principal et la deuxième branche supérieure d'échappement s'étendant suivant un axe principal, au moins l'un des axes principaux est rectiligne ; - la branche inférieure de stabilisation des gaz 20 d'échappement s'étendant suivant un axe principal, la première branche supérieure de recirculation s'étendant suivant un axe principal et la deuxième branche supérieure d'échappement s'étendant suivant un axe principal, au moins l'un des axes principaux est curviligne ; 25 - l'intersection de l'axe principal de la branche inférieure de stabilisation du raccord avec l'axe principal de la première branche supérieure de recirculation détermine un premier angle aigu de manière qu'au moins une partie du flux des gaz d'échappement sortant du dispositif de dépollution subisse une 30 déviation vers la première branche supérieure de recirculation dont la valeur soit inférieure ou égale à 90 ; - l'intersection de l'axe principal de la branche inférieure de stabilisation du raccord avec l'axe principal de la deuxième branche supérieure d'échappement détermine un deuxième angle aigu de manière qu'au moins une partie du flux des gaz d'échappement sortant du dispositif de dépollution subisse une déviation vers la deuxième branche supérieure d'échappement dont la valeur soit inférieure ou égale à 90 ; - la valeur du premier angle est inférieure ou égale à la valeur du deuxième angle de manière à favoriser l'écoulement des gaz d'échappement de la branche inférieure de stabilisation vers la première branche supérieure de recirculation et le conduit de recirculation ; io - la valeur du premier angle est déterminée de manière que l'axe principal de la première branche supérieure de recirculation soit coaxial à l'axe principal du dispositif de dépollution pour limiter la perte d'énergie cinétique des gaz d'échappement en recirculation dans le conduit de recirculation ; 15 - la partie aval du conduit d'échappement comporte des moyens commandés susceptibles d'obturer tout ou partie du conduit d'échappement de manière à augmenter la contre-pression d'échappement dans le conduit d'échappement et à favoriser la recirculation des gaz d'échappement dans le conduit 20 de recirculation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : 25 - la figure 1 représente schématiquement un groupe motopropulseur comportant un conduit de recirculation dont le raccordement au conduit d'échappement du moteur est réalisé par l'intermédiaire d'un raccord en "Y" selon l'invention ; - la figure 2 représente une vue en coupe illustrant en 30 détail un premier exemple de réalisation d'un raccord en "Y" selon l'invention ; - la figure 3 représente une vue en coupe illustrant en détail un deuxième exemple de réalisation d'un raccord en "Y" selon l'invention. For example, it has been proposed to increase the permeability of the recirculation circuit by increasing the section of the recirculation duct, but the implementation of such a solution is made particularly difficult because of the ever greater compactness necessary for implantation. of the engine in the vehicle. It has also been proposed to carry out an escape valve downstream from the point of connection of the recirculation duct to the exhaust duct so as to increase the exhaust back-pressure in order to promote the circulation of the exhaust gases. recirculation by optimizing the pressure difference. Such a solution, however, has disadvantages among which include in particular the increase in the pressure differences in the engine and the fuel consumption. The object of the invention is to remedy these drawbacks and particularly to optimize the flow of the exhaust gas stream at the outlet of the depollution device to promote recirculation and to limit the phenomenon of counterpressure (s) in the exhaust. in a recirculation circuit of the low pressure type. For this purpose, the invention proposes a powertrain, particularly for a motor vehicle, comprising an internal combustion engine, a depollution device, of the type described above, and comprising an exhaust gas recirculation circuit comprising at least controlled control means for controlling the recirculation of at least a portion of the exhaust gas to the engine via at least one recirculation duct which is connected in shunt to the portion of the exhaust duct extending downstream of the outlet of the depollution device so as to provide a low-pressure type exhaust gas recirculation circuit, characterized in that the connection of the recirculation duct and the downstream portion of the duct exhaust with the outlet of the depollution device is made via a Y-shaped connector having a lower branch , said exhaust gas stabilization, which is connected at the inlet to the outlet orifice and at the output respectively to a first upper branch, called recirculation, the output of which is connected to the recirculation duct and to a second branch said outlet, whose output is connected to the downstream portion of the exhaust duct, the lower stabilizing branch of the exhaust gas extending over at least a predetermined length so as to reduce disturbances in the exhaust duct; flow of the exhaust gas leaving the pollution control device and the pressure losses at the inlet of the recirculation duct. Advantageously, the geometrical parameters of the coupling according to the invention are capable of being optimized for a given application as a function of the desired EGR ratio for the different points of operation of the engine. Thanks to the invention, it is advantageous to limit the use of controlled throttle means to the exhaust. According to other characteristics of the invention: the lower stabilization branch is connected respectively to the first upper recirculation branch via a first connection zone 30 having a first determined connection radius and to the second branch upper exhaust via a second connecting zone having a second connection radius determined, the values of the first and second connecting radii being determined so as to limit the pressure drops in the connection; the first upper recirculation branch connects to the third upper exhaust branch via a third connection zone having a determined third connection radius; the value of the area of the section of the first upper recirculation branch is less than or equal to the value of the area of the section of the second upper exhaust branch so as to promote the flow of the exhaust gases; exhaust to the first recirculating upper branch and the recirculation duct; the lower exhaust gas stabilization branch extending along a main axis, the first recirculating upper branch extending along a main axis and the second upper exhaust branch extending along a main axis, least one of the main axes is rectilinear; the lower branch for stabilizing the exhaust gases extending along a main axis, the first upper recirculation branch extending along a main axis and the second upper exhaust branch extending along a main axis, least one of the main axes is curvilinear; The intersection of the main axis of the lower stabilization branch of the connection with the main axis of the first upper recirculation branch determines a first acute angle so that at least a part of the flow of the exhaust gases leaving the pollution control device undergoes a deflection to the first upper recirculation branch whose value is less than or equal to 90; the intersection of the main axis of the lower stabilization branch of the connection with the main axis of the second upper exhaust branch determines a second acute angle so that at least a part of the exhaust gas flow leaving the pollution control device undergoes a deflection towards the second upper exhaust branch whose value is less than or equal to 90; the value of the first angle is less than or equal to the value of the second angle so as to promote the flow of the exhaust gases from the lower stabilization branch to the first upper recirculation branch and the recirculation duct; the value of the first angle is determined in such a way that the main axis of the first upper recirculation branch is coaxial with the main axis of the depollution device in order to limit the kinetic energy loss of the recirculating exhaust gases; the recirculation duct; The downstream portion of the exhaust duct comprises controlled means capable of closing off all or part of the exhaust duct so as to increase the exhaust back pressure in the exhaust duct and to promote the recirculation of the gases; exhaust in the recirculation conduit 20. Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which: FIG. 1 schematically represents a powertrain comprising a recirculation duct of which the connection to the exhaust duct of the engine is achieved by means of a "Y" connection according to the invention; FIG. 2 is a sectional view illustrating in detail a first embodiment of a "Y" connection according to the invention; - Figure 3 shows a sectional view illustrating in detail a second embodiment of a "Y" connection according to the invention.

