FR3045732A1 - Circuit d'echappement d'un moteur a combustion - Google Patents

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Philippe Lutz
Florent David
Sebastien Potteau
Damien Fournigault
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Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
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Abstract

La présente invention présente un circuit d'échappement (3) d'un moteur à combustion (1), agencé pour évacuer les gaz d'échappement du moteur (1), comportant : - une turbine de suralimentation (17), agencée pour être traversée par des gaz d'échappement du moteur (1) et connectée fluidiquement au moteur (1) par une première portion de circuit (30), - une deuxième portion de circuit (31), connectée fluidiquement en sa première extrémité (24) à la première portion de circuit(30), la connexion étant située en amont de la turbine de suralimentation (17), - une vanne de contrôle de débit (5) comportant une voie d'entrée (18) et deux voies de sorties (19,20), la voie d'entrée (18) de la vanne étant connectée à la deuxième extrémité de la deuxième portion de circuit (31), caractérisé en ce que l'intégralité des gaz parcourant la portion de circuit située en aval de la connexion entre la première portion de circuit (30) et la deuxième portion de circuit (31) traverse la turbine (17).

Description

Circuit d'échappement d'un moteur à combustion
La présente invention concerne un circuit d'échappement d'un moteur à combustion, notamment pour véhicule automobile.
On connaît le principe de recirculer à l'admission une partie des gaz d'échappement d'un moteur thermique, équipant par exemple un véhicule automobile. Le fait de mélanger des gaz d'échappement avec l'air frais admis modifie le déroulement de la combustion du mélange carburé. Ainsi, la présence des gaz d'échappement, qui sont inertes chimiquement, et qui présentent une capacité calorifique élevée, permet de diminuer la température des gaz d'échappement. Sur un moteur à allumage commandé, on peut ainsi éviter ou limiter un enrichissement du mélange carburé. La tendance à l'auto-inflammation du mélange est également réduite, ce qui diminue la tendance au cliquetis. De plus, la recirculation des gaz d'échappement permet de diminuer les pertes par pompage. Ainsi, l'utilisation de recirculation de gaz d'échappement permet de diminuer la consommation spécifique de carburant, ce qui en fait une technologie très intéressante.
On connaît bien également le principe de comprimer l'air d'admission avant son admission dans le moteur, afin d'augmenter les performances du moteur. Une technologie très répandue consiste à utiliser pour cela un turbocompresseur, où un compresseur centrifuge comprime l'air comburant admis par le moteur, le compresseur étant lié en rotation avec une turbine entraînée par les gaz d'échappement du moteur. Afin de réguler la pression de suralimentation obtenue ainsi que le régime de rotation de l'ensemble compresseur et turbine, une soupape de décharge est couramment employée. Cette soupape de décharge permet de limiter la puissance disponible à la turbine, en faisant en sorte qu'une partie des gaz d'échappement sortant du moteur ne circule pas dans la turbine. L'ouverture de la soupape de décharge est gérée en fonction des conditions instantanées de fonctionnement du moteur.
Afin de réguler d'une part le débit de gaz d'échappement recirculés et d'autre part le débit de gaz ne passant pas dans la turbine, on fait habituellement appel à deux composants totalement distincts. Le but de l'invention proposée est d'intégrer ces deux composants dans un organe unique, ce qui simplifie le système, en particulier au niveau de sa commande. A cet effet, l'invention propose un circuit d'échappement d'un moteur à combustion, agencé pour évacuer les gaz d'échappement du moteur, comportant : une turbine de suralimentation, agencée pour être traversée par des gaz d'échappement du moteur et connectée fluidiquement au moteur par une première portion de circuit, une deuxième portion de circuit, connectée fluidiquement en sa première extrémité à la première portion de circuit, la connexion étant située en amont de la turbine de suralimentation, une vanne de contrôle de débit comportant une voie d'entrée et deux voies de sorties, la voie d'entrée de la vanne étant connectée à la deuxième extrémité de la deuxième portion de circuit, caractérisé en ce que l'intégralité des gaz parcourant la portion de circuit située en aval de la connexion entre la première portion de circuit et la deuxième portion de circuit traverse la turbine.
Autrement dit, la turbine de suralimentation ne comporte pas de soupape de décharge. Sa construction s'en trouve donc simplifiée. La vanne de contrôle de débit combine les deux fonctions de contrôle de recirculation de gaz d'échappement et de décharge de la turbine de suralimentation.
