FR3032225A1

FR3032225A1 - Dispositif et procede de nettoyage d’un circuit d’aspiration des gaz issus d’un carter

Info

Publication number: FR3032225A1
Application number: FR1550779A
Authority: FR
Inventors: Marc Jan; Arnaud Dupuis; Jean Novati
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2015-02-02
Publication date: 2016-08-05
Anticipated expiration: 2035-02-02
Also published as: EP3056697A1; FR3032225B1; EP3056697B1

Abstract

Dispositif (4) d'aspiration des gaz issus d'un carter (5) d'un moteur (2) à combustion interne comprenant : - un circuit (24) de dégazage principal relié au moteur (2) et à un sélecteur (26) comportant une position de compression permettant le passage de fluides dans le circuit (24) de dégazage principal et un circuit (28) de dégazage en compression relié au sélecteur (26) et à une entrée (38) d'un compresseur (34) relié au moteur (2), et - une vanne (35), disposé entre le compresseur (34) et le moteur (2), bloquant le lien entre le compresseur (34) et le moteur (2) lorsque le sélecteur (26) est dans une position de nettoyage permettant le passage des fluides dans un circuit (29) de dégazage en nettoyage relié au sélecteur (26) et à une sortie (39) du compresseur (34) et le circuit (24) de dégazage principal.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE DE NETTOYAGE D'UN CIRCUIT D'ASPIRATION DES GAZ ISSUS D'UN CARTER [0001] L'invention a trait au domaine de l'automobile, et plus précisément au circuit d'aspiration des gaz issus d'un carter (aussi appelé reniflard) d'un moteur à combustion interne équipant les véhicules. [0002] Un moteur à combustion interne comprend classiquement un carter partiellement rempli d'huile permettant la lubrification des organes en mouvement du moteur. Le moteur comprend au moins un cylindre muni d'une chambre de combustion dans laquelle se déroule une combustion d'un mélange air/carburant procurant à un piston, de forme complémentaire à la chambre de combustion, un mouvement de translation dans le cylindre. Le moteur comprend également une culasse, permettant l'ouverture et la fermeture de bouches d'admission du mélange air/carburant par des soupapes d'admission ainsi que de bouches d'échappement de gaz résultant de la combustion par des soupapes d'échappement, et un couvre-culasse. [0003] Une dimension extérieure du piston est inférieure à une dimension intérieure du cylindre afin de réduire un maximum de frottements entre le piston et le cylindre. Cependant, dans un souci de rendement, le piston est muni, sur une paroi extérieure, d'au moins un segment venant lécher une paroi latérale du cylindre permettant d'accroître l'étanchéité entre le piston et le cylindre et ainsi d'augmenter la puissance du moteur. [0004] Néanmoins, cette étanchéité n'est pas parfaite et une partie des gaz, résultant de la combustion du mélange air/carburant, parvient dans le carter (appelés gaz issus du carter et plus connus sous la dénomination anglophone « gaz de blow-by »). De plus, d'autres parties du moteur, telles que les soupapes, sont sujettes à un défaut d'étanchéité. Ces défauts d'étanchéité provoquent une augmentation de la pression dans le carter ainsi qu'entre la culasse et le couvre-culasse, amoindrissant les performances du moteur et pouvant abimer des joints et désamorcer un circuit de lubrification du moteur à combustion interne. Le carter et le couvre-culasse, reliés par le circuit de lubrification du moteur, ont une pression interne sensiblement identique. [0005] Il est connu d'ajouter un dispositif d'aspiration des gaz issus du carter, relié à un couvre-culasse et à la bouche d'admission du moteur à combustion interne, permettant de diminuer la pression présente dans le carter et le couvre-culasse en guidant les gaz issus du carter vers la chambre de combustion du cylindre. Ainsi, le document européen EP 1 327 753, décrit un dispositif d'aspiration des gaz issus du carter et un circuit d'admission d'air muni d'un compresseur relié à la chambre de combustion du cylindre. Le dispositif d'aspiration est relié à une entrée et une sortie du compresseur via une vanne trois voies. Lorsque le moteur à combustion interne et le compresseur sont en fonctionnement, la vanne permet le passage des gaz issus du carter vers l'entrée du compresseur. Lorsque