De plus, les éléments identiques, similaires ou analogues de l'invention seront désignés par les mêmes chiffres de référence. Dans la description et les revendications, on utilisera à titre non limitatif les expressions, telles que "supérieure" et "inférieure", "amont" et "aval" en référence aux figures et définitions données dans la description. Ainsi, les expressions "amont" et "aval" sont déterminées par le sens de circulation de l'air frais et/ou des gaz io d'échappement de l'admission vers l'échappement du moteur. On a représenté schématiquement à la figure 1, un groupe motopropulseur 10 pour un véhicule automobile. Le groupe motopropulseur 10 comporte un moteur 12 à combustion interne suralimenté comportant un compresseur 14 is qui est agencé dans un conduit d'admission 16 en amont du collecteur d'admission 18 du circuit d'admission 20 et qui est entraîné en rotation par une turbine 22 qui est agencée dans un conduit d'échappement 24 en aval du collecteur d'échappement 26 du circuit d'échappement 28. 20 Le conduit d'admission 16 comporte respectivement une partie amont 16A s'étendant depuis l'entrée du conduit d'admission 16 jusqu'au compresseur 14 et une partie aval 16B s'étendant du compresseur 14 jusqu'aux cylindres du moteur 12. Avantageusement, la partie aval 16B du conduit 25 d'admission 16 comporte un refroidisseur d'air de suralimentation (non représenté). Le groupe motopropulseur 10 comporte de préférence un dispositif 30 de dépollution des gaz d'échappement qui est agencé dans le conduit d'échappement 24 en aval de la turbine 30 22 et qui comporte un orifice d'entrée OE et un orifice de sortie OS. Avantageusement, le dispositif 30 de dépollution des gaz d'échappement est par exemple constitué par un catalyseur et/ou un filtre à particules, et/ou un absorbeur d'oxydes d'azote (Nox). In addition, identical, similar or analogous elements of the invention will be designated by the same reference numerals. In the description and the claims, expressions such as "upper" and "lower", "upstream" and "downstream" will be used in a nonlimiting manner with reference to the figures and definitions given in the description. Thus, the terms "upstream" and "downstream" are determined by the flow direction of fresh air and / or exhaust gases from the intake to the engine exhaust. FIG. 1 shows schematically a power unit 10 for a motor vehicle. The power train 10 comprises a supercharged internal combustion engine 12 comprising a compressor 14 is arranged in an intake duct 16 upstream of the intake manifold 18 of the intake circuit 20 and which is rotated by a turbine 22 which is arranged in an exhaust duct 24 downstream of the exhaust manifold 26 of the exhaust circuit 28. The intake duct 16 respectively comprises an upstream portion 16A extending from the inlet of the duct. intake 16 to the compressor 14 and a downstream portion 16B extending from the compressor 14 to the cylinders of the engine 12. Advantageously, the downstream portion 16B of the intake duct 16 comprises a charge air cooler (not shown ). The power train 10 preferably includes an exhaust gas cleaning device 30 which is arranged in the exhaust duct 24 downstream of the turbine 22 and which has an inlet port OE and an outlet port OS. Advantageously, the exhaust gas depollution device 30 is for example constituted by a catalyst and / or a particulate filter, and / or a nitrogen oxide absorber (NOx).

