WO2012143629A1 - Agencement de branche egr basse pression pour moteur thermique de vehicule automobile, procede de montage et moteur thermique obtenu - Google Patents

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pressure egr
branch
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Philippe Gauthier
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Renault S.A.S.
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • branch EGR exhaust Gas Recirculation in English
  • branch F. A. P. particle filter
  • this branch is an additional set for the operation of the engine and which is added to the already important set of elements present in the engine compartment of a modern motor vehicle.
  • the object of the invention is to propose a low-pressure EGR arm arrangement for a motor vehicle engine comprising:
  • a support device comprising a body provided with means for fixing the motor and at least one through bore shaped to receive the metering flap at one of its ends and the end portion of the air intake duct at the other extremity,
  • At least one seal capable of being mounted between the bore and the end portion of the air inlet duct.
  • the turbo compressor inlet duct also called diffuser
  • the support device may be arranged for mounting so that the bore is positioned facing the turbo compressor air inlet conduit end portion then is engaged on this fixed end portion and is sealingly mounted by means of the gasket on the end portion of turbo compressor air inlet duct.
  • the support device is put in approach of its or its fixing points and is then fixed to the engine.
  • the connection of the EGR valve to the air intake duct of turbo compressor is then carried out in a conventional manner by a duct (pipe) flexible and without difficulty.
  • metering flap can be attached to the support device, such as the EGR valve and a gas heat exchanger recirculating the EGR branch.
  • the means for fixing the motor of the support device may comprise at least one attachment branch to the motor.
  • the fastening means of the support device may comprise an upper attachment branch to the engine and a lower attachment branch to the engine, these branches being intended to be respectively fixed to an upper part of the engine, for example the engine cylinder head. , and at a lower part of the engine, for example the engine cylinder block.
  • said upper branch comprises at least one oblong hole intended for the longitudinal centering of the support device.
  • Longitudinal centering means the centering along the longest dimension of the motor.
  • the support device is maintained at a stable isostatic position relative to the turbo air inlet duct.
  • the gasket is advantageously a flexible gasket mounted in the bore, which makes it possible to absorb a certain positioning tolerance of the turbo compressor air inlet duct end portion (for example a few tenths of a millimeter) relative to the bore of the support device, and to isolate the vibrations of the support device from those of the air intake duct of the turbo compressor.
  • lateral peripheral groove is meant that the groove is disposed on the cylindrical surface of the bore and / or the end portion of the turbo compressor air inlet duct.
  • the assembly thus requires the installation of the support device in the position of engagement of the bore on the end portion of the air inlet duct and the attachment of the support device to the motor, which is relatively fast.
  • a vehicle heat engine comprising a turbo compressor and a low pressure EGR arm arrangement as described above, the turbo compressor being equipped with an air inlet duct whose end portion makes part said arrangement.
  • FIG. 1 is a partial schematic sectional view of an embodiment of a low-pressure EGR branch arrangement of a heat engine according to the invention.
  • - figs. 2 and 3 are views, respectively, in perspective and from above of the low pressure EGR branch arrangement according to the embodiment.
  • FIGS. 2 and 3 The other accessories of the EGR branch, such as the EGR valve 15 and the heat exchanger 17 cooling the EGR gas, are shown in FIGS. 2 and 3.
  • the metering flap 1 of cylindrical conformation, is fixed in a sealed manner on the support device 13 by four screws (not shown) at the periphery of its adjoining end edge 19, coaxially with a through bore 21 formed in the body 23 of the support device 13.
  • the air inlet duct 5 which is also cylindrical in shape, is arranged substantially coaxially with the metering flap 11.
  • This end portion 25 of the air inlet duct has near its end edge 27 on the cylindrical portion of the duct a peripheral groove 29, which receives a flexible toric seal 31.
  • This gasket 31 resulting from injection of an elastomeric material, for example a material based on cold-resistant rubber, up to -30 ° C. (VITON ® seal), is intended to be compressed when mounted between the throat 29 and the bore 21 so as to seal the connection of the air inlet duct 5 and the bore 21. At mounting, this seal 31 is further provided to slide on the surface of the bore 21.
  • an elastomeric material for example a material based on cold-resistant rubber, up to -30 ° C. (VITON ® seal
  • the conduit 5 receives in its middle part and through corresponding openings 33 EGR gas from the EGR valve 15.
  • the latter (see also Figures 2 and 3) is connected by means of a flexible pipe 35 (single pipe) to a cylindrical enclosure 37 surrounding the air inlet duct 5 at the openings 33.
  • the EGR valve 15 is also fixed to the support device 13, for example screwed onto the body 23 of the support device (FIG.
  • the heat exchanger 17 is likewise fixed screwed to the support device 13.
  • the support device 13 thus supports the main accessories of the EGR branch, namely the metering flap 1 1, the EGR valve 15 and the heat exchanger 17 EGR gas.
  • This support device 13 is preferably derived from molding in a light metal material, for example an aluminum alloy.
  • the upper branch 41 is disposed substantially at the middle portion of the bore 21.
  • the lower branch 43 is a flat perpendicular to the upper branch 41 formed by bend 45 (FIG 2) receiving at the elbow 45 the EGR valve and the heat exchanger 17. This arrangement makes the compact.
  • the turbo compressor 7 is previously fixed to the engine 3 with its air inlet duct 5 secured to it, which opens rigidly, substantially horizontally on the side of the engine 3.
  • the O-ring 31 is mounted in the groove 29 of the part of the engine. end 25 of air inlet duct. The o-ring is then slid into the bore 21 (in compression) until the upper branches 41 and lower 43 come to their attachment points on the engine 3.
  • the seal 31 forms a sealed ball joint allowing a certain clearance of the support device 13 (of the bore relative to the leads 5) for fixing in position.
  • the screws of the fastening points of the limbs 41, 43 can then be screwed integrally to the motor 3 until the assembly is rigidly fixed to the motor.
  • the heat exchanger 17 can be mounted later on the support device 13 if there is no room in the engine compartment to present the arrangement with all its accessories facing the air inlet duct 5 to assembly.
  • This mounting maneuver of the arrangement which forms a compact assembly facilitates the fitting of the EGR branch accessories and avoids a clean fitting of the metering flap and each of the other EGR branch accessories to the engine and a connecting piece between the metering flap and the turbo compressor air intake duct.

