FR2984175A1 - Oil separation device for internal combustion engine of car, has support and deflection face delimiting passage with retaining element for circulation of gas when obstruction element is in overpressure position - Google Patents
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Abstract
Description
984 175 1 La présente invention concerne un dispositif de séparation d'huile, destiné à séparer des gouttelettes d'huile d'un flux gazeux, en particulier pour un moteur à combustion d'un véhicule automobile. Un moteur à combustion comprend classiquement une chambre de 5 combustion dans laquelle est admis un mélange gazeux de combustible et d'air. Au cours du cycle thermodynamique du moteur à combustion, il arrive qu'une partie des gaz de combustion s'infiltre entre le piston et le cylindre dans le carter d'huile du moteur. Ces gaz, appelés gaz de carter, peuvent détériorer le moteur. Il est ainsi connu de les évacuer et de les réutiliser en les recyclant 10 dans le mélange gazeux. Toutefois, les gaz de carter évacués sont chargés de gouttelettes d'huile en suspension collectées dans le carter. Ces gouttelettes d'huile encrassent les éléments du moteur parcourus par les gaz de carter, notamment la ligne d'admission d'air. De plus, ils contribuent à la 15 consommation d'huile. Enfin, compte-tenu des normes anti-pollution de plus en plus drastiques, il est devenu nécessaire de purifier l'air entrant dans la composition du mélange gazeux en éliminant par exemple les gouttelettes d'huile en suspension pour une combustion la meilleure possible. Il est ainsi connu du document de brevet W02005/049176 20 d'éliminer les gouttelettes d'huile transportées par les gaz de carter avec un dispositif séparateur d'huile imprimant au flux de gaz de carter le traversant un mouvement de tourbillon, destiné à séparer les gouttelettes d'huile des gaz de carter par centrifugation. Les gouttelettes d'huile sont ainsi projetées contre une paroi intérieure lisse d'un conteneur sur laquelle elles glissent en direction 25 d'une gorge destinée à les collecter. Ce dispositif séparateur d'huile permet une séparation efficace des gouttelettes d'huile par centrifugation. Cependant, du fait de l'écoulement des gouttelettes d'huile le long de la paroi intérieure lisse, il existe un risque de ré-aspiration de ces gouttelettes d'huile par le flux de gaz de carter, avant leur arrivée dans la gorge permettant de les collecter. 30 Par ailleurs, le débit de gaz de carter dont il faut éliminer les gouttelettes d'huile en suspension augmente avec le régime moteur. Cependant, les dispositifs séparateurs d'huile existants n'offrent généralement pas la possibilité de s'adapter au régime moteur, et de permettre simultanément une séparation efficace des gouttelettes d'huile pour la totalité 35 du flux de gaz de carter. Il peut résulter de cette absence d'adaptation au régime moteur des pertes de charge lorsque le débit de flux de gaz de carter augmente. Ces pertes de charge entraînent une mise en pression du moteur, ce qui lui est dommageable. Aussi la présente invention vise à pallier tout ou partie de ces inconvénients en proposant un dispositif de séparation d'huile offrant la possibilité de s'adapter au régime moteur pour éviter les pertes de charge tout en continuant d'assurer une séparation efficace des gouttelettes d'huile, y compris lorsque le régime moteur augmente, et en limitant les risques de ré-aspiration des gouttelettes d'huile séparées. A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de séparation d'huile, destiné à séparer des gouttelettes d'huile d'un flux gazeux, caractérisé en ce qu'il comprend une paroi principale avec un orifice d'entrée du flux gazeux, un organe de rétention des gouttelettes d'huile sensiblement tubulaire dans lequel débouche l'orifice d'entrée, un organe d'obstruction de l'orifice d'entrée, supporté par des moyens de guidage en translation, mobile dans l'organe de rétention entre une position de repos dans laquelle il est en appui contre la paroi principale et une position de surpression dans laquelle il est à distance de la paroi principale, et des moyens de rappel destinés à rappeler l'organe d'obstruction en position de repos, l'organe d'obstruction comprenant une ouverture destinée à être traversée par le flux gazeux, en travers de laquelle est agencée une hélice fixe, et une face d'appui et de déflexion entourant l'ouverture comprenant l'hélice fixe, la face d'appui et de déflexion étant destinée à venir en appui contre la paroi principale lorsque l'organe d'obstruction est en position de repos et à dévier le flux gazeux vers l'organe de rétention lorsque l'organe d'obstruction est en position de surpression, et dans lequel la face d'appui et de déflexion délimite avec l'organe de rétention au moins un passage pour la circulation du flux gazeux lorsque l'organe d'obstruction est en position de surpression. Ainsi, le dispositif de séparation d'huile selon l'invention permet, par l'intermédiaire de l'hélice fixe, de séparer les gouttelettes d'huile du flux gazeux par centrifugation. Les gouttelettes sont projetées contre l'organe de rétention qui assure leur collecte et les retient de manière à éviter leur ré-aspiration par le flux gazeux. En outre, la mobilité de l'organe d'obstruction dans le conduit formé par l'organe de rétention et la libération de passages contribue à limiter les pertes de charge, malgré les variations du régime moteur. Néanmoins, la