FR2921101A1 - Dispositif de filtrage des gaz de fuite d'un moteur a combustion interne - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un dispositif (1) de filtrage des huiles contenues dans des gaz de fuite d'un moteur à combustion interne, comportant un filtre à coalescence (30) et des moyens de centrifugation (20) desdits gaz, disposés en amont du filtre à coalescence, par référence au sens d'écoulement des gaz, caractérisé en ce que les moyens de centrifugation sont disposés autour du filtre à coalescence.

Description

L'invention concerne un dispositif de filtrage des gaz de fuite d'un moteur à combustion interne. L'invention concerne un tel dispositif muni d'un filtre à coalescence, et de moyens de centrifugation des gaz, disposés en amont du filtre, en référence au sens d'écoulement des gaz. Un filtre à coalescence est un filtre dans lequel des particules liquides en suspension s'unissent en particules plus volumineuses. Lorsqu'un moteur à combustion interne est en fonctionnement, celui-ci émet des gaz, appelés gaz de fuite ou blowby gas selon la terminologie anglo-saxonne, qui ne parviennent pas au conduit d'échappement en raison de fuites, à travers les segments de pistons, entre les pistons, et/ou les parois des cylindres. Ces gaz se retrouvent donc dans le carter du moteur. Or ceux- ci ne sont pas constitués uniquement de gaz, mais également d'huiles en suspension (fines gouttelettes) ou présentant un point de fusion relativement bas compte tenu des plages de température de fonctionnement du moteur. Pour éviter l'accumulation de ces gaz de fuite dans le carter du moteur, et récupérer les huiles contenues dans ces gaz afin de limiter la consommation d'huile du moteur, il est prévu des dispositifs de filtrage pour ces gaz. Il existe des dispositifs basés sur l'emploi d'un filtre à coalescence. Ces dispositifs sont peu encombrants, mais présentent une efficacité limitée. Par ailleurs, pour de tels filtres, la quantité d'huile entrant dans le filtre à coalescence est relativement importante, ce qui influe sur sa durée de vie. Pour améliorer l'efficacité et la durée de vie du filtre à coalescence, on a déjà proposé un système à chicanes, en amont du filtre à coalescence, pour filtrer les huiles contenues dans les gaz, avant que ceux-ci n'entrent dans le filtre à coalescence. Ces dispositifs s'avèrent encore insuffisants, aussi il a été proposé des dispositifs plus efficaces, comprenant plusieurs moyens de filtrage disposés en série, comme par exemple des moyens de chicanage et de centrifugation en amont d'un filtre à coalescence (US 6 890 915). Ces dispositifs sont cependant trop encombrants, et s'avèrent inadaptés pour de nombreuses conceptions de moteur. Un objectif de l'invention est donc de proposer un dispositif de filtrage des gaz de fuite d'un moteur à combustion interne, d'efficacité améliorée, et conservant un encombrement acceptable. Pour atteindre cet objectif, il est prévu un dispositif de filtrage des huiles contenues dans des gaz de fuite d'un moteur à combustion interne, comportant un filtre à coalescence et des moyens de centrifugation desdits gaz, disposés en amont du filtre à coalescence, par référence au sens d'écoulement des gaz, caractérisé en ce que les moyens de centrifugation sont disposés autour du filtre à coalescence. Le dispositif selon l'invention pourra en outre présenter au moins l'une des caractéristiques suivantes : - les moyens de centrifugation sont disposés contre la paroi interne d'une enveloppe cylindrique, laquelle comprend également le filtre à coalescence ; - les moyens de centrifugation sont conformés hélicoïdalement ; - il comprend des moyens pour introduire les gaz à filtrer issus du carter du moteur en entrée des moyens de centrifugation ; - les moyens de centrifugation comprennent des orifices pour faire passer les gaz vers le filtre à coalescence ; - il comprend des moyens pour évacuer les huiles