le moteur est en fonctionnement et que le compresseur est arrêté, la vanne permet le passage des gaz issus du carter vers la sortie du compresseur et un circuit de contournement du compresseur est alors ouvert. [0006] Un tel dispositif permet de réduire la pression induite par les gaz issus du carter dans le moteur à combustion interne mais ne résout pas un problème de bouchon dans ledit dispositif. En effet, la diminution de pression des gaz issus du carter en sortie du moteur créée une vapeur d'eau qui, mélangée à de fines particules d'huile présentes dans les gaz issus du carter, forme une mousse. Dans des conditions hivernales et après l'arrêt du moteur, cette mousse gèle dans le dispositif d'aspiration des gaz issus du carter, en raison de la diminution de la pression en sortie du moteur additionnée à une faible température extérieure, et bouche le dispositif d'aspiration. [0007] Un premier objectif est de proposer un dispositif d'aspiration des gaz issus d'un carter d'un moteur à combustion interne apte à empêcher une mousse formée par les gaz issus du carter de boucher le dispositif d'aspiration. [0008] Un second objectif est de proposer un dispositif d'aspiration des gaz issus du carter facilement adaptable aux moteurs à combustion interne et aux circuits d'admission d'air existants. [0009] Un troisième objectif est de proposer un dispositif d'aspiration des gaz issus du carter simple et économique. [0010] Un quatrième objectif est de proposer un véhicule automobile équipé d'un tel dispositif d'aspiration des gaz issus du carter. [0011] A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un dispositif d'aspiration des gaz issus d'un carter d'un moteur à combustion interne, ce dispositif étant relié à un circuit d'admission d'air, comprenant un compresseur, lui-même relié au moteur à combustion interne, ce dispositif comprenant : un circuit de dégazage principal relié au moteur à combustion interne ; - un circuit de dégazage en compression relié à une entrée du compresseur ; un circuit de dégazage en nettoyage relié à une sortie du compresseur ; un sélecteur relié au circuit de dégazage principal, au circuit de dégazage en compression et au circuit de dégazage en nettoyage, comportant une position de compression permettant le passage de fluides dans le circuit de dégazage principal et le circuit de dégazage en compression et une position de nettoyage pour permettre le passage des fluides dans le circuit de dégazage principal et le circuit de dégazage en nettoyage ; une vanne, disposée entre le compresseur et le moteur à combustion interne, bloquant le lien entre le compresseur et le moteur à combustion interne lorsque le sélecteur est en position de nettoyage pour permettre la purge des gaz issus du carter du circuit de dégazage principal. [0012] Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : le sélecteur comprend une position trois voies permettant le passage des fluides dans le circuit de dégazage principal, le circuit de dégazage en compression et le circuit de dégazage en nettoyage ; la sélection de la position du sélecteur est réalisée par un moyen mécanique ; la sélection de la position du sélecteur est réalisée par un moyen électrique ; la sélection de la position du sélecteur est réalisée par un moyen hydraulique ou pneumatique ; le sélecteur est une vanne trois voies ; le circuit de dégazage principal est relié à un couvre-culasse du moteur à combustion interne. [0013] Il est proposé, en deuxième lieu, un procédé d'aspiration des gaz issus d'un carter mis en oeuvre par un dispositif tel que présenté ci-dessus, ce procédé comprenant les opérations consistant à : fournir de l'air au moteur à combustion interne via un circuit d'admission d'air comprenant un compresseur ; canaliser les gaz issus du carter vers une entrée du compresseur ; - bloquer l'air arrivant au moteur à combustion interne, via la vanne du circuit d'admission d'air, en sortie du compresseur ; - canaliser les gaz issus du carter depuis une sortie du compresseur vers un couvre-culasse ou un carter du moteur à combustion interne. [0014] Il est proposé, en troisième lieu, un calculateur apte à réaliser un procédé d'aspiration des gaz issus d'un carter d'un moteur à combustion interne tel que présenté ci-dessus. [0015] Il