libération de ces passages ne s'accompagne pas d'une baisse des performances du dispositif selon l'invention, car la partie du flux gazeux circulant dans ces passages est déviée en direction de l'organe de rétention grâce à la face d'appui et de déflexion ; les gouttelettes d'huile en suspension dans cette partie du flux gazeux sont donc projetées contre l'organe de rétention et retenues par ce dernier. The present invention relates to an oil separator device for separating oil droplets from a gas stream, in particular for a combustion engine of a motor vehicle. A combustion engine conventionally comprises a combustion chamber in which a gas mixture of fuel and air is admitted. During the thermodynamic cycle of the combustion engine, some of the combustion gases seep between the piston and the cylinder in the engine oil sump. These gases, called crankcase gases, can damage the engine. It is thus known to evacuate them and reuse them by recycling them into the gaseous mixture. However, the evacuated crankcase gases are loaded with suspended oil droplets collected in the crankcase. These oil droplets foul the engine components traveled by the crankcase gases, including the air intake line. In addition, they contribute to the consumption of oil. Finally, in view of increasingly stringent anti-pollution standards, it has become necessary to purify the air entering into the composition of the gaseous mixture by eliminating, for example, the oil droplets in suspension for the best possible combustion. It is thus known from patent document WO2005 / 049176 20 to eliminate the oil droplets carried by the crankcase gases with an oil separator device printing the casing gas flow therethrough a vortex movement, intended to separate the oil droplets from the crankcase gases by centrifugation. The oil droplets are thus projected against a smooth inner wall of a container on which they slide towards a groove for collecting them. This oil separator device allows efficient separation of the oil droplets by centrifugation. However, because of the flow of the oil droplets along the smooth inner wall, there is a risk of re-aspiration of these oil droplets by the flow of crankcase gas, before their arrival in the groove allowing to collect them. Furthermore, the flow of crankcase gas from which the droplets of oil in suspension must be eliminated increases with the engine speed. However, existing oil separator devices generally do not provide the ability to adapt to the engine speed, and at the same time allow effective separation of the oil droplets for the entire crankcase gas flow. It can result from this lack of adaptation to the engine speed of the pressure drops when the flow rate of crankcase gas increases. These pressure losses cause a pressure of the engine, which is harmful. Also the present invention aims to overcome all or part of these disadvantages by providing an oil separator device offering the possibility of adapting to the engine speed to prevent pressure losses while continuing to ensure effective separation of the droplets d oil, including when the engine speed increases, and by limiting the risks of re-aspiration of the separated oil droplets. For this purpose, the subject of the present invention is an oil separation device for separating oil droplets from a gaseous flow, characterized in that it comprises a main wall with an inlet orifice of the flow. gaseous, a substantially tubular oil droplet retaining member into which the inlet orifice opens, an obstruction member of the inlet orifice, supported by translational guiding means, movable in the organ retention between a rest position in which it is in abutment against the main wall and an overpressure position in which it is remote from the main wall, and return means for reminding the obstruction member in the position of rest, the obstruction member comprising an opening intended to be traversed by the gas flow, through which is arranged a fixed helix, and a bearing and deflection face surrounding the opening comprising the fixed helix, the support and deflection face being intended to bear against the main wall when the obstruction member is in the rest position and to deflect the gas flow towards the retention member when the obstruction member is in the overpressure position, and wherein the support and deflection surface delimits with the retention member at least one passage for the circulation of the gas stream when the obstruction member is in the overpressure position. Thus, the oil separation device according to the invention allows, through the fixed helix, to separate the oil droplets from the gas stream by centrifugation. The droplets are projected against the retention member which ensures their collection and retains them so as to avoid their re-aspiration by the gas flow. In addition, the mobility of the obstruction member in the conduit formed by the retention member and the release of passages contributes to limiting the pressure losses, despite the variations in the engine speed. Nevertheless, the release of these passages is not accompanied by a decrease in the performance of the device according to the invention, because the portion of the gaseous flow flowing in these passages is diverted towards the retention member by means of the face d support and deflection; the droplets of oil suspended in this part of the gas stream are projected against the retention member and retained by the latter.