Selon un mode de réalisation préféré, la première voie de sortie de la vanne est connectée à un circuit d'admission du moteur. Les gaz d'échappement sortant de la première voie de sortie de vanne sont recirculés à l'admission du moteur. La première voie représente la fonction de recirculation des gaz d'échappement.
De préférence, la première voie de sortie de la vanne est connectée à un circuit d'admission du moteur en aval d'un compresseur de suralimentation. Les gaz d'échappement sont prélevés en amont de la turbine de suralimentation et sont recirculés en aval du compresseur de suralimentation, on parle d'architecture « haute pression ». La longueur du circuit de recirculation est minimisée, par conséquent le temps de réponse de la boucle de régulation du débit de gaz d'échappement recirculés l'est également.
En variante, la première voie de sortie de la vanne est connectée à un circuit d'admission du moteur en amont d'un compresseur de suralimentation. Dans ce cas, le différentiel de pression entre l'échappement et l'admission est toujours favorable à l'obtention d'un débit élevé.
Selon un mode de réalisation préféré, le débit de gaz d'échappement traversant chaque voie de sortie de la vanne peut être ajusté indépendamment du débit de l'autre voie de sortie. Ainsi, la régulation du débit de gaz d'échappement recirculés peut se faire indépendamment de la régulation du débit de gaz d'échappement passant dans la turbine.
Avantageusement, la vanne est agencée pour faire varier le débit traversant chaque voie de sortie de la vanne entre une valeur minimale et un débit maximal correspondant au débit entrant dans la vanne.
Plus précisément, la valeur minimale du débit traversant chaque voie de sortie correspond à un débit nul. Le débit dans chacune des deux voies de la vanne peut varier entre un débit nul, correspond à la fermeture de la voie considérée, et un débit maximal correspondant à la pleine ouverture de la voie considérée.
Selon un mode de réalisation préféré, la vanne est agencée pour ajuster le débit traversant chaque voie de sortie de la vanne par déplacement d'un obturateur mobile disposé dans chaque voie de sortie, chaque obturateur mobile étant agencé pour faire varier la section efficace de la voie de sortie dans laquelle il est disposé. L'obturateur mobile de chacune des voies peut bouger entre deux positions extrêmes. La première position extrême correspond à la fermeture totale de la voie. La deuxième position extrême correspond à l'ouverture totale de la voie.
De préférence, l'obturateur mobile peut être déplacé de manière continue entre les deux positions extrêmes mentionnées. L'obturateur mobile peut être une soupape, ou un volet rotatif, ou un boisseau rotatif, ou un obturateur coulissant de type guillotine. L'obturateur mobile est choisi en fonction des contraintes thermiques associées au moteur et en fonction du niveau de fuite maximal attendu.
De préférence, la première voie de sortie de la vanne est connectée à un échangeur de chaleur. Les gaz d'échappement recirculés sont ainsi refroidis avant d'être réadmis dans le moteur, ce qui augmente leur efficacité.
Avantageusement, la première voie de sortie de la vanne est connectée à un circuit d'admission du moteur en aval d'un organe de dosage du débit d'air frais. L'organe de dosage du débit permet de contrôler le couple délivré par le moteur.
Selon un mode de réalisation préféré, la deuxième voie de sortie de la vanne est connectée au circuit d'échappement en aval de la turbine de suralimentation. La deuxième voie de sortie de la vanne joue ainsi le rôle d'une soupape de décharge de la turbine de suralimentation.
Selon un mode de réalisation, la deuxième voie de sortie de la vanne est connectée au circuit d'échappement en un point situé en amont d'une deuxième turbine de suralimentation. Dans le cas d'une suralimentation avec au moins deux turbocompresseurs, les gaz d'échappement ayant emprunté la voie de décharge de la première turbine rejoignent le circuit en amont de la deuxième turbine afin d'amener de l'énergie à cette dernière.
En variante, la deuxième voie de sortie de la vanne est connectée à une sortie du circuit d'échappement distincte d'une sortie du circuit d'échappement connectée à la turbine. Dans certains cas, le dessin du circuit d'échappement peut être simplifié lorsqu'on n'a pas la contrainte de faire se rejoindre les différentes sorties.
