FR3016185A1

FR3016185A1 - Moteur a combustion de vehicule automobile a systeme de degazage securise

Info

Publication number: FR3016185A1
Application number: FR1450063A
Authority: FR
Inventors: Stanislas Dessarthe
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2014-01-07
Filing date: 2014-01-07
Publication date: 2015-07-10

Abstract

L'invention concerne un moteur à combustion de véhicule automobile comprenant une jonction fluidique entre la conduite de décharge (23) et la conduite de circulation (41) de flux de dégazage, la jonction fluidique étant disposée en aval du séparateur air/huile, caractérisé en ce que la jonction fluidique est disposée dans le boitier de compresseur (27).

Description

MOTEUR A COMBUSTION DE VEHICULE AUTOMOBILE A SYSTEME DE DEGAZAGE SECURISE [0001] L'invention concerne les moteurs à combustion de véhicule automobile lorsque de tels moteurs sont équipés d'un système de recirculation ou dégazage des gaz contenus dans le bloc moteur ou carter moteur. De tels systèmes sont également connus sous l'appellation anglo-américaine de systèmes « blow-by ». L'invention concerne notamment de tels moteurs lorsqu'ils sont également munis d'un turbocompresseur de suralimentation. [0002] Actuellement, les implantations des piquages de recirculation des gaz de carter moteur sur les moteurs à essence et diesel suralimentés se font de deux manières pour la boucle de recirculation en zone suralimentée du champ moteur. [0003] Une première manière consiste à réaliser un piquage dans la conduite d'entrée de turbocompresseur mais cela nécessite sur de nombreuses plateformes l'ajout d'un réchauffeur électrique pour éviter l'apparition de glace sur au niveau du débouchant de la conduite de sortie du système de dégazage des gaz. Une deuxième manière consiste à réaliser un piquage dans la fonderie en entrée du boitier de compresseur. Dans ce cas, pour éviter l'apparition de glace et donc l'obstruction de la conduite, le système compte sur une montée rapide de la température de la matière du compresseur par conduction thermique, utilisant ainsi l'énergie en provenance de la température de la matière constituant le boitier, encore désigné carter, de la turbine. [0004] Dans le premier cas décrit ci-dessus, l'inconvénient est un coût plus élevé lié à la nécessité en fonction des plateformes véhicules d'ajouter un réchauffeur électrique. Dans le second cas décrit ci-dessus, l'inconvénient est un temps de mise en température de la matière du compresseur important et donc un risque d'apparition de glace durant cette période puis un blocage de la circulation pouvant aller jusqu'à l'activation du clapet de sécurité et provoquer de la consommation d'huile notamment au niveau des étanchéités dynamiques du système de palier du turbocompresseur. [0005] Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients en proposant un système de recirculation des gaz de carter moteur qui présente un risque réduit de blocage par apparition de glace tout en étant peu couteux à réaliser. [0006] Ce but est atteint selon l'invention grâce à un moteur à combustion de véhicule automobile comprenant un bloc moteur, un compresseur de suralimentation présentant une conduite d'entrée d'air frais et une conduite de sortie d'air comprimé de sorte que le compresseur comprime l'air circulant dans la conduite d'entrée d'air frais et délivre l'air comprimé dans la conduite de sortie d'air comprimé, une vanne de décharge disposée de manière à renvoyer en position ouverte de l'air comprimé depuis la conduite de sortie du compresseur jusqu'à la conduite d'entrée du compresseur, la vanne de décharge délivrant un flux de décharge dans une conduite de décharge en aval de la vanne de décharge, un boitier de compresseur enveloppant le compresseur sans envelopper le bloc moteur, un circuit de dégazage de bloc moteur comprenant un séparateur air/huile et une conduite de circulation de flux de dégazage, le moteur comprenant en outre une jonction fluidique entre la conduite de décharge et la conduite de circulation de flux de dégazage de sorte que le flux de décharge rejoint le flux de dégazage à la jonction fluidique, la jonction fluidique étant disposée en aval du séparateur air/huile, caractérisé en ce que la jonction fluidique est disposée dans le boitier de compresseur. [0007] Avantageusement, la conduite de circulation de flux de dégazage est orientée de manière à former un flux de