Selon une autre caractéristique du dispositif selon l'invention, l'organe de rétention délimite un conduit pour l'écoulement du flux gazeux. Selon une autre caractéristique du dispositif selon l'invention, l'hélice comprend au moins une pale délimitant avec une paroi interne de l'ouverture de l'organe d'obstruction au moins une fenêtre destinée à la 10 circulation du flux gazeux. De manière avantageuse, au moins une pale est orientée en direction de l'organe de rétention. Ainsi, les pales de l'hélice sont conformées pour projeter les gouttelettes d'huile en direction de l'organe de rétention. 15 Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend une paroi latérale sensiblement tubulaire et ajourée contre laquelle est disposé l'organe de rétention. Cette paroi latérale forme une cage périphérique permettant de supporter l'organe de rétention d'une part, et d'évacuer les gouttelettes d'huile 20 retenues par l'organe de rétention d'autre part. Les gouttelettes d'huile traversent l'organe de rétention et les ouvertures (ou inversement) et peuvent être collectées et acheminées par gravité dans le carter d'huile. Selon une autre caractéristique du dispositif selon l'invention, les moyens de guidage en translation comprennent un palier de guidage et une 25 tige de coulissement destinée à coulisser dans le palier de guidage, l'organe d'obstruction étant relié à une extrémité proximale de la tige de coulissement. Selon une possibilité, le palier de guidage comprend au moins un orifice de sortie du flux gazeux. Avantageusement, les moyens de rappel comprennent un ressort 30 dont une première extrémité est reliée au palier de guidage et une deuxième extrémité à la tige de coulissement. Selon une possibilité, la face d'appui et de déflexion présente un contour sensiblement cylindrique dont le diamètre est supérieur à celui de l'orifice d'entrée et inférieur à un diamètre intérieur de l'organe de rétention ou 35 de la paroi latérale. According to another characteristic of the device according to the invention, the retention member defines a conduit for the flow of the gas stream. According to another characteristic of the device according to the invention, the helix comprises at least one blade delimiting with an internal wall of the opening of the obstruction member at least one window intended for the circulation of the gas flow. Advantageously, at least one blade is oriented in the direction of the retention member. Thus, the blades of the propeller are shaped to project the oil droplets towards the retention member. According to one embodiment, the device comprises a substantially tubular and perforated side wall against which is disposed the retention member. This side wall forms a peripheral cage for supporting the retention member on the one hand, and to remove the oil droplets 20 retained by the retention member on the other. The oil droplets pass through the retention member and the openings (or vice versa) and can be collected and conveyed by gravity into the oil sump. According to another characteristic of the device according to the invention, the translational guiding means comprise a guide bearing and a sliding rod intended to slide in the guide bearing, the obstruction member being connected to a proximal end of the guide bearing. the sliding rod. According to one possibility, the guide bearing comprises at least one exit orifice of the gas flow. Advantageously, the return means comprise a spring 30, a first end of which is connected to the guide bearing and a second end to the sliding rod. According to one possibility, the bearing and deflection face has a substantially cylindrical contour whose diameter is greater than that of the inlet orifice and less than an internal diameter of the retention member or the lateral wall.
Selon une forme d'exécution, l'organe de rétention comprend un matériau poreux à base de fibres. Selon un autre aspect de la présente invention, celle-ci concerne un moteur à combustion interne comprenant un dispositif de séparation d'huile 5 conforme à l'invention. Selon encore un autre aspect de la présente invention, celle-ci concerne également un véhicule automobile comprenant un moteur ayant les caractéristiques précitées. 10 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront clairement de la description donnée ci-après d'un mode particulier de réalisation de la présente invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective et de derrière d'un 15 dispositif de séparation d'huile selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective et de devant d'un dispositif de séparation d'huile selon un mode de réalisation de l'invention, 20 - la figure 3 est une vue en perspective et en coupe longitudinale d'un dispositif de séparation d'huile selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue en perspective éclatée et de derrière d'un dispositif de séparation d'huile selon un mode de 25 réalisation de l'invention, - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de séparation d'huile selon un mode de réalisation de l'invention, dans une première position possible de fonctionnement, - la figure 6 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de 30 