Le conduit d'échappement 24 comporte respectivement une partie amont 24A s'étendant des cylindres du moteur 12 jusqu'à la turbine 22, une partie intermédiaire 24B comprise entre la turbine 22 et le dispositif de dépollution 30 et une partie aval 24C s'étendant du dispositif de dépollution 30 jusqu'à la sortie du conduit d'échappement 24. Le groupe motopropulseur 10 comporte un circuit de recirculation des gaz d'échappement 32 comportant au moins un moyen de régulation 34 commandé pour contrôler la recirculation io d'au moins une partie des gaz d'échappement vers le moteur 12 par l'intermédiaire d'au moins un conduit de recirculation 36 qui est raccordé en dérivation sur la partie 24C du conduit d'échappement 24 s'étendant en aval de l'orifice de sortie OS du dispositif de dépollution 30 de manière à réaliser un circuit de 15 recirculation des gaz d'échappement 32 de type basse pression. De manière connue, le moyen de régulation 34 commandé pour contrôler la recirculation d'au moins une partie des gaz d'échappement vers le moteur 12 est par exemple constituée par une vanne, dite vanne EGR, qui peut être agencée à l'entrée ou à 20 la sortie du conduit de recirculation 36. Conformément à l'invention, le raccordement du conduit de recirculation 36 et de la partie aval 24C du conduit d'échappement 24 avec l'orifice de sortie OS du dispositif de dépollution 30 est réalisé par l'intermédiaire d'un raccord 40 25 conformé en Y comportant une branche inférieure 42, dite de stabilisation des gaz d'échappement, qui est reliée en entrée à l'orifice de sortie OS et en sortie respectivement à une première branche supérieure 44, dite de recirculation, dont la sortie est reliée au conduit de recirculation 36 et à une deuxième branche 30 supérieure 46, dite d'échappement, dont la sortie est reliée à la partie aval 24C du conduit d'échappement 24. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la branche inférieure 42 de stabilisation des gaz d'échappement s'étend sur au moins une longueur L qui est l0 déterminée de manière à réduire les perturbations dans l'écoulement des gaz d'échappement sortant du dispositif de dépollution 30 et les pertes de charges en entrée du conduit de recirculation 36. The exhaust duct 24 respectively comprises an upstream portion 24A extending from the cylinders of the engine 12 to the turbine 22, an intermediate portion 24B between the turbine 22 and the pollution control device 30 and a downstream portion 24C extending from the depollution device 30 to the outlet of the exhaust duct 24. The powertrain 10 comprises an exhaust gas recirculation circuit 32 comprising at least one control means 34 controlled to control the recirculation io of at least a portion of the exhaust gas to the engine 12 via at least one recirculation duct 36 which is connected in branch on the portion 24C of the exhaust duct 24 extending downstream of the outlet orifice OS of the depollution device 30 so as to achieve a low pressure type exhaust gas recirculation circuit 32. In known manner, the control means 34 controlled to control the recirculation of at least a portion of the exhaust gas to the engine 12 is for example constituted by a valve, called EGR valve, which can be arranged at the inlet or at the outlet of the recirculation duct 36. In accordance with the invention, the connection of the recirculation duct 36 and the downstream part 24C of the exhaust duct 24 with the outlet orifice OS of the depollution device 30 is carried out by via a Y-shaped connector 40 having a lower exhaust gas stabilization branch 42, which is connected at the inlet to the outlet orifice OS and at the outlet respectively to a first upper branch 44, said recirculation, the output of which is connected to the recirculation duct 36 and to a second upper branch 46, referred to as exhaust, the outlet of which is connected to the downstream part 24C of the exhaust duct 24. According to a particularly advantageous characteristic of the invention, the lower exhaust gas stabilization branch 42 extends over at least one length L which is determined to reduce disturbances in the outgoing exhaust gas flow. the depollution device 30 and the pressure losses at the inlet of the recirculation duct 36.