dégazage rejoignant le flux de décharge selon un angle inférieur à 90 degrés, de sorte qu'une puissance dynamique respective de ces deux flux s'ajoute. [0008] Avantageusement, la conduite de décharge présente à la jonction fluidique une section plus large qu'une section du circuit de dégazage à la jonction fluidique. [0009] Avantageusement, le moteur présente une turbine d'entrainement du compresseur laquelle turbine est entrainée par des gaz d'échappement du moteur, un boitier enveloppant la turbine, le boitier de la turbine étant distinct du boitier du compresseur. [0010] Avantageusement, le moteur présente une turbine d'entrainement du compresseur laquelle turbine est entrainée par des gaz d'échappement du moteur, un boitier enveloppant la turbine, le boitier enveloppant la turbine et le boitier enveloppant le compresseur étant constitués par un même boitier. [0011] Avantageusement, le moteur présente une turbine d'entrainement du compresseur laquelle turbine est entrainée par des gaz d'échappement du moteur, un arbre d'entrainement reliant la turbine au compresseur, et un boitier enveloppant l'arbre d'entrainement, le boitier enveloppant l'arbre d'entrainement étant distinct du boitier du compresseur. [0012] Avantageusement, le moteur présente une turbine d'entrainement du compresseur laquelle turbine est entrainée par des gaz d'échappement du moteur, un arbre d'entrainement reliant la turbine au compresseur, et un boitier enveloppant l'arbre d'entrainement, le boitier enveloppant l'arbre d'entrainement et le boitier du compresseur étant constitués par un même boitier. [0013] Avantageusement, le boitier de compresseur enveloppe la vanne de décharge. [0014] Avantageusement, le moteur comporte un piquage sur la conduite de sortie d'air comprimé du compresseur et un piquage sur la conduite d'entrée d'air frais du compresseur disposés de telle sorte que la vanne de décharge renvoie de l'air comprimé depuis le piquage de la conduite de sortie du compresseur jusqu'au piquage de la conduite d'entrée du compresseur, le boitier du compresseur enveloppant le piquage de la conduite de sortie du compresseur et le piquage de la conduite d'entrée du compresseur. [0015] L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un tel moteur à combustion. [0016] D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence à la figure annexée laquelle représente un turbocompresseur et une sortie de système de dégazage de bloc moteur selon un mode de réalisation de l'invention. [0017] Tel que représenté sur la figure annexée, le turbocompresseur comprend une turbine 10 laquelle est entrainée par des gaz d'échappement abordant la turbine 10 par une conduite 11 et s'échappant de la turbine 10 par une conduite 12. La turbine 10 est ici enveloppée par un boitier de turbine 13. Le turbocompresseur comporte en outre un compresseur 20 entrainé par la turbine 10 par l'intermédiaire d'un axe 30 du turbocompresseur. [0018] Le compresseur 20 est alimenté en air frais par une conduite d'entrée 21 et le turbocompresseur délivre un flux d'air comprimé dans une conduite de sortie 22 dirigée vers un répartiteur d'admission ici non représenté. Entre la conduite de sortie 22 et la conduite d'entrée 21 s'étend un circuit de décharge 23 lequel a pour rôle de renvoyer de l'air comprimé depuis la sortie du compresseur 20 jusqu'à son entrée lors de phases de fonctionnement susceptibles de provoquer un dysfonctionnement du compresseur 20 connu sous le terme de pompage et se manifestant par un fonctionnement instationnaire du compresseur et devant être évitées afin d'assurer une meilleure longévité du compresseur et du système palier et afin de fiabiliser le fonctionnement du moteur. [0019] Le circuit de décharge 23 est équipé d'une vanne de décharge 24 ou dump valve selon la terminologie anglo-américaine, laquelle vanne de décharge s'ouvre dans les périodes nécessitant la décharge du compresseur 20. La vanne de décharge 24 est ici une vanne pilotée selon une stratégie visant à éliminer le phénomène de pompage. [0020] Le circuit de décharge 23 présente un piquage de départ 25 sur la conduite de sortie 22 du compresseur 20 depuis lequel piquage il s'étend puis traverse la vanne 24 et enfin rejoint la conduite d'entrée d'air frais 21 par un piquage de sortie 26 par lequel il renvoie l'air comprimé en entrée du compresseur 20. Ainsi une conduite de décharge située en aval de la vanne de décharge 