De préférence, la turbine est solidaire en rotation d'un compresseur centrifuge de suralimentation. Cette architecture correspondant à l'ensemble dit « turbocompresseur » est la plus répandue.
Selon un mode de réalisation, la vanne est agencée pour permettre un premier mode de fonctionnement dans lequel la première voie de sortie de la vanne est en position de débit maximal et la deuxième voie de sortie de vanne est simultanément en position de débit maximal, chaque position de débit maximal correspondant à la section efficace maximale de la voie de sortie considérée. Ce mode de fonctionnement correspond à l'obtention d'un fort taux de gaz d'échappement recirculés et en même temps une ouverture de la soupape de décharge. Ce mode est utilisé notamment dans la zone de fonctionnement à couple moteur moyen.
Avantageusement, la vanne est agencée pour permettre un deuxième mode de fonctionnement dans lequel la première voie de sortie de la vanne est en position de débit minimal et la deuxième voie de sortie de la vanne est simultanément en position de débit minimal. Ce mode de fonctionnement correspond à l'absence de recirculation de gaz d'échappement et d'utilisation de toute l'énergie des gaz d'échappement pour la turbine. Ce mode est utilisé notamment dans la zone de fonctionnement à bas régime et couple moteur proche du couple maximal.
Avantageusement, la vanne est agencée pour permettre un troisième mode de fonctionnement dans lequel l'ouverture de la première voie de sortie de la vanne est contrôlée entre sa position de débit minimal et sa position de débit maximal, la deuxième voie de sortie de la vanne étant simultanément en position de débit maximal. Ce mode de fonctionnement est utilisé notamment dans la zone de fonctionnement à régime de rotation moyen et bas couple. Dans ces conditions, on cherche à réguler le taux de gaz d'échappement recirculés, tout en ayant la soupape de décharge de la turbine ouverte.
De préférence, le rapport entre le débit traversant la première voie de sortie de la vanne et le débit traversant la deuxième voie de sortie de la vanne, lorsque chaque voie de sortie est en position d'ouverture maximale, est compris entre 0,35 et 0,75. Le dimensionnement des deux voies de la vanne permet ainsi de répondre au besoin naturel du moteur pour le premier mode de fonctionnement. L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures.
La figure 1 représente de manière schématique un moteur à combustion équipé d'un circuit d'échappement selon l'invention,
La figure 2a représente les différents modes d'utilisation de la première voie de la vanne représentée sur la figure 1, en fonction du couple et du régime de rotation du moteur,
La figure 2b représente les différents modes d'utilisation de la deuxième voie de la vanne représentée sur la figure 1, en fonction du couple et du régime de rotation du moteur,
La figure 3 représente l'ouverture des deux voies de la vanne en fonction du signal de commande appliqué à la vanne.
On a représenté sur la figure 1 un moteur 1 comportant un circuit d'admission 2 en gaz comburant, un circuit d'échappement 3. Le circuit d'admission 2 comprend un dispositif de suralimentation 4 et le circuit d'échappement comprend un dispositif de dépollution 6.
Le moteur 1 est du type à allumage commandé. L'alimentation en gaz comburant se déroule de la manière suivante : l'air est admis au niveau de l'entrée 10 du circuit d'admission 2, puis traverse un compresseur de suralimentation 11. Le débit d'air comburant est ajusté par une vanne de dosage 12, appelée boîtier papillon, en fonction notamment de la valeur du couple à fournir par le moteur. L'air comburant rejoint ensuite le répartiteur d'admission 13 et est refroidi par un échangeur de chaleur 14. Le répartiteur d'admission 13 distribue l'air comburant dans chacun des cylindres du moteur 1.
Par ailleurs, le carburant est admis sous pression dans les chambres de combustion du moteur 1, par les injecteurs 15. Les autres éléments du circuit d'alimentation en carburant n'ont pas été représentés.
Après combustion dans le moteur 1, les gaz brûlés provenant de chacun des cylindres sont rassemblés par le collecteur d'échappement 16 qui les dirige vers la turbine 17 du dispositif de suralimentation 4.
La turbine 17 est solidaire en rotation du compresseur centrifuge de suralimentation 11, l'énergie fournie par la détente des gaz dans la turbine 17 servant à assurer le travail de compression de la partie compresseur 11. Afin d'adapter l'énergie disponible à la turbine et l'énergie nécessaire au compresseur, le débit de gaz d'échappement traversant la turbine 17 devra être régulé.