On a représenté sur les figures 2 et 3 le sens de circulation d'amont en aval des gaz d'échappement par des flèches. La figure 2 représente en détail un premier exemple de réalisation d'un raccord 40 en Y selon l'invention. La branche inférieure 42 de stabilisation se raccorde d'une io part à la première branche supérieure 44 de recirculation par l'intermédiaire d'une première zone de raccordement 48 présentant un premier rayon de raccordement R1 déterminé et, d'autre part, à la deuxième branche supérieure 46 d'échappement par l'intermédiaire d'une deuxième zone de raccordement 50 is présentant un deuxième rayon de raccordement R2 déterminé. Les gaz d'échappement sortant du dispositif de dépollution 30 parcourent sur une longueur L la branche inférieure 42 de stabilisation, la valeur de longueur L étant notamment déterminée en fonction de l'aire de la section S de la branche inférieure 42 20 pour obtenir une stabilisation optimale des gaz avant leur déviation vers la première 44 branche supérieure et la deuxième 46 branche supérieure. La branche inférieure 42 de stabilisation s'étend suivant un axe principal AO supérieur, la première branche supérieure 44 de 25 recirculation s'étendant suivant un axe principal Al supérieur de recirculation et la deuxième branche supérieure 46 d'échappement s'étendant suivant un axe principal A2 supérieur d'échappement. Avantageusement, au moins l'un des axes principaux A0, 30 Al, A2 est rectiligne et/ou au moins l'un des axes principaux A0, Al, A2 est curviligne. Dans le premier exemple de réalisation, les axes principaux A0, Al et A2 sont rectilignes. FIGS. 2 and 3 show the flow direction from upstream to downstream of the exhaust gases by arrows. Figure 2 shows in detail a first embodiment of a connector 40 Y according to the invention. The lower stabilization branch 42 is connected to the first upper branch 44 of recirculation via a first connection zone 48 having a first connection radius R 1 determined and secondly to the second upper branch 46 exhaust through a second connecting zone 50 is having a second connecting radius R2 determined. The exhaust gas exiting the depollution device 30 travels along a length L the lower stabilization branch 42, the value of length L being in particular determined as a function of the area of the section S of the lower branch 42 to obtain a optimal stabilization of the gases before their deflection towards the first 44 upper branch and the second 46 upper branch. The lower stabilization branch 42 extends along an upper main axis AO, the first upper recirculation branch 44 extending along a main recirculation upper axis Al and the second upper exhaust branch extending along an axis main A2 exhaust. Advantageously, at least one of the main axes A0, Al, A2 is rectilinear and / or at least one of the main axes A0, A1, A2 is curvilinear. In the first embodiment, the main axes A0, A1 and A2 are rectilinear.

L'axe principal AO de la branche inférieure 42 de stabilisation est ainsi rectiligne et avantageusement coaxial avec l'axe principal X du dispositif de dépollution 30 qui est aligné avec les orifices d'entrée OE et de sortie OS. The main axis AO of the lower stabilization branch 42 is thus rectilinear and advantageously coaxial with the main axis X of the depollution device 30 which is aligned with the inlet ports OE and exit OS.