séparation d'huile selon un mode de réalisation de l'invention, dans une deuxième position possible de fonctionnement, - la figure 7 est une vue schématique d'un moteur comprenant un dispositif de séparation d'huile selon un mode de réalisation de l'invention, 35 - la figure 8 est un graphique comparatif de l'efficacité d'un dispositif selon l'invention par rapport à un dispositif existant, en termes de masse résiduelle d'huile en sortie du dispositif selon l'invention, - la figure 9 est un graphique comparatif de l'efficacité d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention par rapport à un dispositif existant, en termes d'évolution de la pression dans le dispositif selon l'invention en fonction du débit de flux gazeux, - les figures 10 et 11 sont des vues en coupe longitudinale d'un dispositif selon d'autres modes particuliers de réalisation de l'invention. La figure 1 montre un dispositif 1 de séparation d'huile selon un mode de réalisation de l'invention, destiné à séparer des gouttelettes d'huile d'un flux gazeux. According to one embodiment, the retention member comprises a porous material based on fibers. According to another aspect of the present invention, this relates to an internal combustion engine comprising an oil separation device 5 according to the invention. According to yet another aspect of the present invention, it also relates to a motor vehicle comprising an engine having the aforementioned characteristics. Other features and advantages of the present invention will emerge clearly from the description given below of a particular embodiment of the present invention, given by way of non-limiting example, with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 is a perspective view from behind of an oil separator device according to one embodiment of the invention; FIG. 2 is a perspective and front view of a separation device of FIG. According to one embodiment of the invention, FIG. 3 is a perspective and longitudinal sectional view of an oil separation device according to one embodiment of the invention, FIG. An exploded perspective view from behind of an oil separation device according to one embodiment of the invention; FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an oil separation device according to an embodiment of the invention. realization of According to the invention, in a first possible operating position, FIG. 6 is a longitudinal sectional view of an oil separation device according to one embodiment of the invention, in a second possible operating position. FIG. 7 is a schematic view of an engine comprising an oil separator device according to one embodiment of the invention; FIG. 8 is a comparative graph of the efficiency of a device according to the invention; invention with respect to an existing device, in terms of residual oil mass at the output of the device according to the invention, - Figure 9 is a comparative graph of the efficiency of a device according to an embodiment of the invention. invention with respect to an existing device, in terms of the evolution of the pressure in the device according to the invention as a function of the gas flow rate, - Figures 10 and 11 are longitudinal sectional views of a device according to other party modes embodiments of the invention. Figure 1 shows an oil separator device 1 according to one embodiment of the invention, for separating oil droplets from a gas stream.
Le dispositif 1 de séparation d'huile illustré à la figure 1, et aux figures 2, 3 et 4, comprend notamment un corps 2 avec une paroi principale 3, une paroi latérale 4, un organe d'obstruction 5 et un organe de rétention 10. La paroi principale 3 du corps 2 comprend un orifice d'entrée 11 d'un flux gazeux, dont une trajectoire possible est représentée 20 schématiquement sur la figure 5 par la référence 12. La paroi principale 3 comprend également, autour de l'orifice d'entrée 11, une portée 13. La paroi latérale 4 est accolée à la paroi principale 3. Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1 à 6, la paroi latérale 4 appartient au corps 2. Comme cela est visible sur la figure 4, la paroi latérale 4 est ajourée : elle 25 comprend au moins une ouverture 14 destinée à l'évacuation des gouttelettes d'huile collectées par l'organe de rétention 10. Elle présente ici une forme sensiblement tubulaire, par exemple cylindrique. Ainsi, la paroi latérale 4 forme une cage périphérique. La paroi latérale 4 supporte l'organe de rétention 10. Ce dernier 30 épouse avantageusement la forme de la paroi latérale 4 ; il est de forme sensiblement tubulaire, cylindrique dans l'exemple de la figure 4. Comme cela est visible sur la figure 4, l'organe de rétention 10 peut être disposé en appui sur l'extérieur de la paroi latérale 4. L'organe de rétention 10 contribue à délimiter un conduit pour 35 l'écoulement du flux gazeux. L'orifice d'entrée 11 débouche dans le conduit formé par l'organe de rétention 10, à une extrémité de ce conduit. Le conduit débouche par ailleurs, à une autre extrémité, sur au moins un orifice de sortie 15. L'organe de rétention 10 peut correspondre à un média coalescent, et donc permettre la coalescence des gouttelettes d'huile collectées