est proposé, en quatrième lieu, un véhicule automobile équipé d'un calculateur tel que présenté ci-dessus. [0016] D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description de modes de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne, un circuit d'admission d'air, un dispositif d'aspiration des gaz issus d'un carter du moteur et un circuit d'échappement ; la figure 2 est une vue schématique d'un moteur à combustion interne ; la figure 3 est une vue schématique d'un moteur à combustion interne, d'un circuit d'admission d'air, d'un dispositif d'aspiration des gaz issus d'un carter du moteur et d'un circuit d'échappement, représentant la circulation des fluides lorsque le moteur est en fonctionnement et un compresseur du circuit d'admission d'air est à l'arrêt ; la figure 4 est une vue similaire à la figure 3, représentant la circulation des fluides lorsque le moteur et le compresseur sont en fonctionnement ; la figure 5 est une vue similaire à la figure 3, représentant la circulation des fluides lorsque le compresseur est en fonctionnement et le moteur est à l'arrêt ; la figure 6 est une vue schématique d'une variante du circuit d'admission d'air et du circuit d'échappement de la figure 1. [0017] Sur la figure 1 est représenté un véhicule 1 automobile équipé d'un moteur 2 à combustion interne relié à un circuit 3 d'admission d'air, un dispositif 4 d'aspiration de gaz issus d'un carter 5 du moteur 2 et un circuit 6 d'échappement. [0018] Sur la figure 2 est illustré le moteur 2 à combustion interne comprenant le carter 5 partiellement rempli d'huile permettant la lubrification du moteur 2. Le moteur 2 comprend au moins un cylindre 7 définissant une chambre 8 de combustion dans laquelle se déroule une combustion d'un mélange air/carburant procurant à un piston 9, de forme complémentaire à la chambre 8 de combustion, un mouvement de translation dans le cylindre 7. La chambre 8 de combustion est définie par une paroi 10 supérieure du piston 9, une paroi 11 latérale du cylindre 7 et une paroi 12 inférieure d'une culasse 13. Une bielle 14 est solidaire du piston 9 et d'un vilebrequin 15, mobile suivant un mouvement de rotation par rapport au piston 9 et au vilebrequin 15. La culasse 13 permet l'ouverture et la fermeture d'au moins une bouche 16 d'admission du mélange air/carburant par une soupape 17 d'admission ainsi que d'au moins une bouche 18 d'échappement de gaz résultant de la combustion par une soupape 19 d'échappement. Le moteur 2 comprend également un couvre-culasse 20 permettant de protéger les soupapes d'admission 17 et d'échappement 19 pendant leur lubrification via un circuit 21 de lubrification reliant le couvre-culasse 20 au carter 5. [0019] Une dimension P extérieure du piston 9 est inférieure à une dimension C intérieure du cylindre 7 afin de réduire un maximum de frottements entre le piston 9 et le cylindre 7. Cependant, dans un souci de rendement, le piston 9 est généralement muni, sur une paroi 22 extérieure, de trois segments 23 venant lécher la paroi 11 latérale du cylindre 7 permettant d'accroître l'étanchéité entre le piston 9 et le cylindre 7. [0020] Le couvre-culasse 20 est relié au dispositif 4 d'aspiration des gaz issus du carter 5 du moteur 2 à combustion interne. Le dispositif 4 d'aspiration comprend un circuit 24 de dégazage principal relié, en une première extrémité 25, au couvre-culasse 20. Le dispositif 4 d'aspiration comprend également une vanne 26 trois voies reliée à une seconde extrémité 27 du circuit 24 de dégazage principal, à un circuit 28 de dégazage en compression et à un circuit 29 de dégazage en nettoyage. La vanne 26 trois voies comprend une position 30 trois voies, dont le parcours de fluides est représenté sur la figure 3, permettant le passage des fluides dans le circuit 24 de dégazage principal, le circuit 28 dégazage en compression et le circuit 29 de dégazage en nettoyage. La vanne 26 trois voies comprend une position 31 de compression, dont le parcours des fluides est représenté sur la figure 4, permettant le passage des fluides dans le circuit 24 de dégazage principal et le circuit 28 de dégazage en compression. La vanne 26 trois voies comprend également une position 32 de nettoyage, dont le parcours des fluides est représenté sur la figure 5, permettant