La première branche supérieure 44 de recirculation et la deuxième branche supérieure 46 d'échappement s'étendent respectivement suivant des axes principaux Al et A2 qui sont rectilignes. Les premier et second rayons de raccordement R1, R2 io déterminent ainsi la courbure de la paroi interne du raccord 40 suivie par l'écoulement des gaz d'échappement dans les zones de raccordement 48, 50 des branches 42, 44 et 46 rectilignes du raccord 40. De préférence, la première branche supérieure 44 de 15 recirculation se raccorde à la troisième branche supérieure 46 d'échappement par l'intermédiaire d'une troisième zone de raccordement 52 présentant un troisième rayon de raccordement R3 déterminé. Le troisième rayon de raccordement R3 détermine ainsi la 20 courbure de la paroi interne du raccord 40 entre la première branche 44 et la deuxième branche 46, c'est à dire la partie du raccord 40 qui divise le flux des gaz d'échappement en sortie de la branche inférieure de stabilisation 42 pour le dévier l'écoulement vers la première branche supérieure 44 de recircu- 25 lation ou la deuxième branche supérieure 46 d'échappement. Avantageusement, la troisième zone de raccordement 52 est ici alignée sur l'axe principal AO de la branche inférieure 42 de stabilisation et l'axe principal X du dispositif de dépollution 30. La valeur de longueur L correspond sensiblement à la 30 longueur de la branche inférieure 42, c'est-à-dire ici suivant l'axe AO à la distance comprise entre l'orifice de sortie OS et la troisième zone de raccordement 52. The first upper branch 44 recirculation and the second upper branch 46 exhaust respectively extend along main axes A1 and A2 which are straight. The first and second connecting radii R1, R2 thus determine the curvature of the internal wall of the connection 40 followed by the flow of the exhaust gases in the connection zones 48, 50 of the straight branches 42, 44 and 46 of the coupling 40. Preferably, the first upper branch 44 of recirculation is connected to the third upper branch 46 of exhaust via a third connection zone 52 having a third connection radius R3 determined. The third connecting radius R3 thus determines the curvature of the inner wall of the connector 40 between the first branch 44 and the second branch 46, that is to say the part of the connection 40 which divides the flow of the exhaust gases at the outlet lower stabilizer branch 42 to deflect the flow to the first recirculating upper branch 44 or the second exhaust upper branch 46. Advantageously, the third connection zone 52 is here aligned with the main axis AO of the lower stabilization branch 42 and the main axis X of the depollution device 30. The value of length L substantially corresponds to the length of the branch lower 42, that is to say here along the axis AO at the distance between the outlet port OS and the third connection zone 52.

En variante, la troisième zone de raccordement 52 présente un profil non curviligne, tel qu'un profil en V dont la pointe est orientée vers l'amont. Avantageusement, les valeurs des premier, deuxième et troisième rayons de raccordement R1, R2, et R3 sont déterminées de manière à limiter les pertes de charge dans le raccord 40 et à favoriser en particulier l'écoulement du flux des gaz d'échappement recirculés. Avantageusement, la valeur de l'aire de la section S1 de la io première branche supérieure 44 de recirculation est inférieure ou égale à la valeur de l'aire de la section S2 de la deuxième branche supérieure 46 d'échappement de manière à favoriser l'écoulement des gaz d'échappement vers la première branche supérieure 44 de recirculation et le conduit de recirculation 36. is L'intersection de l'axe principal AO de la branche inférieure de stabilisation 42 du raccord 40 avec l'axe principal Al de la première branche supérieure 44 de recirculation détermine un premier angle aigu (a1). La valeur du premier angle (a1) est déterminée de manière 20 qu'au moins une partie du flux des gaz d'échappement sortant par l'orifice de sortie OS du dispositif de dépollution 30 subisse, après avoir parcouru la branche inférieure de stabilisation 42 de longueur L, une déviation vers la première branche supérieure 44 de recirculation dont la valeur soit inférieure ou égale à 90 . 25 L'intersection de l'axe principal AO de la branche inférieure de stabilisation 42 du raccord 40 avec l'axe principal A2 de la deuxième branche supérieure 46 d'échappement détermine un deuxième angle aigu (a2). La valeur du deuxième angle (a2) est déterminée de 30 manière qu'au moins une partie du flux des gaz d'échappement sortant du dispositif de dépollution 30 subisse une déviation vers la deuxième branche supérieure 46 d'échappement dont la valeur soit inférieure ou égale à 90 . As a variant, the third connection zone 52 has a non-curvilinear profile, such as a V-shaped profile whose tip is oriented upstream. Advantageously, the values of the first, second and third connecting radii R1, R2, and R3 are determined so as to limit the pressure drops in the connection 40 and to promote in particular the flow of the recirculated exhaust gas flow. Advantageously, the value of the area of the section S1 of the first upper leg 44 recirculation is less than or equal to the value of the area of the section S2 of the second upper branch 46 of exhaust so as to promote the flow of the exhaust gas to the first recirculation upper branch 44 and the recirculation duct 36. is the intersection of the main axis AO of the lower stabilization branch 42 of the coupling 40 with the main axis Al of the first upper branch 44 recirculation determines a first acute angle (a1). The value of the first angle (a1) is determined so that at least a portion of the flow of the exhaust gas exiting the exit orifice OS of the depollution device 30 undergoes, after having traversed the lower stabilization branch 42 of length L, a deflection to the first upper branch 44 recirculation whose value is less than or equal to 90. The intersection of the main axis AO of the lower stabilization branch 42 of the connector 40 with the main axis A2 of the second upper exhaust branch 46 determines a second acute angle (a2). The value of the second angle (a2) is determined such that at least a portion of the flow of the exhaust gas exiting the pollution control device 30 is deflected to the second exhaust upper branch 46 whose value is lower or equal to 90.