accumulées en sortie des moyens de centrifugation ; - les moyens d'évacuation des huiles accumulées en sortie des moyens de centrifugation servent également à évacuer les huiles récupérées par le filtre à coalescence ; - il comprend des moyens pour évacuer les gaz récupérés en sortie du filtre à coalescence, afin que ceux-ci soient acheminés vers le circuit d'admission d'air du moteur ; -les moyens pour évacuer les gaz récupérés en sortie du filtre à coalescence comprennent un clapet de régulation ; - il comprend un clapet de décharge pour évacuer les gaz contenus dans le dispositif en cas de surpression au sein de celui-ci, au-delà d'une pression prédéterminée ; -il comprend des moyens pour permettre une circulation d'un fluide caloporteur au sein du filtre. D'autres caractéristiques, buts, avantages et objectifs de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 est un schéma en vue de perspective d'un dispositif de filtrage des huiles contenues dans des gaz de fuite d'un moteur à combustion interne ; - la figure 2 est un schéma en vue de perspective de l'intérieur d'une partie du dispositif de la figure 1 ; - les figures 3 et 4 sont des schémas de moyens de centrifugation des gaz de fuite, sur lesquels on peut suivre le trajet des gaz et/ou des huiles récupérées ; - la figure 5 est un schéma des moyens de centrifugation des gaz de fuite, qui sont disposés autour du filtre à coalescence, et sur lequel on peut suivre le trajet des gaz de fuite ; - la figure 6 est une vue de coupe du dispositif de la figure 1, sur lequel on peut notamment suivre les différents trajets des gaz de fuite. Le dispositif 1 de filtrage des huiles contenues dans des gaz de fuite d'un moteur à combustion interne comprend une enveloppe cylindrique 10, au sein de laquelle sont disposés des moyens de centrifugation des gaz 20, et un filtre à coalescence 30. Les moyens de centrifugation 20 sont disposés autour du filtre à coalescence 30 et contre la paroi interne 11 de l'enveloppe 10.
La forme de l'enveloppe 10, cylindrique, est ainsi particulièrement bien adaptée pour mettre en oeuvre des moyens de centrifugation 20 (figures 3, 4 et 5).
La combinaison de moyens de centrifugation 20 performants avec un filtre à coalescence 30 permet d'atteindre un niveau d'efficacité suffisant. De plus, le fait de disposer les moyens de centrifugation autour du filtre à coalescence 20, au sein d'une même enveloppe 10, permet un gain de place, par rapport à une solution consistant à prévoir un module pour les moyens de centrifugation, et un autre module pour le filtre à coalescence. La partie radialement externe des moyens de centrifugation est disposée contre la paroi interne 11 de l'enveloppe cylindrique 10 (figure 6), de sorte que la forme hélicoïdale ou en spires des moyens de centrifugation 20 permet de former un tunnel de guidage pour les gaz et les huiles ainsi récupérées, lequel présente un rayon de courbure moyen (les moyens de centrifugation présentent une certaine largeur) correspondant sensiblement au rayon de l'enveloppe 10. En référence au sens d'écoulement des gaz de fuite dans le dispositif, les moyens de centrifugation 20 sont disposés en amont du filtre 30. Le sens d'écoulement des gaz de fuite a été précisé sur l'ensemble 20 des figures. L'entrée 2 des gaz de fuite issus du carter du moteur, c'est-à-dire chargés en huiles, est effectuée en partie haute du dispositif, par un tube d'entrée 12. Les gaz de fuite arrivent ainsi à l'intérieur du dispositif (figure 3), 25 selon une direction sensiblement orthoradiale (tangentielle) à l'enveloppe cylindrique 10, et s'engagent dans les moyens de centrifugation 20. Les gaz sont ainsi guidés et une partie des huiles contenues dans ces gaz est récupérée par centrifugation. Ces huiles descendent par 30 gravité en suivant le guide formé par les moyens de centrifugation (flèches 3, figure 4) jusqu'à une sortie d'huiles 13, disposée en bas du dispositif.
Les moyens de centrifugation 20 prévoient également des orifices pour laisser passer les gaz de fuite à travers la paroi cylindrique interne 21 desdits moyens, vers le filtre à coalescence 30. Ces gaz de fuite passent donc selon une direction sensiblement radiale, comme mentionné par les flèches 4 (figure 5, 6). Les gaz de fuite arrivant au filtre à coalescence 30 ont ainsi déjà perdu beaucoup de leur huile, et ce de manière efficace. Le filtre à coalescence 30 filtre ainsi les huiles en suspension restantes, et celles-ci descendent par gravité et sont finalement récupérées au niveau de la sortie 13, où arrivent également les huiles récupérées par les moyens de centrifugation. Les gaz de fuite ainsi filtrés par le filtre à coalescence 30 sont alors évacués (flèches 5, 6 ; figures 1 et 6) par une sortie de gaz 14, 15 qui renvoie ces gaz vers l'admission moteur.
Un clapet de régulation 50 est prévu pour gérer le débit de sortie des gaz filtrés en sortie du filtre à coalescence 30. En cas de surpression au-delà d'une pression prédéterminée au sein du dispositif, il est prévu un clapet de décharge 40 qui sert à évacuer rapidement les gaz.
Ce clapet de décharge 40 permet d'ouvrir un circuit permettant, au niveau de la paroi interne cylindrique 11 de l'enveloppe, de faire passer les gaz directement au niveau de la sortie 15, sans que ceux-ci passent par les moyens de centrifugation 20 et le filtre à coalescence 30. Dans une telle situation, le trajet des gaz est représenté par les flèches 7 (voir figure 1). L'enveloppe cylindrique ou corps de filtre 10 comprend des moyens 13, 16 pour permettre une circulation d'un fluide caloporteur au sein du filtre. L'enveloppe cylindrique 10 comprend ainsi des embouts 16, 17 formant des entrée/sortie d'eau chaude et une portion de circuit au sein du filtre. En effet, pour limiter les risques de colmatage du filtre par temps froid (givrage), une circulation d'eau chaude est prévue au sein du filtre (figures 1, 6).

Claims (11)

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1) de filtrage des huiles contenues dans des gaz de fuite d'un moteur à combustion interne, comportant un filtre à coalescence (30) et des moyens de centrifugation (20) desdits gaz, disposés en amont du filtre à coalescence, par référence au sens d'écoulement des gaz, caractérisé en ce que les moyens de centrifugation sont disposés autour du filtre à coalescence.
2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de centrifugation (20) sont disposés contre la paroi interne (11) d'une enveloppe cylindrique (10), laquelle comprend également le filtre à coalescence (30).
3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de centrifugation sont conformés hélicoïdalement.
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (12) pour introduire les gaz à filtrer issus du carter du moteur en entrée des moyens de centrifugation. 25
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de centrifugation comprennent des orifices pour faire passer les gaz vers le filtre à coalescence. 30
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (13) pour évacuer les huiles accumulées en sortie des moyens de centrifugation. 5 10
7. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens d'évacuation (13) des huiles accumulées en sortie des moyens de centrifugation servent également à évacuer les huiles récupérées par le filtre à coalescence.
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (14, 15, 50) pour évacuer les gaz récupérés en sortie du filtre à coalescence, afin que ceux-ci soient acheminés vers le circuit d'admission d'air du moteur.
9. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens (14, 15, 50) pour évacuer les gaz récupérés en sortie du filtre à coalescence comprennent un clapet de régulation (50). 15 20
10.Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un clapet de décharge (40) des gaz contenus dans le dispositif en cas de surpression au sein de celui-ci, au-delà d'une pression prédéterminée.
11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (13, 16) pour permettre une circulation d'un fluide caloporteur, par exemple de l'eau chaude, au sein du filtre. 25
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