Pour cela, le circuit d'échappement 3 du moteur à combustion 1, agencé pour évacuer les gaz d'échappement du moteur 1, comporte :
Une turbine de suralimentation 17, agencée pour être traversée par des gaz d'échappement du moteur 1 et connectée fluidiquement au moteur 1 par une première portion de circuit 30,
Une deuxième portion de circuit 31, connectée fluidiquement en sa première extrémité 24 à la première portion de circuit 30, la connexion étant située en amont de la turbine de suralimentation 17,
Une vanne de contrôle de débit 5 comportant une voie d'entrée 18 et deux voies de sorties 19,20, la voie d'entrée 18 de la vanne étant connectée à la deuxième extrémité de la deuxième portion de circuit 31, et est caractérisé en ce que l'intégralité des gaz parcourant la portion de circuit située en aval de la connexion entre la première portion de circuit 30 et la deuxième portion de circuit 31 traverse la turbine 17.
Autrement dit, la turbine de suralimentation 17 ne comporte pas de soupape de décharge. Sa construction s'en trouve donc simplifiée et son coût réduit.
La vanne de contrôle de débit 5 combine les deux fonctions de vanne de recirculation de gaz d'échappement et de soupape de décharge de la turbine de suralimentation.
Pour cela, la vanne 5 comporte une voie d'entrée 18 et deux voies de sorties 19 et 20.
La première voie de sortie 19 de la vanne 5 est connectée au circuit d'admission 2 du moteur 1. La première voie de sortie 19 assure donc la fonction de recirculation des gaz d'échappement.
La régulation du débit de gaz d'échappement traversant la turbine 17 est réalisée en jouant sur les débits sortant des voies de sorties 19 et 20 de la vanne 5.
Plus précisément, la première voie de sortie 19 de la vanne 5 est connectée au circuit d'admission 2 du moteur 1 en aval d'un compresseur de suralimentation 11.
La recirculation de gaz d'échappement est dite « haute pression », les gaz d'échappement étant prélevés en amont de la turbine de suralimentation 17 et recirculés en aval du compresseur de suralimentation 11.
Selon un mode de réalisation non représenté, la première voie de sortie de la vanne est connectée à un circuit d'admission du moteur en amont d'un compresseur de suralimentation. Dans ce cas, le différentiel de pression entre l'échappement et l'admission est toujours favorable à l'obtention d'un débit élevé. Le compresseur doit être renforcé afin de résister aux particules pouvant se trouver dans les gaz d'échappement.
Selon un mode de réalisation préféré, le débit de gaz d'échappement traversant chaque voie de sortie 19,20 de la vanne 5 peut être ajusté indépendamment du débit de l'autre voie de sortie 19,18.
Ainsi, la régulation du débit de gaz d'échappement recirculés peut se faire indépendamment de la régulation du débit de gaz d'échappement passant dans la turbine.
Pour cela, la vanne 5 est agencée pour faire varier le débit traversant chaque voie de sortie 19,20 de la vanne 5 entre une valeur minimale et un débit maximal correspondant au débit entrant dans la vanne 5.
Plus précisément, la valeur minimale du débit traversant chaque voie de sortie 19,20 correspond à un débit nul.
Le débit dans chacune des deux voies de la vanne peut varier entre un débit nul, correspond à la fermeture de la voie considérée, et un débit maximal correspondant à la pleine ouverture de la voie considérée.
La vanne 5 est agencée pour ajuster le débit traversant chaque voie de sortie 19,20 de la vanne 5 par déplacement d'un obturateur mobile 21,22 disposé dans chaque voie de sortie 19,20, chaque obturateur mobile 21,22 étant agencé pour faire varier la section efficace de la voie de sortie 19,20 dans laquelle il est disposé. L'obturateur mobile de chacune des voies peut bouger entre deux positions extrêmes. La première position extrême correspond à la fermeture totale de la voie. La deuxième position extrême correspond à l'ouverture totale de la voie.
Sur l'exemple représenté, l'obturateur mobile peut être déplacé de manière continue entre les deux positions extrêmes mentionnées.
Les obturateurs mobiles 21 et 22 sont ici des soupapes. En position fermée, chacune des soupapes repose sur son siège et obture complètement la voie de sortie dans laquelle la soupape se trouve. Même si en pratique il existe un débit de fuite, on considère que le débit de gaz est nul lorsque la soupape repose sur son siège. Le débit de fuite est en effet négligeable par rapport au débit maximal de la vanne.