le passage des fluides dans le circuit 24 de dégazage principal et le circuit 29 de dégazage en nettoyage. [0021] Sur les figures 3, 4 et 5 est représenté le circuit 3 d'admission d'air relié à la bouche 16 d'admission du moteur 2 à combustion interne, comprenant une entrée 33 d'air extérieur, un compresseur 34 et un papillon 35 placé entre le compresseur 34 et la bouche 16 d'admission du moteur 2. Le papillon 35 peut occuper toutes les positions entre une position 36 ouverte, représentée sur les figures 3 et 4, permettant le passage des fluides entre le compresseur 34 et le moteur 2 à combustion interne, et une position 37 fermée, représentée sur la figure 5, bloquant le passage des fluides entre le compresseur 34 et le moteur 2. Le circuit 28 de dégazage en compression est relié à une entrée 38 du compresseur 34 et le circuit 29 de dégazage en nettoyage est relié à une sortie 39 du compresseur 34. [0022] Les positons de la vanne 26 trois voies ainsi que du papillon 35, représentées en grisés sur les figures, illustrent une absence de passage du fluide. [0023] Le circuit 6 d'échappement est relié à la bouche 18 d'échappement du moteur 2 à combustion interne. [0024] Les positons de la vanne 26 trois voies ainsi que du papillon 35 peuvent être sélectionnées, par exemple, par un moyen mécanique, un moyen électrique ou un moyen hydraulique ou pneumatique. Le compresseur 34 peut être, par exemple, un compresseur mécanique, un compresseur électrique ou un compresseur hydraulique ou pneumatique. [0025] Si le moteur 2 à combustion interne est en fonctionnement, les gaz issus du carter 5 sont en surpression dans le carter 5 et le couvre-culasse 20 du moteur 2. Les gaz issus du carter 5 doivent donc être évacués afin de réduire des risques de détérioration du moteur 2. Au moins deux situations différentes peuvent se présenter : lorsque le compresseur 34 n'est pas en fonctionnement, la vanne 26 trois voies se trouve en position 30 trois voies guidant les gaz de carter 5, depuis le couvre-culasse 20 vers la bouche 16 d'admission du moteur 2, via le circuit 24 de dégazage principal, le circuit 29 de dégazage en nettoyage et le papillon 35, comme représenté sur la figure 3 ; - lorsque le compresseur 34 est en fonctionnement, la vanne 26 trois voies se trouve en position 31 de compression guidant les gaz de carter 5, depuis le couvre-culasse 20 vers la bouche 16 d'admission du moteur 2, via le circuit 24 de dégazage principal, le circuit 28 de dégazage en compression, le compresseur 34 et le papillon 35, comme représenté sur la figure 4. [0026] Si le fonctionnement du moteur 2 à combustion interne est arrêté, le papillon 35 se trouve en position fermé bloquant le passage des fluides entre le compresseur 34 et la bouche 16 d'admission du moteur 2. Les gaz issus du carter 5 ne sont plus en surpression dans le carter 5 et le couvre-culasse 20. Néanmoins, des gaz issus du carter 5 stagnent dans le dispositif 4 d'aspiration risquant de boucher ce dernier en gelant lors de faibles températures extérieures. [0027] Pour éviter cela, le compresseur 34 est en fonctionnement et la vanne 26 trois voies se trouve en position 32 de nettoyage guidant les gaz de carter 5, depuis l'entrée 33 d'air extérieur du circuit 3 d'admission d'air vers le couvre-culasse 20 du moteur 2, via le compresseur 34, le circuit 29 de dégazage en nettoyage et le circuit 24 de dégazage principal, comme représenté sur la figure 5. [0028] Les commandes des moyens permettant de sélectionner les positions de la vanne 26 trois voies et du papillon 35 ainsi que de contrôler le fonctionnement du moteur 2 et du compresseur 34 peuvent être réalisées par un calculateur (non représenté) qui analyse les états du moteur 2 pour générer et envoyer des ordres à la vanne 26 trois voies, au papillon 35, au moteur 2 et au compresseur 34. [0029] Selon un mode de réalisation représenté sur la figure 6, le circuit 3 d'admission d'air peut comprendre, seuls ou en combinaison, un filtre 40 à air relié à l'entrée 33 d'air extérieur, un turbocompresseur 41 placé à la sortie du compresseur 34, et un refroidisseur 42 à air placé entre le turbo compresseur 34 et le papillon 35. Le turbocompresseur 41 appartient également au circuit 6 d'échappement où des gaz d'échappement mettent en mouvement le turbocompresseur 41 [0030] Suivant un mode réalisation non représenté sur les figures, le circuit 24 de dégazage principal du dispositif 4 d'aspiration des gaz issus du carter 5 d'un moteur 2 à combustion interne peut être relié au carter 5 du moteur 2.