en vue de leur évacuation. Il peut comprendre un matériau poreux à base de fibres. En particulier, l'organe de rétention 10 peut être réalisé à base de fibres synthétiques, par exemple en polyester, assemblées entre elles selon un procédé appelé « non tissé ». Comme cela est illustré aux différentes figures, en particulier sur les figures 5 et 6, l'organe de rétention 10 est agencé pour ne pas entraver l'écoulement du flux gazeux. En d'autres termes, l'organe de rétention 10 est hors de la trajectoire du flux gazeux depuis l'orifice d'entrée 11 jusqu'à l'orifice de sortie 15 ; il n'est pas destiné à être traversé par le flux gazeux, afin d'éviter des pertes de charge. Dans l'exemple des différentes figures, l'organe de rétention 10 est à distance d'un axe A matérialisé par une tige 22 de coulissement. Comme cela est visible par exemple sur les figures 2, 3 et 5, l'organe d'obstruction 5 comprend une ouverture 23 destinée à l'écoulement du flux gazeux, une hélice 24 agencée en travers de l'ouverture 23, et une face 25 20 d'appui et de déflexion qui entoure l'ouverture 23. L'organe d'obstruction 5 est mobile en translation entre une position de repos, représentée sur la figure 5, dans laquelle la face 25 d'appui et de déflexion est en appui contre la portée 13 de la paroi principale 3, et une position de surpression, représentée sur la figure 6, dans laquelle la face 25 25 d'appui et de déflexion est à distance de la portée 13 de la paroi principale 3. En position de repos, l'organe d'obstruction 5 obstrue l'orifice d'entrée 11. Le flux gazeux est contraint de s'écouler à travers son ouverture 23, agencée en regard de l'orifice d'entrée 11. A l'intérieur de l'ouverture 23, le flux gazeux rencontre l'hélice 24 fixe. En position de repos, l'ouverture 23 est 30 l'unique lieu de passage possible du flux gazeux. L'hélice 24 comprend au moins une pale 30. L'hélice 24 est fixe, c'est-à-dire solidaire de l'organe d'obstruction 5 et conséquemment immobile par rapport à celui-ci. Le flux gazeux ne provoque donc pas la rotation de l'hélice 24 (ni celle de l'organe d'obstruction 5 qui peut être bloqué en rotation) ; 35 en revanche, les pales 30 de l'hélice 24 provoquent des turbulences dans l'écoulement du flux gazeux, qui permettent de séparer les gouttelettes d'huile en suspension du flux gazeux, notamment par centrifugation. De plus, les pales 30 de l'hélice 24 sont orientées pour projeter les gouttelettes d'huile en direction de l'organe de rétention 10. Comme cela a été précédemment évoqué, ce dernier capture et retient les gouttelettes d'huile pour éviter leur ré- aspiration dans le flux gazeux. En position de surpression, la face 25 d'appui et de déflexion délimite avec le conduit formé notamment par l'organe de rétention 10 au moins un passage 31 destiné à l'écoulement d'une partie du flux gazeux jusqu'à l'orifice de sortie 15. Ainsi, dans l'exemple de la figure 5 ou de la figure 6, la face 25 d'appui et de déflexion présente un contour sensiblement cylindrique, dont le diamètre est inférieur à un diamètre intérieur du conduit (donc à un diamètre intérieur de la paroi latérale 4 et/ou de l'organe de rétention 10), et supérieur à celui de l'orifice d'entrée 11. La face 25 d'appui et de déflexion présente en outre une forme adaptée pour dévier une partie du flux gazeux en direction de l'organe de rétention 10. Dans le mode de réalisation présenté, la face 25 d'appui et de déflexion correspond à une collerette entourant l'ouverture 23 dans laquelle est agencée l'hélice 24 fixe. La face 25 d'appui et de déflexion est destinée à faire obstacle à l'écoulement du flux gazeux. The oil separation device 1 illustrated in FIG. 1, and in FIGS. 2, 3 and 4, comprises in particular a body 2 with a main wall 3, a lateral wall 4, an obstruction member 5 and a retention member 10. The main wall 3 of the body 2 comprises an inlet orifice 11 of a gas flow, a possible trajectory of which is shown schematically in FIG. 5 by reference numeral 12. The main wall 3 also comprises, around the 11, a bearing 13. The side wall 4 is contiguous to the main wall 3. In the embodiment illustrated in Figures 1 to 6, the side wall 4 belongs to the body 2. As can be seen in FIG. 4, the side wall 4 is perforated: it comprises at least one opening 14 for discharging the oil droplets collected by the retention member 10. It has a substantially tubular shape, for example cylindrical. Thus, the side wall 4 forms a peripheral cage. The side wall 4 supports the retention member 10. The latter 30 advantageously matches the shape of the side wall 4; it is of substantially tubular, cylindrical shape in the example of FIG. 4. As can be seen in FIG. 4, the retention member 10 can be placed in abutment on the outside of the lateral wall 4. The body Retention 10 helps to define a conduit for the flow of the gas stream. The inlet orifice 11 opens into the conduit formed by the retention member 10, at one end of this conduit. The conduit also opens, at another end, on at least one outlet orifice 15. The retention member 10 may correspond to a coalescing media, and thus allow the coalescence of the oil droplets collected for their evacuation. It may comprise a porous material