24 rejoint la conduite d'entrée d'air frais 21 par un piquage de sortie 26. [0021] Le présent dispositif comporte en outre un système de dégazage 40 du bloc moteur ou système « blow-by » selon la terminologie anglo-américaine, dont une conduite de sortie apparait sur la figure sous la référence 41. De manière ici non représentée pour la clarté de l'exposé, ce système de dégazage 40 comprend un circuit assurant la remontée des gaz contenus dans le bas du carter moteur vers la partie haute du moteur et notamment jusqu'à un déshuileur permettant de séparer l'huile des autres composant du gaz. [0022] Dans le présent dispositif la sortie 41 du système de dégazage débouche dans la conduite de décharge 23. Ainsi, les gaz extraits du bloc moteur sont acheminés à l'admission du moteur en étant balayés par un flux d'air comprimé à leur sortie du système de dégazage. Ce flux d'air comprimé permet d'éliminer avec force la glace qui a tendance à se former en sortie du système de dégazage. La forte occurrence des circulations d'air comprimé dans la conduite de décharge ainsi que la puissance des flux de décharge sont particulièrement bénéfiques pour la suppression régulière et efficace de la glace apparaissant à cet endroit. Un tel dispositif évite notamment l'ajout d'un réchauffeur sur le piquage de sortie du système de dégazage 40. [0023] Afin d'améliorer encore cet effet de suppression de glace, la sortie 41 du système de dégazage est piquée sur le circuit de décharge 23 en aval de la vanne de décharge 24 à proximité du piquage de la conduite de décharge sur la conduite d'entrée d'air frais 21 du compresseur 20. De plus la conduite 41 de sortie du système de dégazage est orientée de manière à former un flux de dégazage rejoignant le flux de décharge selon un angle inférieur à 90 degrés, de sorte que la puissance dynamique de ces deux flux s'ajoute, provoquant par là un meilleur arrosage de la zone de formation potentielle de glace. [0024] On fait donc déboucher la conduite de sortie du système de dégazage 40 dans le circuit de recirculation de l'air délivré par la vanne de décharge 24, en amont du piquage 26 de recirculation sur l'entrée du compresseur 20. Ainsi, à chaque relâcher de pied suite à un fonctionnement du moteur en zone suralimentée, zone dans laquelle c'est une branche du système de dégazage en amont du turbocompresseur qui est utilisée, l'air chauffé par la compression sur l'étage compresseur est réadmis en entrée du compresseur 20 et permet ainsi de faire fondre la glace très rapidement, la montée en température de l'air étant instantanée lors du passage en zone suralimentée. Outre la suppression de la glace, un tel dispositif permet en outre de limiter la perturbation du flux d'air en entrée du compresseur 20, notamment car il comporte une seule lumière en entrée du compresseur 20. [0025] Ce dispositif, outre la force dynamique exercée par le flux de décharge sur la glace, fait fondre très rapidement la glace en utilisant l'air comprimé par le compresseur 20 du fait de la chaleur de l'air comprimé. De plus, du fait que la sortie du circuit de dégazage 40 arrive dans une section plus importante de la conduite de décharge 23 et également proche de l'arrivée d'air frais en entrée du compresseur 20, la pression ne remonte pas à cette sortie de sorte qu'il ne se crée pas ou peu de décantation à cet endroit. [0026] Le présent compresseur 20 est en outre enveloppé dans un boitier de compresseur 27, encore désigné carter de compresseur lequel enveloppe également le circuit de décharge 23, la vanne de décharge 24, et le piquage de sortie 41 du système de dégazage 40 de sorte qu'une portion finale du circuit de dégazage 40 se trouve également dans le boitier 27 du compresseur. De la sorte, la conduite de sortie 41 du système de dégazage 40 se trouve dans une zone d'émission de chaleur dégagée par le compresseur 20 et se trouve de ce fait réchauffée de manière sensiblement homogène et constante par le compresseur 20 qui lui communique efficacement sa température de par l'emprise du boitier de compresseur 27 sur ces deux éléments. Dans le présent mode de réalisation, l'arbre d'entrainement 30 du compresseur 20 présente son propre boitier 31. Néanmoins dans une variante de réalisation le turbocompresseur peut présenter un boitier commun au compresseur 20 et à l'arbre 30 ou encore un boitier commun au compresseur 20, à l'arbre 30 et à la turbine 10.