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif (4) d'aspiration des gaz issus d'un carter (5) d'un moteur (2) à combustion interne, ce dispositif (4) étant relié à un circuit (3) d'admission d'air, comprenant un compresseur (34), lui-même relié au moteur (2) à combustion interne, ce dispositif (4) comprenant : un circuit (24) de dégazage principal relié au moteur (2) à combustion interne ; - un circuit (28) de dégazage en compression relié à une entrée (38) du compresseur (34) ; un circuit (29) de dégazage en nettoyage relié à une sortie (39) du compresseur (34) ; un sélecteur (26) relié au circuit (24) de dégazage principal, au circuit (28) de dégazage en compression et au circuit (29) de dégazage en nettoyage, comportant une position (31) de compression permettant le passage de fluides dans le circuit (24) de dégazage principal et le circuit (28) de dégazage en compression et une position (32) de nettoyage pour permettre le passage des fluides dans le circuit (24) de dégazage principal et le circuit (29) de dégazage en nettoyage ; ce dispositif (4) étant caractérisé en ce que le circuit (3) d'admission d'air comprend une vanne (35), disposée entre le compresseur (34) et le moteur (2) à combustion interne, bloquant le lien entre le compresseur (34) et le moteur (2) à combustion interne lorsque le sélecteur (26) est en position (32) de nettoyage pour permettre la purge des gaz issus du carter (5) du circuit (24) de dégazage principal.
2. Dispositif (4) d'aspiration des gaz issus du carter (5) du moteur (2) à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sélecteur (26) comprend une position (30) trois voies permettant le passage des fluides dans le circuit (24) de dégazage principal, le circuit (28) de dégazage en compression et le circuit (29) de dégazage en nettoyage.
3. Dispositif (4) d'aspiration des gaz issus du carter (5) du moteur (2) à combustion interne selon l'une des revendications 35 précédentes, caractérisé en ce que la sélection de la position du sélecteur (26) est réalisée par un moyen mécanique.
4. Dispositif (4) d'aspiration des gaz issus du carter (5) du moteur (2) à combustion interne selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la sélection de la position du sélecteur (26) est réalisée par un moyen électrique.
5. Dispositif (4) d'aspiration des gaz issus du carter (5) du moteur (2) à combustion interne selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la sélection de la position du sélecteur (26) est réalisée par un moyen hydraulique ou pneumatique.
6. Dispositif (4) d'aspiration des gaz issus du carter (5) du moteur (2) à combustion interne selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le sélecteur (26) est une vanne trois voies.
7. Dispositif (4) d'aspiration des gaz issus du carter (5) du moteur (2) à combustion interne selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit (24) de dégazage principal est relié à un couvre-culasse (20) du moteur (2) à combustion interne.
8. Procédé d'aspiration des gaz issus d'un carter (5) mis en oeuvre par un dispositif (4) d'aspiration selon l'une des revendications précédentes, ce procédé comprenant les opérations consistant à : fournir de l'air au moteur (2) à combustion interne via un circuit (3) d'admission d'air comprenant un compresseur (34) ; canaliser les gaz issus du carter (5) vers une entrée (38) du compresseur (34) ; ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend également les étapes consistant à : bloquer l'air arrivant au moteur (2) à combustion interne, via la vanne (35) du circuit (3) d'admission d'air, en sortie (39) du compresseur (34) ; canaliser les gaz issus du carter (5) depuis une sortie (39) du compresseur (34) vers un couvre-culasse (20) ou un carter (5) du moteur (2) à combustion interne.
9. Calculateur apte à réaliser un procédé d'aspiration des gaz issus d'un carter (5) d'un moteur (2) à combustion interne selon la revendication 8.
10. Véhicule (1) automobile équipé d'un calculateur selon la revendication 9.