based on fibers. In particular, the retention member 10 may be made from synthetic fibers, for example polyester, assembled together by a process called "nonwoven". As is illustrated in the various figures, in particular in FIGS. 5 and 6, the retention member 10 is arranged so as not to impede the flow of the gas flow. In other words, the retention member 10 is out of the path of the gas flow from the inlet port 11 to the outlet port 15; it is not intended to be crossed by the gas flow, to avoid losses. In the example of the various figures, the retention member 10 is at a distance from an axis A materialized by a sliding rod 22. As can be seen for example in FIGS. 2, 3 and 5, the obstruction member 5 comprises an opening 23 intended for the flow of the gas stream, a propeller 24 arranged across the opening 23, and a face The obstruction member 5 is movable in translation between a resting position, shown in FIG. 5, in which the bearing and deflection face 25 are supported and deflected around the opening 23. in abutment against the bearing surface 13 of the main wall 3, and an overpressure position, shown in FIG. 6, in which the bearing and deflection face 25 is at a distance from the bearing surface 13 of the main wall 3. In rest position, the obstruction member 5 obstructs the inlet port 11. The gas stream is forced to flow through its opening 23, arranged opposite the inlet port 11. A inside the opening 23, the gas stream meets the fixed propeller 24. In the rest position, the opening 23 is the only possible passage of the gas flow. The propeller 24 comprises at least one blade 30. The propeller 24 is fixed, that is to say integral with the obstruction member 5 and consequently immobile with respect thereto. The gas flow therefore does not cause the rotation of the helix 24 (nor that of the obstruction member 5 which can be blocked in rotation); On the other hand, the blades 30 of the helix 24 cause turbulence in the flow of the gas stream, which makes it possible to separate the oil droplets in suspension from the gas stream, in particular by centrifugation. In addition, the blades 30 of the helix 24 are oriented to project the oil droplets towards the retention member 10. As previously mentioned, the latter captures and retains the oil droplets to avoid their formation. suction in the gas stream. In the overpressure position, the support and deflection face delimits with the conduit formed in particular by the retention member 10 at least one passage 31 for the flow of a portion of the gas flow to the orifice Thus, in the example of FIG. 5 or of FIG. 6, the support and deflection face 25 has a substantially cylindrical contour whose diameter is smaller than an inside diameter of the duct internal diameter of the side wall 4 and / or the retention member 10), and greater than that of the inlet orifice 11. The support and deflection face 25 also has a shape adapted to deflect a part of the gas flow towards the retention member 10. In the embodiment shown, the bearing surface 25 and deflection corresponds to a flange surrounding the opening 23 in which is arranged the fixed helix 24. The bearing and deflection face 25 is intended to hinder the flow of the gas stream.
Le dispositif 1 de séparation d'huile comprend également des moyens de guidage en translation de l'organe d'obstruction 5, et des moyens de rappel tendant à maintenir l'organe d'obstruction 5 dans une position de repos. Les moyens de guidage de l'organe d'obstruction 5 peuvent 25 comprendre un palier de guidage 32 et la tige 22 de coulissement matérialisant l'axe A. La tige 22 de coulissement comprend une extrémité distale 33, insérée dans un trou de guidage 34 ménagé dans le palier de guidage 32, et une extrémité proximale 35 reliée à l'organe d'obstruction 5. L'extrémité 30 proximale 35 peut présenter une face 40 d'accouplement avec une portion 41 d'accouplement de l'organe d'obstruction 5, destinées à solidariser l'organe d'obstruction 5 avec la tige 22 de coulissement. La face 40 d'accouplement et la portion 41 d'accouplement peuvent être reliées par exemple par clippage, vissage, collage ou soudure. Quoiqu'il en soit, la liaison entre la face 35 d'accouplement 40 et la portion 41 d'accouplement permet l'écoulement du flux gazeux via l'ouverture 23. The oil separation device 1 also comprises means for guiding the obstructing member in translation 5, and return means tending to keep the obstruction member 5 in a rest position. The guide means of the obstruction member 5 may comprise a guide bearing 32 and the sliding rod 22 forming the axis A. The sliding rod 22 comprises a distal end 33, inserted into a guide hole 34 formed in the guide bearing 32, and a proximal end 35 connected to the obstruction member 5. The proximal end 35 may have a coupling face 40 with a coupling portion 41 of the coupling member. obstruction 5, intended to secure the obstruction member 5 with the sliding rod 22. The coupling face 40 and the coupling portion 41 may be connected, for example, by clipping, screwing, gluing or welding. Whatever the case, the connection between the coupling face 40 and the coupling portion 41 allows flow of the gas flow via the opening 23.
Le palier de guidage 32 est avantageusement placé en sortie du conduit formé par l'organe de rétention 10. Il est conformé pour être relié à la paroi latérale 4 et/ou l'organe de rétention 10, par exemple par clippage, vissage, collage ou soudure. Comme cela est visible par exemple sur la figure 1, il comprend l'orifice de sortie 15 (ici au nombre de trois). Les moyens de guidage peuvent également comprendre une pluralité de nervures 42 formées sur la paroi latérale 4, comme cela est représenté sur la figure 3, permettant de maintenir l'organe d'obstruction 5 dans l'axe A de la tige 22 de coulissement, le long duquel il est destiné à se translater. Les moyens de rappel peuvent comprendre un ressort 43, par exemple un ressort de compression. Le ressort 43 présente une première extrémité 44 prenant appui contre le palier de guidage 32 et une deuxième extrémité 45 prenant appui contre la tige 22 de coulissement. La deuxième extrémité 45 pourrait prendre directement appui contre l'organe d'obstruction 5. Le ressort 43 est avantageusement calibré pour que l'organe d'obstruction 5 quitte sa position de repos lorsqu'une pression prédéterminée en amont du dispositif 1 selon l'invention est atteinte. Le fonctionnement du dispositif 1 de séparation d'huile selon un 20 mode de réalisation de l'invention est décrit ci-après. Lorsque le régime moteur est bas, l'organe d'obstruction 5 est en position de repos, illustrée à a figure 5, donc en appui contre la paroi principale 3. Le flux gazeux en provenance du carter est contraint de s'écouler au travers de l'ouverture 23 de l'organe d'obstruction 5. Sa rencontre avec l'hélice 24 fixe, 25 agencée dans l'ouverture 23, lui imprime un mouvement tourbillonnant. Les gouttelettes d'huile sont ainsi séparées par centrifugation du flux gazeux et projetées vers l'organe de rétention 10, qui les emprisonne. L'organe de rétention 10 retient les gouttelettes d'huile et permet leur coalescence. Les gouttes d'huile formées par coalescence sont ensuite collectées par gravité 30 dans une chambre pour être acheminées dans le carter, afin de limiter les pertes d'huile. Lorsque le régime moteur augmente, le débit du flux gazeux augmente également et peut repousser l'organe d'obstruction 5, en fonction du calibrage du ressort 43. L'organe d'obstruction 5 occupe le cas échéant une 35 position de surpression, illustrée à la figure 6. Le déplacement de l'organe d'obstruction 5 crée un passage 31 permettant l'écoulement du flux gazeux entre la face 25 d'appui et de déflexion et le conduit formé par l'organe de rétention 10. Le débit de passage du flux gazeux dans le dispositif 1 est ainsi augmenté de façon suffisante pour ne pas provoquer de pertes de charge. Une partie 47 du flux gazeux traverse l'ouverture 23 de l'organe d'obstruction 5. The guide bearing 32 is advantageously placed at the outlet of the conduit formed by the retention member 10. It is shaped to be connected to the side wall 4 and / or the retention member 10, for example by clipping, screwing, gluing or solder. As can be seen for example in FIG. 1, it comprises the outlet orifice 15 (here three in number). The guide means may also comprise a plurality of ribs 42 formed on the side wall 4, as shown in FIG. 3, making it possible to hold the obstruction member 5 in the axis A of the sliding rod 22, along which it is intended to translate. The return means may comprise a spring 43, for example a compression spring. The spring 43 has a first end 44 bearing against the guide bearing 32 and a second end 45 bearing against the rod 22 of sliding. The second end 45 could bear directly against the obstruction member 5. The spring 43 is advantageously calibrated so that the obstruction member 5 leaves its rest position when a predetermined pressure upstream of the device 1 according to the invention. invention is achieved. The operation of the oil separation device 1 according to one embodiment of the invention is described below. When the engine speed is low, the obstruction member 5 is in the rest position, illustrated in Figure 5, thus bearing against the main wall 3. The gas flow from the housing is forced to flow through the opening 23 of the obstruction member 5. Its meeting with the fixed propeller 24, 25 arranged in the opening 23, imparts a swirling motion. The oil droplets are thus separated by centrifugation of the gas stream and projected to the retention member 10, which traps them. The retention member 10 retains the oil droplets and allows them to coalesce. The oil drops formed by coalescence are then collected by gravity into a chamber to be conveyed into the housing to limit oil losses. When the engine speed increases, the flow rate of the gas flow also increases and can push the obstruction member 5, depending on the calibration of the spring 43. The obstruction member 5 occupies, if necessary, a position of overpressure, illustrated in Figure 6. The displacement of the obstructing member 5 creates a passage 31 allowing the flow of the gas flow between the face 25 of support and deflection and the conduit formed by the retention member 10. The flow passage of the gas stream in the device 1 is thus increased sufficiently to not cause losses. A portion 47 of the gas flow passes through the opening 23 of the obstruction member 5.
L'hélice 24 permet la séparation par centrifugation des gouttelettes d'huile contenues dans cette partie du flux gazeux. Le reste 46 du flux gazeux est dévié par la face 25 d'appui et de déflexion en direction de l'organe de rétention 10, permettant ainsi la capture des gouttelettes d'huile contenues dans cette partie du flux gazeux. The helix 24 allows separation by centrifugation of the oil droplets contained in this part of the gas stream. The remainder 46 of the gas flow is deflected by the support and deflection face 25 towards the retention member 10, thus allowing the capture of the oil droplets contained in this part of the gas flow.
Ainsi, quelque soit le régime moteur, les pertes de charge sont évitées et la totalité du flux gazeux peut être débarrassé des gouttelettes d'huile qu'il contient. Les figures 8 et 9 montrent, comparativement à un dispositif connu, l'efficacité du dispositif 1 de séparation de gouttelettes d'huile selon l'invention, notamment en termes de masse résiduelle d'huile en sortie du dispositif 1 selon l'invention, et en termes de pression dans le dispositif 1 selon l'invention en fonction du flux gazeux. On notera d'une part, la faible augmentation de masse d'huile résiduelle en sortie du dispositif 1 selon l'invention pour des régimes moteur élevés, et d'autre part, une limitation de la pression dans le dispositif 1 selon l'invention pour un débit de flux gazeux élevé. Selon un autre aspect de la présente invention, celle-ci concerne également un moteur 100 à combustion interne, schématiquement représenté sur la figure 7. Le moteur 100 comprend notamment un cylindre 101, un piston 25 102, un carter 103 d'huile, une conduite 104 d'admission d'air, et un dispositif 1 de séparation d'huile selon l'invention. Les gaz brûlés 105 s'infiltrent dans le carter 103 d'huile en passant entre le cylindre 101 et le piston 102. Leur évacuation provoque un flux gazeux 110 chargé de gouttelettes d'huile collectées dans le carter 103 d'huile 30 contenant de l'huile 106. Ce flux gazeux 110 est acheminé en entrée du dispositif 1 de séparation d'huile selon l'invention ce dernier permet de débarrasser le flux gazeux 110 des gouttelettes d'huile qu'il contient. Les gouttes d'huile 107 coalescentes sont collectées par gravité et acheminées vers le carter 103 d'huile pour être récupérées. Le flux gazeux 111 débarrassé 35 des gouttelettes d'huile est évacué dans la conduite 104 d'admission d'air du moteur. Thus, whatever the engine speed, pressure losses are avoided and the entire gas stream can be freed of oil droplets contained therein. FIGS. 8 and 9 show, in comparison with a known device, the effectiveness of the device 1 for separating oil droplets according to the invention, especially in terms of the residual mass of oil at the outlet of the device 1 according to the invention, and in terms of pressure in the device 1 according to the invention as a function of the gas flow. It will be noted on the one hand, the small increase in mass of residual oil output device 1 according to the invention for high engine speeds, and secondly, a limitation of the pressure in the device 1 according to the invention for a high gas flow rate. According to another aspect of the present invention, it also relates to an internal combustion engine 100, schematically represented in FIG. 7. The engine 100 comprises, in particular, a cylinder 101, a piston 102, an oil sump 103, a conduit 104 for air intake, and a device 1 for separating oil according to the invention. The flue gases 105 infiltrate into the oil sump 103 passing between the cylinder 101 and the piston 102. Their evacuation causes a gaseous flow 110 charged with oil droplets collected in the oil sump 103 containing oil. oil 106. This gas stream 110 is fed to the inlet of the oil separator device 1 according to the invention, the latter makes it possible to rid the gas stream 110 of the droplets of oil that it contains. The coalescing oil drops are collected by gravity and conveyed to the oil sump 103 for recovery. The gaseous stream 111 freed of the oil droplets is discharged into the engine intake duct 104.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus, ce mode de réalisation n'ayant été donné qu'à titre d'exemple. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par la substitution d'équivalents 5 techniques, sans pour autant sortir du domaine de protection de l'invention. Ainsi, comme cela est visible sur la figure 10, l'organe de rétention 10 peut être disposé en appui contre l'intérieur de la paroi latérale 4. De plus, comme cela est représenté sur les figures 10 et 11, l'organe d'obstruction 5 et la tige 22 de coulissement peuvent former une seule 10 et même pièce. Of course, the invention is not limited to the embodiment described above, this embodiment having been given as an example. Modifications are possible, in particular from the point of view of the constitution of the various elements or by the substitution of technical equivalents, without departing from the scope of protection of the invention. Thus, as can be seen in FIG. 10, the retention member 10 can be placed in abutment against the inside of the side wall 4. In addition, as shown in FIGS. 5 and the sliding rod 22 can form a single piece.
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2011
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