Avantageusement, la valeur du deuxième angle (a2) est déterminée en fonction de la valeur du premier angle (a1) et d'autres paramètres tels que les aires des sections S, S1 et S2. De préférence, la valeur du premier angle (a1) est inférieure ou égale à la valeur du deuxième angle (a2) de manière à favoriser l'écoulement des gaz d'échappement de la branche inférieure de stabilisation 42 vers la première branche supérieure 44 de recirculation et le conduit de recirculation 36. La valeur du premier angle (a1) et du deuxième angle (a2) est donc comprise entre 0 et 90 , de préférence entre 30 et 60 . Dans le premier mode de réalisation illustré à la figure 2, les angles (a1) et (a2) sont égaux de sorte que la troisième zone de raccordement 52 soit globalement alignée avec la branche inférieure de stabilisation 42 rectiligne et l'orifice de sortie OS du is dispositif de dépollution 30. La valeur de l'aire de la section S1 de la première branche supérieure 44 de recirculation est ici sensiblement égale à la valeur de l'aire de la section S2 de la deuxième branche supérieure 46 d'échappement. 20 La figure 3 représente un deuxième exemple de réalisation d'un raccord 40 en Y selon l'invention qui sera décrit ci-après par comparaison avec le premier exemple de réalisation du raccord de la figure 2. La branche inférieure 42 de stabilisation des gaz 25 d'échappement s'étend sur une longueur L déterminée, de l'orifice de sortie OS jusqu'à la jonction de la branche inférieure 42 avec la première branche supérieure 44 de recirculation et suivant un axe principal AO qui est curviligne. L'axe principal Al de la première branche supérieure 44 de 30 recirculation est rectiligne et l'axe principal A2 de la deuxième branche supérieure 46 d'échappement du raccord 40 est curviligne, comme l'axe principal AO de la branche inférieure de stabilisation 42, avec lequel l'axe principal A2 est coaxial et confondu. Advantageously, the value of the second angle (a2) is determined as a function of the value of the first angle (a1) and other parameters such as the areas of the sections S, S1 and S2. Preferably, the value of the first angle (a1) is less than or equal to the value of the second angle (a2) so as to promote the flow of the exhaust from the lower stabilization branch 42 to the first upper branch 44 of recirculation and the recirculation duct 36. The value of the first angle (a1) and the second angle (a2) is therefore between 0 and 90, preferably between 30 and 60. In the first embodiment illustrated in FIG. 2, the angles (a1) and (a2) are equal so that the third connection zone 52 is generally aligned with the lower straight stabilization branch 42 and the exit orifice OS The value of the area of the section S1 of the first upper branch 44 of recirculation is here substantially equal to the value of the area of the section S2 of the second upper branch 46 exhaust. FIG. 3 shows a second embodiment of a Y-connection 40 according to the invention which will be described below by comparison with the first embodiment of the connection of FIG. 2. The lower gas stabilization branch 42 25 exhaust extends over a length L determined, from the outlet port OS to the junction of the lower leg 42 with the first upper branch 44 of recirculation and along a main axis AO which is curvilinear. The main axis Al of the first upper branch 44 of recirculation is rectilinear and the main axis A2 of the second upper branch 46 of the exhaust connection 40 is curvilinear, as the main axis AO of the lower branch stabilization 42 , with which the main axis A2 is coaxial and merged.

La valeur du deuxième angle (a2) est donc égale à zéro. La valeur du premier angle (a1) est déterminée de manière que l'axe principal Al de la première branche supérieure 44 de recirculation soit coaxial à l'axe principal X du dispositif de dépollution 30 afin que les gaz d'échappement ne subissent pas ou peu de déviation après avoir parcourus la branche inférieure de stabilisation 42. La première branche supérieure 44 de recirculation et le conduit de recirculation 36 sont donc alignés avec l'orifice de sortie OS du dispositif de dépollution 30 pour limiter la perte d'énergie cinétique des gaz d'échappement en recirculation vers le moteur 12 par le conduit de recirculation 36. La valeur de l'aire de la section S1 de la première branche supérieure 44 de recirculation est inférieure à la valeur de l'aire is de la section S2 de la deuxième branche supérieure 46 d'échappement. Avantageusement, le raccord 40 selon le deuxième exemple de réalisation permet ainsi de réaliser un coude pour le raccordement de la partie aval 24C du conduit d'échappement 24 20 de manière à faciliter l'implantation du moteur 12 pour certaines applications. En variante, le raccord 40 comporte aussi un tel coude dans la première branche supérieure 44 de recirculation pour le raccordement du conduit de recirculation 36. The value of the second angle (a2) is therefore equal to zero. The value of the first angle (a1) is determined in such a way that the main axis Al of the first upper recirculation branch 44 is coaxial with the main axis X of the depollution device 30 so that the exhaust gases do not undergo or little deflection after having passed through the lower stabilization branch 42. The first upper recirculation branch 44 and the recirculation duct 36 are thus aligned with the outlet orifice OS of the depollution device 30 to limit the kinetic energy loss of the exhaust gas recirculating to the engine 12 through the recirculation duct 36. The value of the area of the section S1 of the first upper branch 44 of recirculation is less than the value of the area is of the section S2 of the second upper branch 46 exhaust. Advantageously, the connection 40 according to the second embodiment thus makes it possible to provide a bend for the connection of the downstream part 24C of the exhaust duct 24 so as to facilitate the implantation of the motor 12 for certain applications. As a variant, the coupling 40 also includes such a bend in the first upper recirculation branch 44 for the connection of the recirculation duct 36.

25 Avantageusement, la partie aval 24C du conduit d'échappement 24 comporte des moyens commandés 54, tel qu'une vanne ou un volet, qui sont susceptibles d'obturer sélectivement tout ou partie du conduit d'échappement 24 de manière à augmenter la contre-pression d'échappement dans le 30 conduit d'échappement 24 et à favoriser ainsi la recirculation des gaz d'échappement dans le conduit de recirculation 36. La présente invention est susceptible d'être mise en ceuvre dans un véhicule automobile quel qu'en soit le type de moteur à combustion interne 12, c'est-à-dire aussi bien un moteur diesel qu'un moteur à essence. Dans le cas d'un moteur diesel, le dispositif de dépollution 30 des gaz d'échappement est composé de préférence d'au moins s un catalyseur et un filtre à particules et éventuellement d'un piège à oxydes d'azote (Nox). Dans le cas d'un moteur essence, le dispositif de dépollution 30 des gaz d'échappement est de préférence formé d'au moins un catalyseur et éventuellement d'un piège à Nox. io Dans ce dernier cas, le piquage des gaz d'échappement recirculés a lieu en sortie du catalyseur. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au moteur à combustion interne représenté et décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif de sorte que l'invention est aussi is susceptible d'être mise en ceuvre dans un moteur suralimenté comportant notamment deux turbocompresseurs dont les turbines fonctionnent en série ou en parallèle.Advantageously, the downstream portion 24C of the exhaust duct 24 comprises controlled means 54, such as a valve or flap, which are capable of selectively closing off all or part of the exhaust duct 24 so as to increase the amount Exhaust pressure in the exhaust duct 24 and thereby promote the recirculation of the exhaust gas in the recirculation duct 36. The present invention is capable of being implemented in a motor vehicle whatever the type of internal combustion engine 12, that is to say, both a diesel engine and a gasoline engine. In the case of a diesel engine, the exhaust gas depollution device 30 is preferably composed of at least one catalyst and a particulate filter and optionally a nitrogen oxide trap (NOx). In the case of a gasoline engine, the exhaust gas depollution device 30 is preferably formed of at least one catalyst and possibly a Nox trap. In the latter case, the stitching of the recirculated exhaust gas takes place at the outlet of the catalyst. Of course, the invention is not limited to the internal combustion engine shown and described solely by way of non-limiting example so that the invention is also likely to be implemented in a supercharged engine comprising in particular two turbochargers whose turbines operate in series or in parallel.

Claims

Powertrain (10), in particular for a motor vehicle, comprising: an internal combustion engine (12) comprising at least one compressor (14) which is arranged in an intake duct (16) upstream of the intake manifold; inlet (18) of the intake circuit (20) and driven in rotation by a turbine (22) which is arranged in an exhaust duct (24) downstream of the exhaust manifold (26) of the exhaust circuit exhaust (28), - an exhaust gas cleaning device (30) arranged in the exhaust duct (24) downstream of the turbine (22) and having an inlet port (0E) and an outlet port (OS) and an exhaust gas recirculation circuit (32) is provided with at least one control means (34) controlled to control the recirculation of at least a portion of the exhaust gases to the motor (12) through at least one recirculation conduit (36) which is branched to the portion (24C) the exhaust duct (24) extending downstream from the outlet (OS) of the pollution control device (30) so as to produce a low pressure type exhaust gas recirculation circuit (32) , characterized in that the connection of the recirculation duct (36) and the downstream part (24C) of the exhaust duct (24) to the outlet (OS) of the decontamination device (30) is carried out by via a y-shaped connector (40) having a lower exhaust gas stabilization lower leg (42) which is connected at the inlet (OS) and at the outlet respectively to a first upper branch (44), said recirculation, whose output is connected to the recirculation duct (36) and a second upper branch (46), said exhaust, whose output is connected to the downstream portion (24C ) of the exhaust duct (24), the lower gas stabilization branch (42) exhaust extending over at least a length (L) determined to reduce disturbances in the flow of exhaust gas leaving the pollution control device (30) and the pressure losses at the inlet of the recirculation duct (36).

2. Power train according to claim 1, characterized in that the lower stabilization branch (42) is connected respectively to the first upper branch (44) of recirculation via a first connection zone (48) having a first connection radius io (R1) determined and the second upper exhaust branch (46) via a second connection zone (50) having a second connection radius (R2) determined, the values of the first and second connecting radii (R1, R2) being determined so as to limit the pressure drops in the fitting (40).

3. Power train according to one of claims 1 or 2, characterized in that the first upper branch (44) recirculation connects to the third upper branch (46) of exhaust via a third zone of Connection (52) having a third connection radius (R3) determined.

4. Power train according to one of the preceding claims, characterized in that the value of the area of the section (Si) of the first upper branch (44) recirculation is less than or equal to the value of the area of the section (S2) of the second upper exhaust branch (46) so as to promote the flow of the exhaust gas to the first upper branch (44) recirculation and the recirculation duct (36). 30

5. Power train according to any one of the preceding claims, characterized in that the lower branch (42) for stabilizing the exhaust gas extending along a main axis (AO), the first upper branch (44) recirculation extending along a main axis (A1) and the second upper exhaust branch (46) extending along a main axis (A2), at least one of the main axes (A0, A1, A2) is rectilinear.

6. Power train according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the lower branch (42) for stabilizing the exhaust gas extending along a main axis (AO), the first upper branch (44). recirculation extending along a main axis (A1) and the second upper exhaust branch (46) extending along a main axis (A2), at least one of the main axes (A0, A1, A2) is curvilinear.

7. Power train according to one of claims 5 or 6, characterized in that the intersection of the main axis (AO) of the lower stabilization branch (42) of the connector (40) with 1s the main axis ( Al) of the first upper recirculating leg (44) determines a first acute angle (a1) so that at least a portion of the exhaust gas stream exiting the depollution device (30) is deflected towards the first branch higher (44) recirculation whose value is less than or equal to 90.

8. Power train according to one of claims 5 to 7, characterized in that the intersection of the main axis (AO) of the lower stabilization branch (42) of the connector (40) with the main axis (A2 ) of the second upper exhaust branch (46) determines a second acute angle (a2) so that at least a portion of the exhaust gas stream exiting the depollution device (30) is deflected towards the second upper exhaust branch (46) whose value is less than or equal to 90. 30

9. Power train according to claims 7 and 8, characterized in that the value of the first angle (a1) is less than or equal to the value of the second angle (a2) so as to promote the flow of the exhaust gas from the lower stabilization branch (42) to the first recirculating upper leg (44) and the recirculation duct (36).

10. Power train according to one of the preceding claims, characterized in that the value of the first angle (a1) is determined so that the main axis (Al) of the first upper branch (44) of recirculation is coaxial with the main axis (X) of the depollution device (30) for limiting the kinetic energy loss of the recirculating exhaust gas in the recirculation duct (36).

11. Power train according to one of the preceding claims, characterized in that the downstream portion (24C) of the exhaust duct (24) comprises controlled means (54) capable of closing off all or part of the exhaust duct ( 24) so as to increase the exhaust back pressure is in the exhaust duct (24) and to promote the recirculation of the exhaust gas in the recirculation duct (36).