Claims

REVENDICATIONS1. Moteur à combustion de véhicule automobile comprenant un bloc moteur, un compresseur de suralimentation (20) présentant une conduite d'entrée d'air frais (21) et une conduite de sortie d'air comprimé (22) de sorte que le compresseur (20) comprime l'air circulant dans la conduite d'entrée d'air frais (21) et délivre l'air comprimé dans la conduite de sortie d'air comprimé (22), une vanne de décharge (24) disposée de manière à renvoyer en position ouverte de l'air comprimé depuis la conduite de sortie (22) du compresseur (20) jusqu'à la conduite d'entrée (21) du compresseur (20), la vanne de décharge (24) délivrant un flux de décharge dans une conduite de décharge (23) en aval de la vanne de décharge (24), un boitier de compresseur (27) enveloppant le compresseur (20) sans envelopper le bloc moteur, un circuit de dégazage (40) de bloc moteur comprenant un séparateur air/huile et une conduite de circulation de flux de dégazage (41), le moteur comprenant en outre une jonction fluidique entre la conduite de décharge (23) et la conduite de circulation (41) de flux de dégazage de sorte que le flux de décharge rejoint le flux de dégazage à la jonction fluidique, la jonction fluidique étant disposée en aval du séparateur air/huile, caractérisé en ce que la jonction fluidique est disposée dans le boitier de compresseur (27).
2. Moteur à combustion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite de circulation de flux de dégazage (41) est orientée de manière à former un flux de dégazage rejoignant le flux de décharge selon un angle inférieur à 90 degrés, de sorte qu'une puissance dynamique respective de ces deux flux s'ajoute.
3. Moteur à combustion selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la conduite de décharge (23) présente à la jonction fluidique une section plus large qu'une section du circuit de dégazage (41) à la jonction fluidique.
4. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente une turbine d'entrainement (10) du compresseur (20) laquelle turbine (10) est entrainée par des gaz d'échappement du moteur, un boitier (13) enveloppant la turbine (10), le boitier (13) de la turbine (10) étant distinct du boitier (27) du compresseur (20).
5. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il présente une turbine (10) d'entrainement du compresseur (20) laquelle turbine (10) est entrainée par des gaz d'échappement du moteur, un boitier (13) enveloppant la turbine (10), le boitier (13) enveloppant la turbine (10) et le boitier (27) enveloppant le compresseur (20) étant constitués par un même boitier.
6. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente une turbine (10) d'entrainement du compresseur (20) laquelle turbine (10) est entrainée par des gaz d'échappement du moteur, un arbre d'entrainement (30) reliant la turbine (10) au compresseur (20), et un boitier (31) enveloppant l'arbre d'entrainement (30), le boitier (31) enveloppant l'arbre d'entrainement (30) étant distinct du boitier (27) du compresseur (20).
7. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il présente une turbine (10) d'entrainement du compresseur (20) laquelle turbine (10) est entrainée par des gaz d'échappement du moteur, un arbre d'entrainement (30) reliant la turbine (10) au compresseur (20), et un boitier (31) enveloppant l'arbre d'entrainement (30), le boitier (31) enveloppant l'arbre d'entrainement (30) et le boitier (27) du compresseur (20) étant constitués par un même boitier.
8. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boitier de compresseur (27) enveloppe la vanne de décharge (24).
9. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un piquage (25) sur la conduite de sortie (22) d'air comprimé du compresseur (20) et un piquage (26) sur la conduite d'entrée (21) d'air frais du compresseur (20) disposés de telle sorte que la vanne de décharge (24) renvoie de l'air comprimé depuis le piquage (25) de la conduite de sortie (22) du compresseur (20) jusqu'au piquage (26) de la conduite d'entrée (21) du compresseur (20), le boitier (27) du compresseur (20) enveloppant le piquage (25) de la conduite de sortie (22) du compresseur (20) et le piquage (26) de la conduite d'entrée (21) du compresseur (20).
10. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes.