FR3092360A1 - Separator device with at least one cyclone and method for separating oil from crankcase gases of an internal combustion engine - Google Patents

Separator device with at least one cyclone and method for separating oil from crankcase gases of an internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Le dispositif (10) de séparation des gaz de carter (G) comprend une enceinte (1) de remplissage d’huile comportant une extrémité supérieure (11a) tubulaire et une extrémité inférieure (11b) avec un débouché (7) d’écoulement gravitaire d’huile. L’extrémité supérieure forme une ouverture (12) de remplissage d’huile pour la lubrification du moteur. Les gaz (G) sont amenés et traités dans une chambre de séparation (18) d’un cyclone (15) placé dans l’enceinte (1). Le cyclone (15) délimite la chambre (18), située sous le bouchon (20) dans la configuration d’obturation, et un écoulement gravitaire d’huile séparée dans cette chambre et/ou d’huile fraîche introduite par l’ouverture (12) s’effectue via le débouché inférieur (7) en communication avec le carter d’huile. Une cheminée (19) du cyclone (15) communique avec l’orifice de sortie (S) du dispositif, via un creux (20c) du bouchon (20), afin d’évacuer axialement par le haut les gaz traités dans la chambre de séparation (18). Figure pour l’abrégé : F i gure 3The device (10) for separating the crankcase gases (G) comprises an oil filling chamber (1) having a tubular upper end (11a) and a lower end (11b) with a gravity flow outlet (7) of oil. The upper end forms an oil filling opening (12) for lubricating the engine. The gases (G) are fed and treated in a separation chamber (18) of a cyclone (15) placed in the enclosure (1). The cyclone (15) delimits the chamber (18), located under the plug (20) in the shut-off configuration, and a gravity flow of oil separated into this chamber and / or fresh oil introduced through the opening ( 12) is carried out via the lower outlet (7) in communication with the oil sump. A chimney (19) of the cyclone (15) communicates with the outlet (S) of the device, via a hollow (20c) of the plug (20), in order to axially evacuate the gases treated in the chamber from above. separation (18). Figure for the abstract: F i gure 3

Description

DISPOSITIF SEPARATEUR DOTE D’AU MOINS UN CYCLONE ET PROCEDE, POUR SEPARER L’HUILE DES GAZ DE CARTER D’UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNESEPARATOR DEVICE PROVIDED WITH AT LEAST ONE CYCLONE AND METHOD FOR SEPARATE OIL FROM THE CRANKCASE GAS OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

L’invention concerne la séparation de liquide des gaz de carter dans les moteurs thermiques des véhicules routiers (ex : automobiles, poids lourds, motocyclette), bateaux ou moteurs thermiques industriels (groupe électrogène par exemple).The invention relates to the separation of liquid from the crankcase gases in the heat engines of road vehicles (e.g. cars, heavy goods vehicles, motorcycles), boats or industrial heat engines (generator for example).

Les matières issues du carter sont notamment constituées, d'une part, d'une partie liquide telle qu'un aérosol dont la distribution en nombre de gouttelettes est centrée, par exemple, aux environs de 0,6 µm et d'un film d'huile déposé sur les parois du carter, et d'autre part, d'une partie gazeuse telle que des vapeurs de carburant, d'eau ou d'huile, et enfin d'une partie solide telle que des suies en suspension dans le gaz ou dans le liquide, contenues dans le carter.The materials from the housing consist in particular, on the one hand, of a liquid part such as an aerosol whose distribution in number of droplets is centered, for example, around 0.6 μm and of a film of oil deposited on the walls of the crankcase, and on the other hand, of a gaseous part such as vapors of fuel, water or oil, and finally of a solid part such as soot in suspension in the gas or in the liquid, contained in the crankcase.

A cause des fuites à la segmentation et au niveau des soupapes, des gaz chargés d'imbrûlés s'introduisent dans le carter moteur provoquant une augmentation de la pression du carter moteur. Afin d'éviter que cette pression à l'intérieur du carter ne devienne trop importante, ces gaz doivent être évacués tout en sachant que la réglementation imposée interdit que l'évacuation des gaz ne se fasse dans l'environnement. Ainsi, de manière connue en soi le carter est relié à l'admission d'air du moteur à combustion interne via un dispositif de séparation afin d'évacuer en continu ces gaz ; c'est ce que l'on appelle plus communément le circuit de recyclage des gaz de carter ou gaz de blow-by par l'homme du métier.Because of the leaks at the segmentation and at the level of the valves, gases loaded with unburned substances are introduced into the crankcase causing an increase in the pressure of the crankcase. In order to prevent this pressure inside the casing from becoming too great, these gases must be evacuated knowing that the regulations imposed prohibit the evacuation of the gases from taking place into the environment. Thus, in a manner known per se, the casing is connected to the air intake of the internal combustion engine via a separation device in order to continuously evacuate these gases; this is what is more commonly called the crankcase gas or blow-by gas recycling circuit by those skilled in the art.

Différents moyens de séparation de gaz de carter sont employés dans l’art antérieur, notamment les systèmes à chicanes, les éléments filtrants et les séparateurs cycloniques. Les systèmes à chicanes, formant des parois d’impaction, sont cependant peu efficaces pour la séparation d’aérosols d’huile très fins. Leur utilisation est donc limitée, surtout lorsqu’il existe des contraintes importantes pour limiter l’encombrement.Various means of crankcase gas separation are employed in the prior art, including baffle systems, filter elements and cyclone separators. However, baffle systems, forming impaction walls, are not very effective for the separation of very fine oil aerosols. Their use is therefore limited, especially when there are significant constraints to limit the size.

Dans la famille des éléments filtrants, la séparation fait intervenir des filtres coalesceurs. De tels filtres comprennent un réseau de fibres permettant la capture des fines gouttelettes d’huile. Les gouttelettes d’huile se regroupent ensuite pour former de plus grosses gouttes capables de glisser par gravité le long du média. Ces filtres sont typiquement placés dans un boîtier fixé au moteur, dans le module de filtration d’huile ou dans le couvre-culasse. Ils sont efficaces (efficacité de séparation de 50 à 80 %) mais peuvent s’encrasser et génèrent de la perte de charge. On connaît, par le document EP 2108790, une solution peu encombrante utilisant un insert filtrant monté sous un bouchon coiffant une enceinte de remplissage d’huile. Le média filtrant est alors facile d’accès pour permettre son remplacement ou une simple vérification de son état.In the family of filtering elements, separation involves coalescing filters. Such filters include a network of fibers allowing the capture of fine oil droplets. The oil droplets then coalesce to form larger drops capable of sliding by gravity along the media. These filters are typically placed in a housing attached to the engine, in the oil filtration module or in the cylinder head cover. They are effective (separation efficiency of 50 to 80%) but can clog up and generate pressure drop. Document EP 2108790 discloses a space-saving solution using a filter insert mounted under a cap covering an oil filling enclosure. The filter medium is then easy to access to allow its replacement or a simple check of its condition.

Il existe un besoin pour des solutions compactes et durables (ne nécessitant pas d’étape de rechange par exemple), permettant de réaliser la séparation le plus près possible du moteur pour éviter un refroidissement des gaz et tout phénomène de condensation d’eau durant leur parcours jusqu’au séparateur.There is a need for compact and durable solutions (not requiring a spare stage for example), making it possible to carry out the separation as close as possible to the engine to avoid cooling of the gases and any phenomenon of water condensation during their route to the separator.

OBJETS DE L’INVENTIONOBJECTS OF THE INVENTION

Il est proposé selon l'invention un dispositif de séparation pour séparer des éléments en suspension dans un gaz issu d'un carter de moteur à combustion interne, le dispositif comprenant :
- une enceinte de remplissage d’huile comportant une extrémité supérieure, une extrémité inférieure, et un passage de communication avec le carter du moteur formant une entrée du dispositif,
- un bouchon amovible pour obturer l’extrémité supérieure, cette extrémité supérieure étant tubulaire en s’étendant autour d’un axe central pour former une ouverture de remplissage en huile pour la lubrification du moteur lorsque le bouchon est enlevé,
- une chambre de séparation placée sous le bouchon,
- un orifice de sortie pour l’évacuation de gaz qui ont été traités dans la chambre de séparation,
- un débouché inférieur d’écoulement gravitaire d’huile séparée dans la chambre de séparation et/ou d’huile fraîche introduite par l’ouverture de remplissage, le débouché inférieur étant situé dans l’extrémité inférieure et en communication avec le carter d’huile dudit moteur, et
- un cyclone formant/incluant une chambre de séparation et pourvu d’une cheminée, en communication avec l’orifice de sortie, pour l’évacuation axiale par le haut des gaz traités dans la chambre de séparation.
According to the invention, a separation device is proposed for separating elements in suspension in a gas issuing from an internal combustion engine crankcase, the device comprising:
- an oil filling enclosure comprising an upper end, a lower end, and a passage communicating with the engine casing forming an inlet of the device,
- a removable cap to seal the upper end, this upper end being tubular extending around a central axis to form an oil filling opening for engine lubrication when the cap is removed,
- a separation chamber placed under the cap,
- an outlet orifice for the evacuation of gases which have been treated in the separation chamber,
- a lower outlet for the gravity flow of oil separated into the separation chamber and/or of fresh oil introduced through the filling opening, the lower outlet being located in the lower end and in communication with the casing of oil of said engine, and
- a cyclone forming/including a separation chamber and provided with a chimney, in communication with the outlet orifice, for the axial evacuation from above of the gases treated in the separation chamber.

Avec cet agencement, on dispose avantageusement d’un cyclone dont l’efficacité est satisfaisante et qui limite l’encombrement, sans complexification d’assemblage. Ainsi, le bouchon qu’on appelle communément bouchon d’huile n’est plus indépendant du système de séparation des gaz de carter. Le cyclone n’est pas sujet au colmatage et peut ainsi permettre une séparation durable.With this arrangement, there is advantageously a cyclone whose efficiency is satisfactory and which limits the size, without making assembly more complex. Thus, the plug commonly called the oil plug is no longer independent of the crankcase gas separation system. The cyclone is not prone to clogging and can thus provide long-lasting separation.