La vanne 5 comporte un organe de commande unique 23, l'organe de commande 23 actionnant chacun des éléments mobiles 19,20. Un moteur électrique, non représenté, actionne l'organe de commande 23. Le moteur électrique est lui-même commandé par une unité électronique de commande, également non représentée, qui pilote l'ensemble des actionneurs électromagnétiques du moteur 1.
La première voie de sortie 19 de la vanne 5 est connectée à un échangeur de chaleur 25.
Les gaz d'échappement recirculés sont ainsi refroidis avant d'être réadmis dans le moteur, ce qui augmente leur efficacité, aussi bien pour la diminution de la sensibilité au cliquetis que pour la diminution des émissions d'oxyde d'azote.
La première voie de sortie 19 de la vanne 5 est connectée au circuit d'admission 2 du moteur 1 en aval d'un organe de dosage du débit 12 d'air frais, appelé boîtier papillon.
La deuxième voie de sortie 20 de la vanne 5 est connectée au circuit d'échappement 3 en aval de la turbine de suralimentation 17.
La deuxième voie de sortie de la vanne joue ainsi le rôle d'une soupape de décharge de la turbine de suralimentation.
Les gaz sortant de la deuxième voie de sortie 20 de la vanne 5, une fois rassemblés avec ceux sortant de la turbine 17 traversent le dispositif de dépollution 6. Le dispositif de dépollution 6 comporte un catalyseur dit « 3 voies », ou un catalyseur d'oxydation, ou encore un piège à oxydes d'azote.
Selon un mode de réalisation non représenté, la deuxième voie de sortie 20 de la vanne est connectée au circuit d'échappement en un point situé en amont d'une deuxième turbine de suralimentation.
Cette configuration correspondant à une suralimentation avec au moins deux turbocompresseurs. Les gaz d'échappement ayant emprunté la voie de décharge de la première turbine rejoignent le circuit en amont de la deuxième turbine afin d'amener de l'énergie à cette dernière.
Dans un autre exemple d'application, également non représenté, la deuxième voie de sortie 20 de la vanne 5 est connectée à une sortie du circuit d'échappement distincte d'une sortie 26 du circuit d'échappement connectée à la turbine 17.
Les figures 2a, 2b et 3 détaillent les modes de fonctionnement de la partie de la vanne assurant la fonction recirculation de gaz d'échappement ainsi que de la partie de la vanne assurant la fonction soupape de décharge de la turbine.
La figure 2a représente les différents modes d'utilisation de la partie de vanne assurant la fonction soupape de décharge de la turbine, en fonction du régime moteur et du couple moteur produit, le régime moteur correspondant à l'axe X et le couple correspondant à l'axe Y.
La courbe Cl représente le couple maximal que le moteur peut produire, en fonction du régime de rotation.
Dans la zone Al, la voie de sortie 20 de la vanne est grande ouverte. En effet, dans cette zone de fonctionnement à faible couple, le compresseur de suralimentation n'est pas actif, et il est souhaitable de diminuer la pression dans l'échappement en amont de la turbine, afin de réduire les pertes par pompages du moteur. La soupape de décharge de la turbine est donc grande ouverte.
Dans la zone A2, la soupape de décharge est progressivement fermée lorsque le couple produit augmente. En effet, pour que le couple augmente le débit d'air doit augmenter, l'intervention du compresseur est donc nécessaire. Par conséquent, la turbine doit fournir l'énergie nécessaire au compresseur pour comprimer les gaz d'admission, il faut donc qu'une partie de plus en plus importante des gaz d'échappement traverse la turbine.
Pour atteindre la courbe Cl représentant le couple maximal, la soupape de décharge est totalement fermée pour la plupart des régimes. Dans la zone A3, la soupape de décharge peut être faiblement ouverte, principalement pour éviter un régime de rotation du turbocompresseur excessif lors d'un fonctionnement du moteur à une altitude supérieure à celle du niveau de la mer.
La figure 2b représente les différents modes d'utilisation de la partie de vanne assurant la fonction recirculation de gaz d'échappement, en fonction du régime moteur et du couple produit. Comme précédemment, le régime moteur correspond à l'axe X et le couple correspond à l'axe Y.
Dans la zone Bl, il n'y a pas de recirculation de gaz d'échappement, la voie 19 est fermée. En effet, lors du fonctionnement à faible couple la recirculation des gaz d'échappement n'est pas nécessaire, car il y a peu de risque de cliquetis et les gaz d'échappement sont à une température modérée, ne nécessitant pas d'enrichissement.
Dans la zone B2, il n'y a pas non plus de recirculation de gaz d'échappement car on cherche à maximiser la quantité d'air introduite dans le moteur, afin d'obtenir le couple maximal.
Dans la zone B3, la vanne de recirculation de gaz d'échappement est partiellement ouverte, afin de réguler le débit de gaz d'échappement recirculés.
La figure 3 détaille l'ouverture de chacune des voies 19 et 20 en fonction du signal de commande envoyé au moyen de commande 23.
La position fermée correspond à une valeur nulle de la courbe sur l'axe vertical, la position grande ouverte correspond à la position maximale atteinte sur l'axe vertical.
Le signal de commande est une tension moyenne de commande d'un moteur électrique actionnant le moyen de commande 23. La tension de commande peut varier par hachage d'une tension continue de commande.
La courbe DI représente l'ouverture de la première voie de sortie, c'est-à-dire la voie de recirculation des gaz d'échappement. La courbe D2 représente un premier exemple de gestion de l'ouverture de la deuxième voie de sortie, c'est-à dire la voie de décharge de la turbine de suralimentation. La courbe D3 représente un autre exemple de gestion de l'ouverture de la deuxième voie de sortie.
Comme on peut le voir sur la figure 3, la vanne 5 est agencée pour permettre un premier mode de fonctionnement dans lequel la première voie de sortie 19 de la vanne est en position de débit maximal et la deuxième voie de sortie de vanne 20 est simultanément en position de débit maximal, chaque position de débit maximal correspondant à la section efficace maximale de la voie de sortie 19,20 considérée. Ce mode est indiqué par la flèche F2.
Ce mode de fonctionnement correspond à l'obtention d'un fort taux de gaz d'échappement recirculés, avec en même temps une ouverture de la soupape de décharge. Ce mode est utilisé notamment dans la zone de fonctionnement à couple moteur moyen, telle les zones Al et B3.
La vanne 5 est agencée pour permettre un deuxième mode de fonctionnement dans lequel la première voie de sortie 19 de la vanne 5 est en position de débit minimal et la deuxième voie de sortie 20 de la vanne 5 est simultanément en position de débit minimal. Ce mode est indiqué par la flèche F4.
Ce mode de fonctionnement correspond l'absence de recirculation de gaz d'échappement et l'utilisation de toute l'énergie des gaz d'échappement pour la turbine. Ce mode est utilisé notamment dans la zone de fonctionnement à bas régime et couple moteur proche du couple maximal, comme schématisé par la zone B2 de la figure 2b.
Dans la plage située entre F3 et F4, la première voie est fermée alors que la deuxième voie est légèrement ouverte, il est donc possible de réguler le débit dans la turbine sans avoir de recirculation de gaz d'échappement. Ce mode de fonctionnement peut être utilisé dans la zone A3.
En variante, la deuxième voie de sortie de la vanne est gérée selon le profil de D3, c'est-à-dire que la deuxième voie de sortie arrive à sa position fermée avant la première voie de sortie. Dans ce cas, on obtient un fonctionnement dans lequel la soupape de décharge de la turbine est fermée et le débit de gaz d'échappement recirculés peut être régulé. Ce mode est obtenu dans la plage située entre les flèches F4b et F3.
La vanne 5 est agencée pour permettre un troisième mode de fonctionnement dans lequel l'ouverture de la première voie de sortie 19 de la vanne 5 est contrôlée entre sa position de débit minimal et sa position de débit maximal, la deuxième voie de sortie 20 de la vanne 5 étant simultanément en position de débit maximal. Ce mode correspond à la plage située entre les flèches Fi et F2.
Ce mode de fonctionnement est utilisé notamment dans la zone de fonctionnement à régime de rotation moyen et bas couple, comme schématisé par les zones Al et B1 de la figure 2. Dans ces conditions, on cherche à réguler le taux de gaz d'échappement recirculés, tout en ouvrant la soupape de décharge.
Les sections de passage des premières et deuxième voies de sortie de la vanne 5 sont telles que le rapport entre le débit traversant la première voie de sortie 19 de la vanne 5 et le débit traversant la deuxième voie de sortie 20 de la vanne 5, lorsque chaque voie de sortie 19,20 est en position d'ouverture maximale, est compris entre 0,35 et 0,75. Autrement dit, lorsque chaque voie de sortie est en position d'ouverture maximale, la quantité de gaz d'échappement recirculée est comprise entre un tiers et les trois quarts de la quantité de gaz passant par la voie de décharge de la turbine de suralimentation.
Le dimensionnement de la section de passage de chacune des deux voies de la vanne permet ainsi de répondre au besoin du moteur pour le premier mode de fonctionnement, schématisé par F2.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Circuit d'échappement (3) d'un moteur à combustion (1), agencé pour évacuer les gaz d'échappement du moteur (1), comportant : une turbine de suralimentation (17), agencée pour être traversée par des gaz d'échappement du moteur (1) et connectée fluidiquement au moteur (1) par une première portion de circuit (30), une deuxième portion de circuit (31), connectée fluidiquement en sa première extrémité (24) à la première portion de circuit(30), la connexion étant située en amont de la turbine de suralimentation (17), une vanne de contrôle de débit (5) comportant une voie d'entrée (18) et deux voies de sorties (19,20), la voie d'entrée (18) de la vanne étant connectée à la deuxième extrémité de la deuxième portion de circuit (31), caractérisé en ce que l'intégralité des gaz parcourant la portion de circuit située en aval de la connexion entre la première portion de circuit (30) et la deuxième portion de circuit (31) traverse la turbine (17).
  2. 2. Circuit selon la revendication 1, selon lequel la première voie de sortie (19) de la vanne (5) est connectée à un circuit d'admission (2) du moteur (1).
  3. 3. Circuit selon la revendication précédente, selon lequel la première voie de sortie (19) de la vanne (5) est connectée à un circuit d'admission (2) du moteur (1) en aval d'un compresseur de suralimentation (11).
  4. 4. Circuit selon l'une des revendications précédentes, agencé de sorte que le débit de gaz d'échappement traversant chaque voie de sortie (19,20) de la vanne (5) peut être ajusté indépendamment du débit de l'autre voie de sortie (20,19).
  5. 5. Circuit selon la revendication précédente, la vanne (5) étant agencée pour ajuster le débit traversant chaque voie de sortie (19,20) de la vanne (5) par déplacement d'un obturateur mobile (21,22) disposé dans chaque voie de sortie (19,20), chaque obturateur mobile (21,22) étant agencé pour faire varier la section efficace de la voie de sortie (19,20) dans laquelle il est disposé.
  6. 6. Circuit selon l'une des revendications précédentes, selon lequel la deuxième voie de sortie (20) de la vanne (5) est connectée au circuit d'échappement (3) en aval de la turbine de suralimentation (17).
  7. 7. Circuit selon l'une des revendications précédentes, selon lequel la vanne est agencée pour permettre un premier mode de fonctionnement dans lequel la première voie de sortie (19) de la vanne est en position de débit maximal et la deuxième voie de sortie de vanne (20) est simultanément en position de débit maximal, chaque position de débit maximal correspondant à la section efficace maximale de la voie de sortie (19,20) considérée.
  8. 8. Circuit selon l'une des revendications précédentes, selon lequel la vanne (5) est agencée pour permettre un deuxième mode de fonctionnement dans lequel la première voie de sortie (19) de la vanne (5) est en position de débit minimal et la deuxième voie de sortie (20) de la vanne (5) est simultanément en position de débit minimal.
  9. 9. Circuit selon l'une des revendications précédentes, selon lequel la vanne (5) est agencée pour permettre un troisième mode de fonctionnement dans lequel l'ouverture de la première voie de sortie (19) de la vanne (5) est contrôlée entre sa position de débit minimal et sa position de débit maximal, la deuxième voie de sortie (20) de la vanne (5) étant simultanément en position de débit maximal.
  10. 10. Circuit selon l'une des revendications précédentes, selon lequel le rapport entre le débit traversant la première voie de sortie (19) de la vanne (5) et le débit traversant la deuxième voie de sortie (20) de la vanne (5), lorsque chaque voie de sortie (19,20) est en position d'ouverture maximale, est compris entre 0,35 et 0,75.
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