Le bouchon d’huile a une forme facilitant la prise en main pour le desserrage. Le verrouillage peut être réalisé par une baïonnette ou un filet. Par rapport à un média filtrant, la partie du dispositif de séparation rendue solidaire du couvercle peut être plus sèche. A titre d’exemple, seule la cheminée et un flasque supérieur du cyclone peuvent être solidaires du bouchon. Alternativement, la totalité du cyclone peut être déplaçable d’un seul tenant avec le bouchon.The oil plug has a shape that makes it easier to grip for loosening. Locking can be achieved by a bayonet or a net. Compared to a filter medium, the part of the separation device secured to the cover can be drier. For example, only the chimney and an upper flange of the cyclone can be attached to the cap. Alternatively, the entire cyclone can be moved in one piece with the plug.

Selon une particularité, le cyclone comprend :
- une paroi conique dont la section transversale diminue vers le débouché inférieur en s’éloignant de l’extrémité supérieure, la chambre de séparation étant au moins en partie délimitée par la paroi conique,
- une entrée d’admission latérale, de préférence tangentielle, pour faire passer dans la chambre de séparation des gaz bruts issus de l’entrée du dispositif ; et
- ladite cheminée d’évacuation des gaz traités dans la chambre de séparation, en communication avec l’orifice de sortie en communication avec l’orifice de sortie (S), la cheminée s’étendant parallèlement à et étant traversée par l’axe central (A).
According to one feature, the cyclone includes:
- a conical wall whose cross-section decreases towards the lower outlet as it moves away from the upper end, the separation chamber being at least partly delimited by the conical wall,
- A lateral admission inlet, preferably tangential, to pass raw gases from the inlet of the device into the separation chamber; and
- said chimney for evacuating the gases treated in the separation chamber, in communication with the outlet orifice in communication with the outlet orifice (S), the chimney extending parallel to and being crossed by the central axis (AT).

Typiquement, la cheminée est solidaire du bouchon, et/ou la cheminée est agencée à l’aplomb d’une partie d’obturation du bouchon, parallèlement à l’axe central.Typically, the chimney is secured to the plug, and/or the chimney is arranged directly above a closure part of the plug, parallel to the central axis.

On comprend que le cyclone peut être disposé intercalé entre le bouchon (au-dessus) et le débouché inférieur (en dessous), en étant verticalement aligné avec le bouchon et le point bas du dispositif où est formé le débouché inférieur.
Dans des formes de réalisation du dispositif de séparation selon l’invention, on peut avoir recours à une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- la cheminée du cyclone communique avec l’orifice de sortie du dispositif, via un creux du bouchon, afin d’évacuer axialement par le haut (puis typiquement latéralement, par l’orifice de sortie) les gaz traités dans la chambre de séparation.
- le cyclone comprend un flasque délimitant le haut de la chambre de séparation supérieure, la cheminée faisant saillie vers le bas dans la chambre de séparation, depuis le flasque, afin de présenter une surface externe annulaire de déviation au même niveau de hauteur que l’entrée d’admission latérale pour dévier les gaz bruts vers la paroi conique.
- un débouché supérieur de la cheminée, de préférence axial, est prévu pour laisser échapper les gaz traités dans la chambre de séparation vers l’orifice de sortie.
- le bouchon amovible se présente en deux parties en position d’obturation.
- le bouchon a une première partie préhensible placée à l’extérieur de l’enceinte de remplissage, et une deuxième partie pénétrant à l’intérieur de l’enceinte de remplissage d’huile, permettant de rendre solidaire du bouchon au moins la cheminée du cyclone, et présentant un orifice transversal à travers lequel une zone de circulation de gaz traités issus de la cheminée communique avec l’orifice de sortie.
- un espace intérieur creux du bouchon, délimité entre une partie préhensible du bouchon et le flasque, forme typiquement une zone de circulation des gaz traités qui débouche latéralement vers l’extérieur au niveau de l’orifice de sortie.
- l’orifice de sortie est formé latéralement dans l’extrémité supérieure, le bouchon présentant une partie d’insertion pour se connecter de façon étanche contre l’extrémité supérieure, par utilisation d’une zone d’étanchéité annulaire située plus bas que l’orifice de sortie.
- la zone d’étanchéité annulaire est réalisée par un joint d’étanchéité de la portion d’insertion, en contact radial contre une portée cylindrique de l’extrémité supérieure.
- le bouchon est insérable dans l’enceinte de remplissage par vissage.
- le bouchon est en position fonctionnelle dans un état inséré et verrouillé par un système de type baïonnette (par exemple avec un quart de tour).
- le dispositif de séparation comporte un clapet de régulation de pression, mobile à distance de la cheminée, placé dans un creusement du bouchon en s’étendant axialement entre ladite première partie préhensible et la cheminée.
It is understood that the cyclone can be arranged interposed between the stopper (above) and the lower outlet (below), being vertically aligned with the stopper and the low point of the device where the lower outlet is formed.
In embodiments of the separation device according to the invention, one or more of the following characteristics may be used:
the chimney of the cyclone communicates with the outlet orifice of the device, via a recess in the cap, in order to evacuate axially from above (then typically laterally, via the outlet orifice) the gases treated in the separation chamber.
- the cyclone comprises a flange delimiting the top of the upper separation chamber, the chimney protruding downwards into the separation chamber, from the flange, in order to present an annular external deflection surface at the same height level as the side intake inlet to deflect raw gases to the conical wall.
- An upper opening of the chimney, preferably axial, is provided to allow the gases treated in the separation chamber to escape towards the outlet orifice.
- the removable plug comes in two parts in the closed position.
- the plug has a first prehensible part placed outside the filling enclosure, and a second part penetrating inside the oil filling enclosure, making it possible to make integral with the plug at least the chimney of the cyclone, and having a transverse orifice through which a zone for the circulation of treated gases coming from the chimney communicates with the outlet orifice.
- A hollow interior space of the stopper, delimited between a gripping part of the stopper and the flange, typically forms a zone for the circulation of the treated gases which opens laterally towards the outside at the level of the outlet orifice.
- the outlet port is formed laterally in the upper end, the plug having an insertion part for sealingly connecting against the upper end, by using an annular sealing zone located lower than the exit hole.
- the annular sealing zone is produced by a sealing joint of the insertion portion, in radial contact against a cylindrical surface of the upper end.
- the cap can be inserted into the filling enclosure by screwing.
- the plug is in the functional position in an inserted state and locked by a bayonet type system (for example with a quarter turn).
- the separation device comprises a pressure regulating valve, movable at a distance from the chimney, placed in a hollowing out of the stopper extending axially between said first gripping part and the chimney.

- le clapet de régulation de pression est optionnellement sous la forme d’une membrane flexible.- the pressure regulating valve is optionally in the form of a flexible membrane.

- le clapet de régulation de pression vient s’appuyer de manière étanche contre un siège, typiquement rigide et de forme annulaire (le siège pouvant entourer l’axe central).
- la deuxième partie du bouchon comporte au moins un élément d’étanchéité périphérique en contact avec l’enceinte de remplissage d’huile et séparant de façon étanche une zone amont en communication avec l’entrée du dispositif et une zone aval en communication avec l’orifice de sortie.
- l’enceinte de remplissage d’huile présente du côté de ladite extrémité supérieure un rebord interne annulaire s’étendant perpendiculairement à l’axe central, ledit élément d’étanchéité périphérique comportant au moins une collerette annulaire s’appuyant de façon étanche sur le rebord.
- l’élément d’étanchéité périphérique est sous la forme d’un joint annulaire monté par exemple dans une gorge annulaire périphérique du bouchon.
- la zone aval se situe au niveau de l’extrémité supérieure de l’enceinte de remplissage d’huile, le cyclone étant rendu solidaire en rotation du bouchon et pouvant se déplacer en translation verticale par rapport au bouchon entre une position distante du bouchon, dans laquelle seule la zone aval communique avec l’orifice de sortie, et une position rapprochée du bouchon, dans laquelle les gaz de carter présents dans l’enceinte de remplissage d’huile peuvent être évacués par l’orifice de sortie sans traverser le média filtrant.
- le bouchon comprend intérieurement une membrane flexible placée soit dans une première position dans laquelle elle permet une communication entre l’orifice d’entrée et l’orifice de sortie, soit dans une deuxième position dans laquelle elle empêche la communication entre l’orifice d’entrée et l’orifice de sortie.
- le bouchon comporte en outre un orifice de mise à l’air pour soumettre à la pression atmosphérique une première face de la membrane flexible.
- le cyclone est solidaire d’un collecteur d’huile, par exemple réalisé sous la forme d’un conduit de retour d’huile situé dans le prolongement inférieur/plus bas que la portion conique du cyclone.
- le collecteur d’huile comporte un organe élastiquement déformable permettant de purger l’huile collectée.
- l’enceinte de remplissage d’huile est réalisée par le bloc culasse et le couvre-culasse du moteur.
- l'enceinte de remplissage d'huile est réalisée par une conduite tubulaire.
- un média de filtration coalesceur d’huile, optionnellement plissé, est disposé en amont de l’entrée d’admission latérale pour être traversé et/ou longé par le flux brut de gaz de carter et permettre de former des gouttelettes de taille accrue avant le passage dans la chambre de séparation.
- the pressure regulating valve bears in a sealed manner against a seat, typically rigid and of annular shape (the seat possibly surrounding the central axis).
- the second part of the plug comprises at least one peripheral sealing element in contact with the oil filling chamber and separating in a sealed manner an upstream zone in communication with the inlet of the device and a downstream zone in communication with the exit hole.
- the oil filling enclosure has on the side of said upper end an internal annular rim extending perpendicularly to the central axis, said peripheral sealing element comprising at least one annular collar resting in a leaktight manner on the flange.
- The peripheral sealing element is in the form of an annular seal mounted for example in a peripheral annular groove of the cap.
- the downstream zone is located at the level of the upper end of the oil filling enclosure, the cyclone being made integral in rotation with the plug and able to move in vertical translation with respect to the plug between a position distant from the plug, in which only the downstream zone communicates with the outlet orifice, and a position close to the plug, in which the crankcase gases present in the oil filling enclosure can be evacuated through the outlet orifice without passing through the media filtering.
- the plug internally comprises a flexible membrane placed either in a first position in which it allows communication between the inlet orifice and the outlet orifice, or in a second position in which it prevents communication between the orifice of inlet and outlet orifice.
- the cap further comprises a vent hole for subjecting a first face of the flexible membrane to atmospheric pressure.
- The cyclone is integral with an oil collector, for example made in the form of an oil return duct located in the extension lower/lower than the conical portion of the cyclone.
- the oil collector comprises an elastically deformable member making it possible to purge the collected oil.
- the oil filler chamber is formed by the cylinder head block and the cylinder head cover of the engine.
- the oil filling enclosure is made by a tubular conduit.
- an oil coalescer filtration media, optionally pleated, is arranged upstream of the side intake inlet to be crossed and/or skirted by the raw flow of crankcase gases and allow the formation of droplets of increased size before passing through the separation chamber.

Selon une particularité, la paroi conique du cyclone constitue tout ou partie d’une paroi délimitant extérieurement l’enceinte de remplissage d’huile, de sorte que le bouchon est séparable de la paroi conique.According to one feature, the conical wall of the cyclone constitutes all or part of a wall delimiting the oil filling enclosure on the outside, so that the plug is separable from the conical wall.

Selon une autre particularité, le cyclone constitue un élément de séparation maintenu complètement dans un volume intérieur de l’enceinte de remplissage d’huile lorsque le bouchon obture l’ouverture de remplissage d’huile.According to another feature, the cyclone constitutes a separation element maintained completely in an interior volume of the oil filling enclosure when the plug closes off the oil filling opening.

Selon une option, la paroi conique, décalée radialement vers l’intérieur par rapport à une face interne de l’enceinte de remplissage d’huile, est rendue solidaire du bouchon par l’intermédiaire d’un flasque délimitant le haut de la chambre de séparation supérieure.According to one option, the conical wall, offset radially inwards with respect to an internal face of the oil filling chamber, is secured to the cap by means of a flange delimiting the top of the filling chamber. superior separation.

Optionnellement, le dispositif comprend une cloison, qui s’étend de préférence vers le haut depuis l’extrémité inférieure, cette cloison séparant deux conduits qui convergent vers une conduite commune d’écoulement gravitaire d’huile où est prévu le débouché inférieur, les deux conduits comprenant :
- un premier conduit pour l’écoulement d’huile séparée dans la chambre de séparation ; et
- une deuxième conduit en dérivation ou en périphérie par rapport au premier conduit dans la configuration d’obturation du bouchon, et qui fournit tout ou partie d’une section de passage pour faire circuler vers le débouché de l’huile fraîche introduite par l’ouverture de remplissage, dans une configuration retirée/d’ouverture du bouchon (au moment du remplissage).
Optionally, the device comprises a partition, which preferably extends upwards from the lower end, this partition separating two ducts which converge towards a common pipe for the gravity flow of oil where the lower outlet is provided, the two ducts including:
- a first conduit for the flow of separated oil into the separation chamber; and
- a second conduit in derivation or on the periphery with respect to the first conduit in the closure configuration of the plug, and which provides all or part of a passage section for circulating towards the outlet the fresh oil introduced by the filling opening, in a withdrawn/cap opening configuration (at the time of filling).

Selon une option, la cloison est tubulaire et délimite une partie supérieure du cyclone, en s’étendant depuis l’extrémité inférieure jusqu’au flasque supérieur du cyclone.According to one option, the partition is tubular and delimits an upper part of the cyclone, extending from the lower end to the upper flange of the cyclone.

Selon, un autre aspect, l’invention vise à séparer des gaz de carter en intégrant une enceinte de remplissage juste sous le bouchon d’huile pour séparer les gouttelettes d’huile du brouillard issu du carter.According to another aspect, the invention aims to separate crankcase gases by integrating a filling enclosure just under the oil plug to separate the oil droplets from the mist coming from the crankcase.

Plus particulièrement, il est proposé un procédé de séparation cyclonique pour séparer des éléments en suspension dans un gaz issu d'un carter de moteur à combustion interne, dans une chambre de séparation prévue entre une entrée de réception et un orifice de sortie pour l’évacuation de gaz qui ont été traités dans la chambre de séparation, le procédé comprenant les étapes consistant essentiellement à :
- placer un cyclone formant la chambre de séparation, dans une enceinte de remplissage d’huile, l’enceinte de remplissage comportant une extrémité supérieure tubulaire s’étendant autour d’un axe central, une extrémité inférieure, et un passage de communication avec le carter du moteur formant ladite entrée de réception pour recevoir du gaz brut issu du carter,
- obturer une ouverture de remplissage en huile pour la lubrification du moteur le cyclone, délimitée par ladite extrémité supérieure, par un bouchon amovible, dans une configuration d’obturation dans laquelle le bouchon obture ladite extrémité supérieure, le cyclone étant prévu pour que la chambre de séparation soit située sous le bouchon dans la configuration d’obturation,
- réaliser la séparation cyclonique dans la chambre de séparation,
- utiliser une cheminée du cyclone en communication avec l’orifice de sortie, afin d’évacuer axialement par le haut, pendant la séparation cyclonique, des gaz traités dans la chambre de séparation, et
- permettre un écoulement gravitaire d’huile séparée dans la chambre de séparation et/ou d’huile fraîche introduite par l’ouverture de remplissage, par un débouché inférieur d’écoulement d’huile prévu dans l’extrémité inférieure et en communication avec le carter d’huile dudit moteur.
More particularly, a cyclonic separation method is proposed for separating elements in suspension in a gas issuing from an internal combustion engine crankcase, in a separation chamber provided between a reception inlet and an outlet orifice for the evacuation of gases which have been treated in the separation chamber, the method comprising the steps consisting essentially of:
- placing a cyclone forming the separation chamber, in an oil filling enclosure, the filling enclosure comprising a tubular upper end extending around a central axis, a lower end, and a passage for communication with the engine crankcase forming said receiving inlet to receive raw gas from the crankcase,
- closing an oil filling opening for the lubrication of the cyclone engine, delimited by said upper end, by a removable plug, in a closing configuration in which the plug closes said upper end, the cyclone being provided so that the chamber separation is located under the cap in the closure configuration,
- carry out the cyclonic separation in the separation chamber,
- using a chimney of the cyclone in communication with the outlet orifice, in order to evacuate axially from above, during the cyclonic separation, gases treated in the separation chamber, and
- allow gravity flow of separated oil into the separation chamber and/or of fresh oil introduced through the filling opening, through a lower oil flow outlet provided in the lower end and in communication with the oil sump of said engine.

On décrit maintenant brièvement les figures des dessins.The figures of the drawings will now be briefly described.

La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale du dispositif de séparation selon un premier mode de réalisation conforme à l'invention ; Figure 1 is a schematic view in longitudinal section of the separation device according to a first embodiment according to the invention;

La figure 2 montre la partie amovible du dispositif de la figure 1, vue selon la même coupe longitudinale. Figure 2 shows the removable part of the device of Figure 1, seen along the same longitudinal section.

La figure 3 est une vue, similaire à celle de la figure 1, d'un dispositif de séparation suivant un second mode de réalisation conforme à l'invention, avec un agencement à deux canaux à l’extrémité inférieure ; Figure 3 is a view, similar to that of Figure 1, of a separation device according to a second embodiment in accordance with the invention, with a two-channel arrangement at the lower end;

La figure 4 est une vue schématique en coupe longitudinale d’un dispositif de séparation selon un troisième mode de réalisation conforme à l'invention, avec une conception de cyclone entièrement solidaire du bouchon. FIG. 4 is a diagrammatic view in longitudinal section of a separation device according to a third embodiment in accordance with the invention, with a cyclone design entirely integral with the plug.

DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION PREFERES DE L’INVENTIONDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION

Ci-après un exposé détaillé de plusieurs modes de réalisation de l’invention assorti d’exemples et de référence aux dessins. Sur les différentes figures, des références identiques indiquent des éléments identiques ou similaires.Below is a detailed description of several embodiments of the invention accompanied by examples and reference to the drawings. In the various figures, identical references indicate identical or similar elements.

En référence aux figures 1 à 4, le dispositif de séparation 10 permet de séparer les parties liquides et éventuellement solides de certaines matières produites par le moteur à combustion interne et qui sont directement issues du carter.With reference to FIGS. 1 to 4, the separation device 10 makes it possible to separate the liquid and optionally solid parts of certain materials produced by the internal combustion engine and which come directly from the crankcase.

Un tel dispositif de séparation 10 est disposé dans et/ou peut former une partie d’une enceinte 1, 11 de remplissage d'huile. Dans l’exemple des figures 1 et 3, l’enceinte 1 se présente sous la forme d'une paroi de canalisation tubulaire débouchant à une extrémité supérieure 11a au niveau d’une ouverture 12 servant au remplissage d’huile de lubrification du moteur. De manière non limitative, le dispositif de séparation 10 peut être placé, intégré dans le couvre-culasse CC (comme illustré figure 4) ou dans une colonne de remplissage d’huile (comme illustré par les figures 1 à 4). La paroi de canalisation formant l’enceinte 1, 11 présente un orifice d’entrée 2 communiquant, par exemple via une conduite d'entrée (non illustrée) avec le carter (non représenté) du moteur à combustion interne. C'est donc à partir de cet orifice d’entrée 2 qu'arrivent les gaz de carter non traités G. L’enceinte de remplissage 1 présente au niveau de sa partie ou extrémité supérieure 11a un axe central A correspondant par exemple à un axe de symétrie de l’ouverture 12.Such a separation device 10 is placed in and/or can form part of an enclosure 1, 11 for filling oil. In the example of Figures 1 and 3, the enclosure 1 is in the form of a tubular pipe wall opening at an upper end 11a at the level of an opening 12 used to fill engine lubricating oil. In a non-limiting way, the separation device 10 can be placed, integrated in the cylinder head cover CC (as illustrated in FIG. 4) or in an oil filling column (as illustrated by FIGS. 1 to 4). The pipe wall forming the enclosure 1, 11 has an inlet 2 communicating, for example via an inlet pipe (not shown) with the casing (not shown) of the internal combustion engine. It is therefore from this inlet 2 that the untreated crankcase gases G arrive. The filling enclosure 1 has at its upper part or end 11a a central axis A corresponding for example to an axis of symmetry of the opening 12.

Dans le volume intérieur V ou V’ délimité par la paroi de canalisation de l’enceinte 1, 11, il est permis d’extraire des gaz de carter des particules liquides et solides, en particulier dans une chambre de séparation 18 par effet de centrifugation. Pour cela, les gaz à traiter sont acheminés dans la chambre de séparation 18 par une entrée d’admission latérale E.In the interior volume V or V' delimited by the pipe wall of the enclosure 1, 11, it is possible to extract crankcase gases from liquid and solid particles, in particular in a separation chamber 18 by centrifugation effect . For this, the gases to be treated are routed into the separation chamber 18 via a side inlet E.

Par ailleurs, un bouchon 20 permet d’obturer l’ouverture 12 dans une configuration d’obturation. Dans une configuration d’ouverture de ce bouchon 20, il est permis de réaliser un remplissage d’huile (huile fraîche), l’enceinte 1, 11 canalisant cette huile jusqu’à un débouché inférieur 7 du dispositif de séparation 10.Furthermore, a plug 20 makes it possible to close the opening 12 in a closing configuration. In an opening configuration of this cap 20, it is possible to fill oil (fresh oil), the enclosure 1, 11 channeling this oil to a lower outlet 7 of the separation device 10.

En référence aux figures 1, 2, 3 et 4, le bouchon 20 peut présenter un creux 20c pour permettre à des gaz traités dans la chambre de séparation 18, formée sous le bouchon 20, de s’échapper de façon ascendante de la chambre de séparation vers le creux 20c, avant de rejoindre un orifice de sortie S du dispositif 10 prévu latéralement dans l’extrémité supérieure 11a.With reference to FIGS. 1, 2, 3 and 4, plug 20 may have a recess 20c to allow gases treated in separation chamber 18, formed under plug 20, to escape upwards from the separation chamber. separation towards the hollow 20c, before joining an outlet orifice S of the device 10 provided laterally in the upper end 11a.

On décrit à présent plus en détail un premier mode de réalisation du dispositif de séparation 10, en référence aux figures 1 et 2.A first embodiment of the separation device 10 will now be described in more detail, with reference to FIGS. 1 and 2.

Dans ce mode de réalisation, le corps 5 du séparateur cyclonique ou cyclone 15 d’une part, et le tube ou enceinte 1 de remplissage d’huile d’autre part, peuvent optionnellement former une seule et même pièce PT. L’ouverture 12 de remplissage est alors une ouverture supérieure de cette pièce PT, qui est ici sensiblement tubulaire. Le cyclone 15 comporte aussi un flasque 14 sur lequel est formée une cheminée 19 participant à évacuer les gaz traités vers le haut, hors de la chambre de séparation 18 délimitée par le corps 5 tubulaire. La cheminée 19 fait saillie vers le bas dans la chambre de séparation 18, en jouant un rôle de guide en rotation pour les lignes de circulation de gaz du flux entrant dans la chambre de séparation 18.In this embodiment, the body 5 of the cyclonic separator or cyclone 15 on the one hand, and the oil filling tube or enclosure 1 on the other hand, can optionally form a single and same part PT. The filling opening 12 is then an upper opening of this part PT, which here is substantially tubular. The cyclone 15 also comprises a flange 14 on which is formed a chimney 19 participating in evacuating the treated gases upwards, out of the separation chamber 18 delimited by the tubular body 5 . Chimney 19 projects downward into separation chamber 18, acting as a rotational guide for the gas circulation lines of the flow entering separation chamber 18.

Le corps 5 peut inclure une paroi conique 16 du cyclone 15, prolongée en bas par une extrémité inférieure 11b de l’enceinte 1 de section plus étroite que l’extrémité supérieure 11a délimitant l’ouverture 12 de remplissage d’huile. Le débouché inférieur 7 est inclus dans cette extrémité inférieure 11b. Dans des variantes de moindre préférence, on peut éventuellement former un corps 5 sans paroi conique, éventuellement avec des épaulements internes. Cependant, une paroi conique 16 améliore l’efficacité de séparation. Généralement, on préfère utiliser du plastique pour la pièce PT formant le corps 5 du cyclone 15.The body 5 may include a conical wall 16 of the cyclone 15, extended at the bottom by a lower end 11b of the enclosure 1 of narrower section than the upper end 11a delimiting the opening 12 for oil filling. The lower outlet 7 is included in this lower end 11b. In less preferred variants, it is possible to form a body 5 without a conical wall, possibly with internal shoulders. However, a tapered wall 16 improves separation efficiency. Generally, it is preferred to use plastic for the part PT forming the body 5 of the cyclone 15.

Les gaz pénètrent tangentiellement dans la chambre de séparation 18, via une entrée d’admission latérale E. Le débouché tangentiel au travers du corps 5 peut correspondre à l’extrémité d’un conduit latéral 3. Dans l’exemple de la figure 1, l’orifice d’entrée 2 du dispositif 10 peut être réalisé à l’extrémité du conduit latéral 3 qui est distale du corps 5.The gases enter the separation chamber 18 tangentially, via a lateral admission inlet E. The tangential outlet through the body 5 may correspond to the end of a lateral duct 3. In the example of FIG. 1, the inlet 2 of the device 10 can be made at the end of the lateral duct 3 which is distal from the body 5.

Ici, le cyclone 15 a une paroi conique 16 dont la section transversale diminue vers le débouché inférieur 7, en s’éloignant de l’extrémité supérieure 11a, la chambre de séparation 18 étant au moins en partie délimitée par la paroi conique 16 et un élément de paroi supérieur. Typiquement l’élément de paroi supérieur est sous la forme d’un flasque 14 supérieur monté solidaire du bouchon 20. La cheminée 19, par exemple constituée d’un structure cylindrique alignée avec/parallèle à l’axe central A, peut être formée intégralement avec le flasque 14, dans une matière plastique.Here, the cyclone 15 has a conical wall 16 whose cross section decreases towards the lower outlet 7, moving away from the upper end 11a, the separation chamber 18 being at least partly delimited by the conical wall 16 and a upper wall element. Typically the upper wall element is in the form of an upper flange 14 mounted integral with the cap 20. The chimney 19, for example consisting of a cylindrical structure aligned with/parallel to the central axis A, can be formed integrally with the flange 14, in a plastic material.

Le creux 20a du bouchon 20 correspond ici à une cavité ou évidement prévu entre une première partie 22 préhensible du bouchon 20 et une extrémité de contact étanche prévue pour s’insérer dans l’enceinte 1. L’extrémité de contact étanche, ici pourvue d’un joint J annulaire ou élément d’étanchéité analogue monté par exemple dans une gorge annulaire périphérique du bouchon 20, peut appartenir à une deuxième partie 23 dite partie d’insertion du bouchon 20.The hollow 20a of the plug 20 here corresponds to a cavity or recess provided between a first gripping part 22 of the plug 20 and a sealed contact end provided to be inserted into the enclosure 1. The sealed contact end, here provided with An annular seal J or similar sealing element mounted for example in a peripheral annular groove of the cap 20, can belong to a second part 23 called the insertion part of the cap 20.

Sur la figure 2, on peut voir ainsi un joint J annulaire placé dans une gorge, à proximité d’une zone de fixation du flasque 14 délimitant le haut de la chambre de séparation 18. La partie d’insertion 23 permet de connecter le bouchon (20) de façon étanche contre une face interne, formant ici une portée cylindrique, de l’extrémité supérieure 11a. La zone d’étanchéité annulaire Z4 est située plus bas que l’orifice de sortie S, comme bien visible sur la figure 1.In FIG. 2, one can thus see an annular seal J placed in a groove, close to a zone for fixing the flange 14 delimiting the top of the separation chamber 18. The insertion part 23 makes it possible to connect the plug (20) sealingly against an inner face, here forming a cylindrical bearing surface, of the upper end 11a. The annular sealing zone Z4 is located lower than the outlet orifice S, as clearly visible in figure 1.

Plus généralement, on peut réaliser une telle zone d’étanchéité Z4, de différentes façons, éventuellement en réalisant un verrouillage d’une connexion de type baïonnette ou en réalisant un vissage, un filetage 11f étant alors prévu dans la partie d’insertion 23. L’orifice de sortie S peut s’étendre dans une zone axiale comprise entre :
- une zone d’étanchéité Z3 définie par un contact annulaire bouchon 20 – bord libre de l’extrémité supérieure 11a (zone plus haute, avec utilisation optionnelle d’un joint annulaire, plat ou torique, ou d’une lèvre d’étanchéité),
- et la zone d’étanchéité Z4 (zone plus basse).
More generally, such a sealing zone Z4 can be produced in different ways, possibly by locking a bayonet-type connection or by screwing, a thread 11f then being provided in the insertion part 23. The outlet orifice S can extend in an axial zone comprised between:
- a sealing zone Z3 defined by an annular contact cap 20 – free edge of the upper end 11a (higher zone, with optional use of an annular, flat or O-ring seal, or a sealing lip) ,
- and the sealing zone Z4 (lower zone).

On comprend que le dispositif de séparation 10 est conçu et agencé pour permettre de transférer des gaz épurés GP pouvant circuler vers l’admission du répartiteur d’admission d’air : le dispositif 10 a ainsi pour rôle de réinjecter des gaz dans le répartiteur d’admission d’air, après séparation cyclonique sous le bouchon 20.It is understood that the separation device 10 is designed and arranged to allow the transfer of purified gases GP able to circulate towards the inlet of the air intake distributor: the device 10 thus has the role of reinjecting gases into the distributor of air intake, after cyclonic separation under cap 20.

Le dispositif de séparation 10 possède, comme bien visible notamment sur les figures 1 et 2, ici un clapet de régulation de pression dit PRV (« Pressure Regulation Valve ») dans le bouchon 20. Ce clapet peut être formé essentiellement d’une membrane flexible 41 qui présente un bord externe coincé ou fixé de manière étanche au bouchon 20, de façon à séparer une zone aval Z2 d’un volume intérieur 200 du bouchon 20 qui est soumis à la pression atmosphérique grâce à un petit orifice 42 de mise à l’air formé dans la partie préhensible 22 du bouchon 20. Cet orifice 42 de mise à l’air est représenté axial mais peut aussi bien être placé de façon différente. Le bouchon 20 est par exemple pourvu d'une rainure ou gorge circulaire dans laquelle vient se loger le bord externe de la membrane flexible 41.The separation device 10 has, as clearly visible in particular in Figures 1 and 2, here a pressure regulation valve called PRV ("Pressure Regulation Valve") in the plug 20. This valve can be essentially formed of a flexible membrane 41 which has an outer edge wedged or fixed in leaktight manner to the stopper 20, so as to separate a downstream zone Z2 from an interior volume 200 of the stopper 20 which is subjected to atmospheric pressure through a small orifice 42 for air formed in the gripping part 22 of the stopper 20. This venting orifice 42 is shown axial but can also be placed in a different way. The stopper 20 is for example provided with a circular groove or throat in which the outer edge of the flexible membrane 41 is housed.

Ce type d’intégration, optionnel, est illustré pour différents modes de réalisation. Bien entendu, la fonction de régulation de pression peut être réalisée en suivant des variantes de réalisation ou peut être éventuellement supprimée, selon les besoins.This type of integration, optional, is illustrated for different embodiments. Of course, the pressure regulation function can be carried out by following alternative embodiments or can possibly be eliminated, according to requirements.

Dans l’exemple des figures, la membrane 41 est sollicitée par un ressort 43 ou organe de rappel élastique / organe de sollicitation similaire, qui prend appui sur une paroi du perçage 26 de la partie d’insertion 23. La membrane 41 est ainsi précontrainte par ce ressort 43. Lorsque l’aspiration à l’admission augmente (côté orifice de sortie S), la membrane 41 se déplace vers son siège 44. Ce déplacement crée alors une perte de charge qui permet de limiter la dépression en amont de la membrane 41. Dans les conditions de fonctionnement habituelles, la force du ressort 43 est déterminée pour que la membrane 41 soit maintenue à distance du débouché d’un conduit 45 adjacent au perçage 26 adjacent. En cas de forte dépression dans la zone amont Z1 où arrivent les gaz G, le ressort 43 peut se comprimer de façon telle que la membrane 41 recouvre le conduit 45 (par contact contre le siège 44 formé ici par le bord supérieur du conduit 45) et sépare la zone aval Z2 en deux secteurs : l’un en dépression du côté de la chambre de séparation 18 du cyclone 15 et l’autre du côté de l’orifice de sortie S qui n’est alors plus ou quasiment plus alimenté en gaz par le dispositif de séparation 10. On obtient une régulation par le clapet ainsi formé.In the example of the figures, the membrane 41 is biased by a spring 43 or elastic return member/similar biasing member, which rests on a wall of the bore 26 of the insertion part 23. The membrane 41 is thus prestressed by this spring 43. When the suction at the inlet increases (outlet orifice side S), the membrane 41 moves towards its seat 44. This movement then creates a pressure drop which makes it possible to limit the depression upstream of the membrane 41. Under normal operating conditions, the force of the spring 43 is determined so that the membrane 41 is kept at a distance from the outlet of a duct 45 adjacent to the adjacent bore 26. In the event of strong depression in the upstream zone Z1 where the gases G arrive, the spring 43 can be compressed in such a way that the membrane 41 covers the duct 45 (by contact against the seat 44 formed here by the upper edge of the duct 45) and separates the downstream zone Z2 into two sectors: one in depression on the side of the separation chamber 18 of the cyclone 15 and the other on the side of the outlet orifice S which is then no longer or almost no longer supplied with gas by the separation device 10. Regulation is obtained by the valve thus formed.

Dans des variantes de réalisation, les gaz sont évacués par le perçage 26 qui se présente sous la forme d’un canal de sortie débouchant entre la partie préhensible 22 du bouchon 20 et une collerette réalisant l’étanchéité entre la zone amont Z1 et la zone aval Z2 (on peut éventuellement utiliser la conception des figures 3 et 6A du document EP 2108790 pour ce qui concerne la réalisation du contact bouchon 20 – enceinte de remplissage 1).In variant embodiments, the gases are evacuated through the bore 26 which is in the form of an outlet channel opening out between the grippable part 22 of the stopper 20 and a collar forming the seal between the upstream zone Z1 and the zone downstream Z2 (it is possible to use the design of FIGS. 3 and 6A of document EP 2108790 with regard to the production of the stopper contact 20 – filling chamber 1).

Ici, le débouché inférieur 7 sert à la fois lors des phases de remplissage en huile fraiche et pour un retour de gouttelettes d’huile séparées. L’extrémité inférieure 11b montrée sur la figure 1 peut aussi présenter une valve 35 pour permettre d’accumuler du liquide de lubrification L (comme illustré sur les figures 3 et 4). Plus généralement, le débouché inférieur 7 peut être conçu comme un orifice d’écoulement gravitaire d’huile séparée dans la chambre de séparation 18 et/ou d’huile fraîche introduite par l’ouverture 12 de remplissage. Typiquement, le débouché inférieur 7 est situé dans un point bas de l’extrémité inférieure 11b et communique avec le carter d’huile du moteur.Here, the lower outlet 7 is used both during the fresh oil filling phases and for a return of separated oil droplets. The lower end 11b shown in Figure 1 may also have a valve 35 to allow accumulation of lubricating liquid L (as illustrated in Figures 3 and 4). More generally, the lower outlet 7 can be designed as an orifice for the gravity flow of oil separated into the separation chamber 18 and/or of fresh oil introduced through the opening 12 for filling. Typically, the lower outlet 7 is located in a low point of the lower end 11b and communicates with the engine oil sump.

Le trajet des gaz est le suivant. Les gaz G (chargés en brouillard d’huile) entrent par le conduit 3 pour atteindre l’entrée d’admission latérale E et circuler de manière rotative autour de l’axe central A dans la chambre de séparation 18, ici en tournant autour du conduit sensiblement cylindrique de la cheminée 19. La force centrifuge obtenue permet une séparation mécanique des particules/gouttelettes d’huile en suspension dans le flux de gaz. Les particules d’huile perdent leur vitesse en raison des impacts/frottements contre la face interne du corps 5 du cyclone 15, de façon à tomber vers l’extrémité inférieure 11b, ici formée intégralement avec le corps, en rejoignant le débouché inférieur 7. L’entrée d’admission latérale E est typiquement tangentielle pour favoriser ces impacts/frottements. Si une valve 35 est installée (comme sur la figure 3 par exemple), alors une zone d’accumulation du liquide de lubrification L est délimitée dans une partie, de préférence une partie étroite, de l’extrémité inférieure 11b.The gas path is as follows. The gases G (laden with oil mist) enter through conduit 3 to reach the side intake inlet E and circulate in a rotary manner around the central axis A in the separation chamber 18, here by rotating around the substantially cylindrical conduit of the chimney 19. The centrifugal force obtained allows a mechanical separation of the particles/droplets of oil in suspension in the flow of gas. The oil particles lose their speed due to the impacts/friction against the internal face of the body 5 of the cyclone 15, so as to fall towards the lower end 11b, here formed integrally with the body, joining the lower outlet 7. The lateral admission inlet E is typically tangential to promote these impacts/friction. If a valve 35 is installed (as in FIG. 3 for example), then a lubrication liquid accumulation zone L is delimited in a part, preferably a narrow part, of the lower end 11b.

Le rétrécissement de l’extrémité inférieure 11b résulte ici de la paroi conique 16 formée dans le corps 5 et délimitant la chambre de séparation 18. Pour ce qui concernent les éléments gazeux, ceux-ci suivent également la paroi du corps 5 en direction / jusqu'au voisinage de l'apex, et une fois débarrassés des gouttelettes d’huile, ils remontent vers le flasque 14 pour sortir par l'ouverture axiale de la cheminée 19.The narrowing of the lower end 11b results here from the conical wall 16 formed in the body 5 and delimiting the separation chamber 18. As regards the gaseous elements, these also follow the wall of the body 5 in the direction / up to 'in the vicinity of the apex, and once rid of the oil droplets, they rise towards the flange 14 to exit through the axial opening of the chimney 19.

Le flux épuré sortant par la cheminée 19 circule alors dans la zone d’aval Z2, optionnellement sur un côté de la membrane flexible 41 de valve de régulation de pression. Dans le creux 20a du bouchon 20, il y a typiquement une circulation en U inversé, afin que le gaz épuré passe dans le conduit 45, un coude étant formé en bas de ce conduit 45 pour la liaison latérale avec l’orifice de sortie S. Le mode de fixation du bouchon 20 peut permettre que la position finale verrouillée du bouchon 20 coïncide avec un alignement entre l’orifice de sortie S et le perçage 26 de la partie d’insertion 23.The purified flow exiting through the chimney 19 then circulates in the downstream zone Z2, optionally on one side of the flexible membrane 41 of the pressure regulation valve. In the hollow 20a of the cap 20, there is typically an inverted U-shaped circulation, so that the purified gas passes into the conduit 45, an elbow being formed at the bottom of this conduit 45 for the lateral connection with the outlet orifice S The method of fixing the stopper 20 can allow the final locked position of the stopper 20 to coincide with an alignment between the outlet orifice S and the bore 26 of the insertion part 23.

En référence aux figures 1 et 3, on peut prévoir un collecteur d’huile 33 placé sous la chambre de séparation 18 et alimenté via une ouverture centrale 34 (cas de la figure 1) ou d’une ouverture décalée par rapport à l’axe A (cas de la figure 3) du flasque inférieur 18. La flèche H sur la figure 3 illustre la chute des gouttelettes d’huile dans ce collecteur 33 placé à l’opposé de la partie obturatrice préhensible 22 du bouchon 20.Referring to Figures 1 and 3, it is possible to provide an oil collector 33 placed under the separation chamber 18 and supplied via a central opening 34 (case of Figure 1) or an opening offset with respect to the axis A (case of Figure 3) of the lower flange 18. The arrow H in Figure 3 illustrates the fall of the oil droplets into this collector 33 placed opposite the grippable obturating part 22 of the plug 20.

Une ouverture de purge du collecteur 33 peut correspondre au débouché inférieur 7, cette ouverture étant obturée par la valve 35 dans une option comme illustré sur la figure 3. Un élément élastique peut constituer une telle valve. Lors du fonctionnement du moteur, la différence de pression maintient l'élément élastique ou la valve 35 contre le siège, côté collecteur 33. Lors de l'arrêt du moteur, les pressions s'équilibrent et, sous le poids de l'huile L ou liquide de lubrification contenu dans le collecteur 33, l'élément élastique s'éloigne de la surface de siège du collecteur 33, ce qui permet à l'huile de s'écouler vers le carter d'huile moteur. L’élément élastique constituant la valve 35 peut être constitué par exemple d’une lame ressort ou un organe de rappel élastique analogue.A manifold bleed opening 33 may correspond to the lower outlet 7, this opening being closed off by the valve 35 in one option as illustrated in FIG. 3. An elastic element may constitute such a valve. During engine operation, the pressure difference keeps the elastic element or the valve 35 against the seat, manifold side 33. When the engine stops, the pressures equalize and, under the weight of the oil L or lubricating liquid contained in the manifold 33, the resilient member moves away from the seating surface of the manifold 33, allowing oil to flow to the engine oil pan. The elastic element constituting the valve 35 may consist for example of a leaf spring or a similar elastic return member.

Un deuxième mode de réalisation du dispositif de séparation 10 va être à présent décrit en référence à la figure 3. Le dispositif de séparation 10 de la figure 3 présente de nombreuses similitudes avec celui de la figure 1, de sorte que seules les différences significatives sont décrites.A second embodiment of the separation device 10 will now be described with reference to FIG. 3. The separation device 10 of FIG. 3 has many similarities with that of FIG. described.

En premier lieu, on peut voir un bouchon 20 qui peut jouer aussi un rôle d’obturateur d’une voie d’écoulement ou conduit C2 pour de l’huile fraîche introduite via l’ouverture de remplissage 12. Pour cela, le bouchon 20 peut présenter une extension, par exemple sous la forme d’une tige T atteignant le niveau de l’apex ou zone similaire d’accès à un passage prévu dans l’extrémité inférieure 19b. La tige T est par exemple raccordée par un élément d’entretoise ou par une plaque ajourée au conduit de la cheminée 19. Un encliquetage de la tige T, ici via une tête élastiquement déformable 29 formant clip, peut permettre une connexion rigide de la tige T, qui s’étend verticalement, parallèlement à l’axe central A. La cheminée 19 est ici agencée à l’aplomb de la partie d’obturation 22 du bouchon 20, de même que la tige T, de sorte que le conduit C2 est à l’aplomb de l’ouverture de remplissage 12.Firstly, we can see a plug 20 which can also act as a shutter for a flow path or conduit C2 for fresh oil introduced via the filler opening 12. For this, the plug 20 may have an extension, for example in the form of a rod T reaching the level of the apex or similar zone of access to a passage provided in the lower end 19b. The rod T is for example connected by a spacer element or by a perforated plate to the conduit of the chimney 19. A snap-fastening of the rod T, here via an elastically deformable head 29 forming a clip, can allow a rigid connection of the rod T, which extends vertically, parallel to the central axis A. The chimney 19 is here arranged plumb with the closure part 22 of the cap 20, as well as the rod T, so that the conduit C2 is directly above the filling opening 12.

L’enceinte de remplissage 12 peut être complètement similaire à celle montrée en figure 1, à l’exception de la présence d’une cloison 8 entre le collecteur 33 et une canalisation de retour d’huile plus directe.The filling enclosure 12 can be completely similar to that shown in figure 1, with the exception of the presence of a partition 8 between the collector 33 and a more direct oil return pipe.

Le collecteur 33 peut inclure ou être réalisé sous la forme d’un premier conduit C1, séparé du conduit C2. Dans ce mode de réalisation particulier, le canal ou premier conduit C1 de collecte de l’huile issue du brouillard d’huile est séparé du deuxième conduit C2 par une cloison 8, par exemple formée intégralement avec le corps 5 du cyclone ou rapportée sur celui-ci. La cloison 8 peut ainsi séparer deux conduits C1, C2 qui convergent vers une conduite commune C7 d’écoulement gravitaire d’huile. Le débouché inférieur 7 est ici prévu dans cette conduite commune C7, en formant un débouché commun.Collector 33 may include or be made in the form of a first conduit C1, separate from conduit C2. In this particular embodiment, the channel or first duct C1 for collecting the oil from the oil mist is separated from the second duct C2 by a partition 8, for example formed integrally with the body 5 of the cyclone or attached to that -this. The partition 8 can thus separate two ducts C1, C2 which converge towards a common pipe C7 for the gravity flow of oil. The lower outlet 7 is here provided in this common pipe C7, forming a common outlet.

Dans la configuration d’obturation du bouchon 20, l’ouverture 34 reste accessible pour permettre un remplissage du collecteur 33 en fonctionnement, avec un écoulement dans le premier conduit C1, le liquide L s’accumulant à l’état fermé de la valve 35. Le deuxième conduit C2 qui définit le canal de remplissage d’huile est fermé dans le mode de fonctionnement séparateur d’huile, en raison de la position prise par la tige T. Un élément d’étanchéité annulaire 28 peut être rapporté sur la tige T, près ou à l’extrémité basse de celle-ci, pour réaliser un contact annulaire étanche radial contre une face interne du premier conduit C1, comme bien visible sur la figure 3.In the closure configuration of the cap 20, the opening 34 remains accessible to allow filling of the collector 33 in operation, with a flow in the first conduit C1, the liquid L accumulating in the closed state of the valve 35 The second duct C2 which defines the oil filling channel is closed in the oil separator operating mode, due to the position taken by the rod T. An annular sealing element 28 can be attached to the rod T, near or at the lower end of the latter, to achieve a radial sealed annular contact against an internal face of the first duct C1, as clearly visible in Figure 3.

Bien entendu, le deuxième conduit C2 est accessible lors du retrait du bouchon 20, puisque la cheminée 19 et la tige T sont solidaires du bouchon 20. Plus généralement, on comprend que l’enceinte de remplissage 1 peut présenter un cloisonnement, afin de former :
- un premier conduit C1 pour l’écoulement gravitaire d’huile séparée dans la chambre de séparation 18 ; et
- un deuxième conduit C2 en dérivation ou en périphérie par rapport au premier conduit C1 dans la configuration d’obturation du bouchon 20, et qui fournit tout ou partie d’une section de passage pour faire circuler, vers le débouché 7, de l’huile fraîche introduite par l’ouverture 12 de remplissage.
Of course, the second duct C2 is accessible when the plug 20 is removed, since the chimney 19 and the rod T are integral with the plug 20. More generally, it is understood that the filling enclosure 1 can have a partitioning, in order to form :
- a first conduit C1 for the gravity flow of separated oil in the separation chamber 18; and
- a second conduit C2 in derivation or on the periphery with respect to the first conduit C1 in the closure configuration of the cap 20, and which provides all or part of a passage section for circulating, towards the outlet 7, fresh oil introduced through the filling opening 12.

Un troisième mode de réalisation du dispositif de séparation 10 va être à présent décrit en référence à la figure 4. Le dispositif de séparation 10 de la figure 4 présente des similitudes avec celui de la figure 1, notamment pour ce qui concerne le bouchon 20 avec un creux 20a au-dessus d’une cheminée 19 embarquée et la formation d’un débouché inférieur 7 dans une extrémité inférieure 11b étroite de l’enceinte de remplissage 11.A third embodiment of the separation device 10 will now be described with reference to FIG. 4. The separation device 10 of FIG. 4 has similarities with that of FIG. a hollow 20a above an on-board chimney 19 and the formation of a lower outlet 7 in a narrow lower end 11b of the filling enclosure 11.

Ici pour résumer, le cyclone 15 est du genre démontable et extractible avec le bouchon 20. Ainsi, le corps du cyclone 15 et le flasque 14 incluant la cheminée 19 sont assemblés avec la partie d’insertion 23 du bouchon 20. Avec cet agencement, l’enceinte 11 est formée comme un tube de remplissage dont une face interne est en regard d’une face externe du corps tubulaire du cyclone 15. L’extrémité supérieure 11a de l’enceinte de remplissage 11 est identique à celle illustrée sur la figure, avec un orifice de sortie S prévu en regard d’un perçage 26 formé dans le bouchon 20. Cependant cette extrémité supérieure 11a n’est plus dans le prolongement (supérieur) du corps 5 du cyclone 15 mais séparée/décalée radialement vers l’extérieur par rapport au cyclone 15. La connexion étanche du bouchon 20 se fait de façon similaire contre l’extrémité supérieure 11a, par utilisation d’une zone d’étanchéité annulaire Z4 située plus bas que l’orifice de sortie S.Here to summarize, the cyclone 15 is of the type that can be dismantled and extracted with the stopper 20. Thus, the body of the cyclone 15 and the flange 14 including the chimney 19 are assembled with the insertion part 23 of the stopper 20. With this arrangement, the enclosure 11 is formed as a filling tube, one inner face of which faces an outer face of the tubular body of the cyclone 15. The upper end 11a of the filling enclosure 11 is identical to that illustrated in the figure , with an outlet orifice S provided facing a bore 26 formed in the stopper 20. However, this upper end 11a is no longer in the (upper) extension of the body 5 of the cyclone 15 but separated/shifted radially towards the outside with respect to the cyclone 15. The sealed connection of the stopper 20 is made in a similar way against the upper end 11a, by using an annular sealing zone Z4 located lower than the outlet orifice S.

Avec le cyclone 15 ainsi fixé sous le bouchon 20, via le flasque 14, on peut optionnellement retirer tout à la fois, d’un seul tenant : le bouchon 20, le cyclone 15 et optionnellement le collecteur 13 assemblé au corps du cyclone 15 par le dessous. Lors du remplissage d’huile, l’enceinte de remplissage 11 est alors dépourvue de corps de cyclone dans le volume intérieur V’ qui constitue une zone de déversement d’huile fraîche, contrairement aux modes de réalisation décrits précédemment.With the cyclone 15 thus fixed under the stopper 20, via the flange 14, it is possible optionally to remove all at once, in one piece: the stopper 20, the cyclone 15 and optionally the collector 13 assembled to the body of the cyclone 15 by the underside. During oil filling, the filling enclosure 11 is then devoid of cyclone body in the interior volume V′ which constitutes a fresh oil spillage zone, contrary to the embodiments described above.

Lorsque le bouchon 20 obture l’ouverture 12 de remplissage d’huile, le cyclone 15 constitue un élément de séparation maintenu complètement dans le volume intérieur V’ de l’enceinte 11, sous le niveau de l’ouverture 12. La paroi conique 16 peut former une extrémité libre de la partie d’insertion 23 du bouchon 20. Alternativement, la paroi conique 16 peut s’étendre axialement entre une portion cylindrique ou est formée l’entrée d’admission latérale E et un réceptacle formant le collecteur 33.When the plug 20 closes the oil filling opening 12, the cyclone 15 constitutes a separating element maintained completely in the interior volume V′ of the enclosure 11, below the level of the opening 12. The conical wall 16 can form a free end of the insertion part 23 of the cap 20. Alternatively, the conical wall 16 can extend axially between a cylindrical portion where the lateral admission inlet E is formed and a receptacle forming the manifold 33.

La chambre de séparation 18 peut consister en une cavité cylindro-conique, éventuellement délimitée par un corps de même forme générale que dans les exemples précédents, avec une ouverture 34 en bas du cône (au niveau de l’apex) pour l’évacuation des gouttes d’huile et une ouverture centrale supérieure dans la cheminée 19 pour l’évacuation des gaz propres GP.The separation chamber 18 may consist of a cylindrical-conical cavity, optionally delimited by a body of the same general shape as in the preceding examples, with an opening 34 at the bottom of the cone (at the level of the apex) for the evacuation of drops of oil and an upper central opening in the chimney 19 for the evacuation of the clean gases GP.

Comme illustré sur la figure 4, la paroi conique ou cône de séparation communique avec une chambre inférieure du collecteur 33 où s’accumulent les gouttes d’huile/lubrifiant L. Cette chambre du collecteur 33, axiale et à l’aplomb de la cheminée 19 et du bouchon 20, communique avec un tube inférieur de remplissage via un clapet ou valve 35. Le collecteur 33 est plus large que le conduit ou tubulure constitutive de la cheminée 19. Le tube inférieur est ici réalisé sous la forme d’une conduite commune C7, d’extension verticale, et formée plus étroite que le grand tube de remplissage de l’enceinte 11. Sur le dessus ou à l’embouchure d’admission de la conduite commune 7, il est prévu un compartiment ou une zone de convergence/jonction CJ entre le conduit C1 délimitant le collecteur 33 et le conduit C2 de section annulaire formé entre le grand tube GT de l’enceinte de remplissage 11 et le composant de paroi 25 tubulaire raccordé au flasque 14.As illustrated in FIG. 4, the conical wall or separation cone communicates with a lower chamber of the collector 33 where the drops of oil/lubricant L accumulate. This chamber of the collector 33, axial and plumb with the chimney 19 and cap 20, communicates with a lower filling tube via a flap or valve 35. Collector 33 is wider than the duct or pipe constituting chimney 19. The lower tube is here made in the form of a pipe common pipe C7, of vertical extension, and formed narrower than the large filling tube of the enclosure 11. On the top or at the inlet mouth of the common pipe 7, there is provided a compartment or a zone of convergence/junction CJ between duct C1 delimiting manifold 33 and duct C2 of annular section formed between large tube GT of filling enclosure 11 and tubular wall component 25 connected to flange 14.

Le fonctionnement de la valve de régulation avec membrane flexible 41, de la valve 35 et la circulation des gaz ne sont pas décrits davantage ici, compte tenu de la complète similitude de fonctionnement avec des modes de réalisation précédemment décrits. Les gaz G à traiter peuvent transiter par le haut du conduit C2 entre leur sortie du conduit 3 formant l’entrée 2 et l’accès ou entrée d’admission latérale E, typiquement en adoptant déjà une circulation tangentielle.The operation of the regulating valve with flexible membrane 41, of the valve 35 and the circulation of the gases are not further described here, given the complete similarity of operation with previously described embodiments. The gases G to be treated can pass through the top of the duct C2 between their exit from the duct 3 forming the inlet 2 and the access or lateral admission inlet E, typically by already adopting a tangential circulation.

Un des avantages de l’invention est de fournir une séparation efficace des gaz de carter au plus près du moteur, avec un encombrement du dispositif de séparation 10 réduit puisque l’on procède à la séparation dans la conduite de remplissage d’huile qui est un élément déjà existant.One of the advantages of the invention is to provide effective separation of the crankcase gases as close as possible to the engine, with a reduced size of the separation device 10 since the separation is carried out in the oil filling line which is an already existing element.

Il doit être évident pour les personnes versées dans l’art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l’éloigner du domaine d’application de l’invention comme revendiqué.It should be apparent to those skilled in the art that the present invention permits embodiments in many other specific forms without departing from the scope of the invention as claimed.

Ainsi, bien qu’on a illustré un exemple de collecteur 33, formé dans le prolongement du corps de cyclone, on peut former un tel collecteur 33 :
- solidaire de l’extrémité inférieure 11b, en tant que partie séparée de la pièce PT formant la cavité de séparation 18, lorsque le cyclone 15 est une partie stationnaire du dispositif de séparation 10,
et/ou
- stationnaire et inclus dans l’enceinte 1, 11, lorsque le cyclone 15 se retire avec le bouchon 20.
Thus, although an example of collector 33 has been illustrated, formed in the extension of the cyclone body, such a collector 33 can be formed:
- integral with the lower end 11b, as a separate part of the part PT forming the separation cavity 18, when the cyclone 15 is a stationary part of the separation device 10,
and or
- stationary and included in the enclosure 1, 11, when the cyclone 15 withdraws with the stopper 20.

Claims (15)

Dispositif de séparation (10) d'éléments en suspension dans un gaz issu d'un carter de moteur à combustion interne, comprenant :
- une enceinte (1 ; 11) de remplissage d’huile comportant une extrémité supérieure (11a), une extrémité inférieure (11b), et un passage de communication avec le carter du moteur formant une entrée (2) du dispositif (10),
- un bouchon (20) amovible pour obturer ladite extrémité supérieure (11a), ladite extrémité supérieure (11a) étant tubulaire en s’étendant autour d’un axe central (A) pour former une ouverture (12) de remplissage en huile pour la lubrification du moteur lorsque le bouchon (20) est enlevé,
- une chambre de séparation (18) placée sous le bouchon (20),
- un orifice de sortie (S) pour l’évacuation de gaz qui ont été traités dans la chambre de séparation (18), et
- un débouché inférieur (7) d’écoulement gravitaire d’huile séparée dans la chambre de séparation (18) et/ou d’huile fraîche introduite par l’ouverture (12) de remplissage, le débouché inférieur (7) étant situé dans l’extrémité inférieure (11b) et en communication avec le carter d’huile dudit moteur,
caractérisé en ce qu’il comporte en outre un cyclone (15) formant ladite chambre de séparation (18) et pourvu d’une cheminée (19), en communication avec l’orifice de sortie (S), pour l’évacuation axiale par le haut des gaz traités dans la chambre de séparation (18).
Device (10) for separating elements in suspension in a gas from an internal combustion engine crankcase, comprising:
- an oil filling enclosure (1; 11) comprising an upper end (11a), a lower end (11b), and a passage communicating with the engine casing forming an inlet (2) of the device (10),
- a plug (20) removable to seal said upper end (11a), said upper end (11a) being tubular extending around a central axis (A) to form an opening (12) for filling oil for the engine lubrication when the plug (20) is removed,
- a separation chamber (18) placed under the plug (20),
- an outlet orifice (S) for the evacuation of gases which have been treated in the separation chamber (18), and
- a lower outlet (7) for the gravity flow of oil separated in the separation chamber (18) and/or of fresh oil introduced through the opening (12) for filling, the lower outlet (7) being located in the lower end (11b) and in communication with the oil sump of said engine,
characterized in that it further comprises a cyclone (15) forming said separation chamber (18) and provided with a chimney (19), in communication with the outlet orifice (S), for the axial evacuation by the top of the treated gases in the separation chamber (18).
Dispositif de séparation selon la revendication 1, dans lequel la cheminée (19) est solidaire du bouchon (20),
et dans lequel la cheminée (19) est agencée à l’aplomb d’une partie d’obturation du bouchon (20), parallèlement à l’axe central (A).
Separation device according to claim 1, in which the chimney (19) is integral with the plug (20),
and in which the chimney (19) is arranged plumb with a closing part of the plug (20), parallel to the central axis (A).
Dispositif de séparation selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le cyclone (15) comprend :
- une paroi conique (16) dont la section transversale diminue vers le débouché inférieur (7) en s’éloignant de l’extrémité supérieure (11a), la chambre de séparation (18) étant au moins en partie délimitée par la paroi conique (16),
- une entrée d’admission latérale (E), de préférence tangentielle, pour faire passer dans la chambre de séparation (18) des gaz bruts issus de l’entrée (2) du dispositif ; et
- ladite cheminée (19), en communication avec l’orifice de sortie (S), qui s’étend parallèlement à et est traversée par l’axe central (A).
Separation device according to claim 1 or 2, in which the cyclone (15) comprises:
- a conical wall (16) whose cross section decreases towards the lower outlet (7) away from the upper end (11a), the separation chamber (18) being at least partly delimited by the conical wall ( 16),
- a lateral admission inlet (E), preferably tangential, for passing raw gases from the inlet (2) of the device into the separation chamber (18); and
- said chimney (19), in communication with the outlet orifice (S), which extends parallel to and is crossed by the central axis (A).
Dispositif de séparation selon la revendication 3, dans lequel le cyclone (15) comprend un flasque (14) délimitant le haut de la chambre de séparation (18) supérieure, la cheminée (19) faisant saillie vers le bas dans la chambre de séparation (18), depuis le flasque (14), afin de présenter une surface externe annulaire de déviation au même niveau de hauteur que l’entrée d’admission latérale (E) pour dévier les gaz bruts vers la paroi conique (16).Separation device according to Claim 3, in which the cyclone (15) comprises a flange (14) delimiting the top of the upper separation chamber (18), the chimney (19) projecting downwards into the separation chamber ( 18), from the flange (14), in order to present an annular outer surface of deflection at the same level of height as the lateral admission inlet (E) to deflect the raw gases towards the conical wall (16). Dispositif de séparation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’orifice de sortie (S) est formé latéralement dans l’extrémité supérieure (11a), le bouchon (20) présentant une partie d’insertion (23) pour se connecter de façon étanche contre l’extrémité supérieure (11a), par utilisation d’une zone d’étanchéité annulaire (Z4) située plus bas que l’orifice de sortie (S).Separating device according to any of the preceding claims, wherein the outlet port (S) is formed laterally in the upper end (11a), the plug (20) having an insertion part (23) for connect in a sealed manner against the upper end (11a), by using an annular sealing zone (Z4) located lower than the outlet orifice (S). Dispositif de séparation selon la revendication 3 seule ou combinée à l’une revendications 4 et 5, dans lequel la paroi conique (16) du cyclone (15) constitue tout ou partie d’une paroi délimitant extérieurement l’enceinte (1) de remplissage d’huile, de sorte que le bouchon (20) est séparable de la paroi conique (16).Separation device according to Claim 3 alone or in combination with one of Claims 4 and 5, in which the conical wall (16) of the cyclone (15) constitutes all or part of a wall delimiting the filling enclosure (1) on the outside. of oil, so that the plug (20) is separable from the conical wall (16). Dispositif de séparation selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le cyclone (15) constitue un élément de séparation maintenu complètement dans un volume intérieur (V’) de l’enceinte (11) de remplissage d’huile lorsque le bouchon (20) obture l’ouverture (12) de remplissage d’huile.Separation device according to any one of Claims 1 to 5, in which the cyclone (15) constitutes a separation element maintained completely in an interior volume (V') of the enclosure (11) for filling oil when the plug (20) closes off the oil filler opening (12). Dispositif de séparation selon la revendication 7, dans lequel la paroi conique (16), décalée radialement vers l’intérieur par rapport à une face interne de l’enceinte (11) de remplissage d’huile, est rendue solidaire du bouchon (20) par l’intermédiaire d’un flasque (14) délimitant le haut de la chambre de séparation (18) supérieure.Separating device according to Claim 7, in which the conical wall (16), offset radially inwards with respect to an internal face of the enclosure (11) for filling oil, is secured to the plug (20) via a flange (14) delimiting the top of the upper separation chamber (18). Dispositif de séparation selon une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le bouchon (20) amovible se présente en deux parties en position d’obturation :
- une première partie (22) préhensible placée à l’extérieur de l’enceinte de remplissage (1 ; 11); et
- une deuxième partie (23) pénétrant à l’intérieur de l’enceinte (1, 11) de remplissage d’huile, permettant de rendre solidaire du bouchon (20) au moins la cheminée (19) du cyclone (15), et présentant un orifice transversal (26) à travers lequel une zone de circulation de gaz traités issus de la cheminée (19) communique avec l’orifice de sortie (S).
Separation device according to any one of the preceding claims, in which the removable plug (20) is in two parts in the closed position:
- a first grippable part (22) placed outside the filling enclosure (1; 11); and
- a second part (23) penetrating inside the oil filling enclosure (1, 11), making it possible to make integral with the stopper (20) at least the chimney (19) of the cyclone (15), and having a transverse orifice (26) through which a treated gas circulation zone from the stack (19) communicates with the outlet orifice (S).
Dispositif de séparation selon la revendication 9, dans lequel le dispositif de séparation (10) comporte un clapet de régulation de pression, mobile à distance de la cheminée (19) et de préférence sous la forme d’une membrane flexible (41), placé dans un creux (20a) du bouchon (20) en s’étendant axialement entre ladite première partie (22) préhensible et la cheminée (19).Separation device according to Claim 9, in which the separation device (10) comprises a pressure regulating valve, movable at a distance from the chimney (19) and preferably in the form of a flexible membrane (41), placed in a recess (20a) of the plug (20) extending axially between said first grippable part (22) and the chimney (19). Dispositif de séparation selon la revendication 9 ou 10, dans lequel la deuxième partie (23) du bouchon (20) comporte au moins un élément d’étanchéité périphérique (J) en contact avec l’enceinte (1 ; 11) de remplissage d’huile et séparant de façon étanche une zone amont (Z1) en communication avec l’entrée (2) du dispositif (10) et une zone aval (Z2) en communication avec l’orifice de sortie (S).Separation device according to Claim 9 or 10, in which the second part (23) of the stopper (20) comprises at least one peripheral sealing element (J) in contact with the enclosure (1; 11) for filling oil and sealingly separating an upstream zone (Z1) in communication with the inlet (2) of the device (10) and a downstream zone (Z2) in communication with the outlet orifice (S). Dispositif selon la revendication 11, dans lequel la zone aval (Z2) se situe au niveau de l’extrémité supérieure (11a) de l’enceinte (1, 11) de remplissage d’huile, le cyclone (15) étant rendu solidaire en rotation du bouchon (20) et pouvant se déplacer en translation verticale par rapport au bouchon (20) entre une position distante du bouchon (20), dans laquelle seule la zone aval (Z2) communique avec l’orifice de sortie (S), et une position rapprochée du bouchon (20), dans laquelle les gaz de carter présents dans l’enceinte (1, 11) de remplissage d’huile peuvent être évacués par l’orifice de sortie (S) sans traverser le média filtrant (16).Device according to Claim 11, in which the downstream zone (Z2) is located at the level of the upper end (11a) of the enclosure (1, 11) for filling oil, the cyclone (15) being made integral in rotation of the plug (20) and able to move in vertical translation relative to the plug (20) between a position remote from the plug (20), in which only the downstream zone (Z2) communicates with the outlet orifice (S), and a position close to the plug (20), in which the crankcase gases present in the enclosure (1, 11) for filling the oil can be evacuated through the outlet orifice (S) without passing through the filter medium (16 ). Dispositif selon une des revendications 1 à 12, dans lequel le bouchon (20) comprend intérieurement une membrane flexible (41) placée soit dans une première position dans laquelle elle permet une communication entre l’orifice d’entrée (2) et l’orifice de sortie (S), soit dans une deuxième position dans laquelle elle empêche la communication entre l’orifice d’entrée (2) et l’orifice de sortie (S), le bouchon (20) comportant en outre un orifice de mise à l’air (42) pour soumettre à la pression atmosphérique une première face de la membrane flexible (41).Device according to one of Claims 1 to 12, in which the stopper (20) comprises internally a flexible membrane (41) placed either in a first position in which it allows communication between the inlet orifice (2) and the orifice outlet (S), or in a second position in which it prevents communication between the inlet orifice (2) and the outlet orifice (S), the plug (20) further comprising an outlet orifice air (42) to subject a first face of the flexible membrane (41) to atmospheric pressure. Dispositif selon une des revendications 1 à 13, comprenant une cloison (8) séparant deux conduits (C1, C2) qui convergent vers une conduite commune (C7) d’écoulement gravitaire d’huile où est prévu le débouché inférieur (7), les deux conduits comprenant :
- un premier conduit (C1) pour l’écoulement gravitaire d’huile séparée dans la chambre de séparation (18) ; et
- un deuxième conduit (C2) en dérivation ou en périphérie par rapport au premier conduit (C1) dans la configuration d’obturation du bouchon (20), et qui fournit tout ou partie d’une section de passage pour faire circuler vers le débouché (7) de l’huile fraîche introduite par l’ouverture (12) de remplissage dans une configuration d’ouverture du bouchon (20).
Device according to one of Claims 1 to 13, comprising a partition (8) separating two ducts (C1, C2) which converge towards a common pipe (C7) for the gravity flow of oil where the lower outlet (7) is provided, the two pipes comprising:
- a first conduit (C1) for the gravity flow of separated oil in the separation chamber (18); and
- a second duct (C2) in derivation or on the periphery with respect to the first duct (C1) in the closure configuration of the plug (20), and which provides all or part of a passage section to circulate towards the outlet (7) fresh oil introduced through the filler opening (12) in an opening configuration of the cap (20).
Procédé de séparation cyclonique pour séparer des éléments en suspension dans un gaz issu d'un carter de moteur à combustion interne, dans une chambre de séparation (18) prévue entre une entrée (2) de réception et un orifice de sortie (S) pour l’évacuation de gaz qui ont été traités dans la chambre de séparation (18), le procédé comprenant les étapes consistant essentiellement à :
- placer un cyclone (15) formant la chambre de séparation (18), dans une enceinte (1 ; 11) de remplissage d’huile, l’enceinte de remplissage comportant une extrémité supérieure (11a) tubulaire s’étendant autour d’un axe central (A), une extrémité inférieure (11b), et un passage de communication avec le carter du moteur formant ladite entrée (2) de réception pour recevoir du gaz brut issu du carter,
- obturer une ouverture (12) de remplissage en huile pour la lubrification du moteur le cyclone (15), délimitée par ladite extrémité supérieure (11b), par un bouchon (20) amovible, dans une configuration d’obturation dans laquelle le bouchon (20) obture ladite extrémité supérieure (11a), le cyclone (15) étant prévu pour que la chambre de séparation (18) soit située sous le bouchon (20) dans la configuration d’obturation,
- réaliser la séparation cyclonique dans la chambre de séparation (18),
- utiliser une cheminée (19) du cyclone (15) en communication avec l’orifice de sortie (S), afin d’évacuer axialement par le haut, pendant la séparation cyclonique, des gaz traités dans la chambre de séparation (18), et
- permettre un écoulement gravitaire d’huile séparée dans la chambre de séparation (18) et/ou d’huile fraîche introduite par l’ouverture (12) de remplissage, par un débouché inférieur (7) d’écoulement d’huile prévu dans l’extrémité inférieure (11b) et en communication avec le carter d’huile dudit moteur.
Cyclonic separation process for separating elements in suspension in a gas issuing from an internal combustion engine crankcase, in a separation chamber (18) provided between a reception inlet (2) and an outlet orifice (S) for evacuating gases which have been treated in the separation chamber (18), the method comprising the steps consisting essentially of:
- placing a cyclone (15) forming the separation chamber (18) in an oil filling enclosure (1; 11), the filling enclosure comprising a tubular upper end (11a) extending around a central axis (A), a lower end (11b), and a passage communicating with the engine casing forming said reception inlet (2) to receive raw gas from the casing,
- closing an oil filling opening (12) for lubricating the cyclone engine (15), delimited by said upper end (11b), by a removable plug (20), in a closing configuration in which the plug ( 20) closes said upper end (11a), the cyclone (15) being provided so that the separation chamber (18) is located under the stopper (20) in the closed configuration,
- carry out the cyclonic separation in the separation chamber (18),
- using a chimney (19) of the cyclone (15) in communication with the outlet orifice (S), in order to evacuate axially from above, during the cyclonic separation, gases treated in the separation chamber (18), and
- allowing a gravity flow of oil separated in the separation chamber (18) and/or of fresh oil introduced through the filling opening (12), through a lower oil flow outlet (7) provided in the lower end (11b) and in communication with the oil sump of said engine.
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