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Abstract

Un agencement de branche EGR basse pression pour moteur thermique de véhicule automobile comprenant : une partie d'extrémité (25) d'un conduit d'entrée d'air (5) d'un turbo compresseur, un volet doseur (11), une vanne EGR agencée pour être reliée au conduit d'entrée d'air (5), caractérisé en ce qu'il comprend : - un dispositif support (13) comportant un corps (23) pourvu de moyens de fixation au moteur et d'au moins un alésage traversant (21) conformé pour recevoir le volet doseur (11) à l'une de ses extrémités et la partie d'extrémité (25) de conduit d'entrée d'air à l'autre extrémité, - au moins un joint d'étanchéité (31) apte à être monté entre l'alésage (21) et la partie d'extrémité (25) du conduit d'entrée d'air.

Description

Agencement de branche EGR basse pression pour moteur thermique de véhicule automobile, procédé de montage et moteur thermique obtenu. L'invention concerne un agencement de branche EGR basse pression pour moteur thermique de véhicule automobile, le procédé de montage d'un tel agencement et le moteur thermique de véhicule automobile obtenu.
On sait que la branche EGR (Exhaust Gaz Recirculation en anglais) basse pression à la sortie d'une branche F. A. P. (filtre à particules) sur les moteurs thermiques de véhicule permet de réduire les gaz polluants produits par la combustion du moteur thermique.
Néanmoins, cette branche constitue un ensemble supplémentaire pour le fonctionnement du moteur et qui se rajoute à l'ensemble déjà important d'éléments présents dans le compartiment moteur d'un véhicule automobile moderne.
L'invention a pour objet de proposer un agencement de branche EGR basse pression pour moteur thermique de véhicule automobile comprenant :
- une partie d'extrémité d'un conduit d'entrée d'air d'un turbo compresseur,
un volet doseur,
une vanne EGR agencée pour être reliée au conduit d'entrée d'air, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un dispositif support comportant un corps pourvu de moyens de fixation au moteur et d'au moins un alésage traversant conformé pour recevoir le volet doseur à l'une de ses extrémités et la partie d'extrémité de conduit d'entrée d'air à l'autre extrémité,
au moins un joint d'étanchéité apte à être monté entre l'alésage et la partie d'extrémité du conduit d'entrée d'air.
Par cette disposition, le conduit d'entrée de turbo compresseur , appelé aussi diffuseur, étant préalablement monté fixé au moteur, par exemple fixé au turbo compresseur, le dispositif support peut être disposé au montage en sorte que l'alésage soit positionné face à la partie d'extrémité de conduit d'entrée d'air de turbo compresseur puis soit engagé sur cette partie d'extrémité fixe et soit monté de façon étanche au moyen du joint d'étanchéité sur la partie d'extrémité de conduit d'entrée d'air de turbo compresseur. Simultanément, le dispositif support est mis en approche de son ou ses points de fixation et est ensuite fixé au moteur. Le raccordement de la vanne EGR au conduit d'entrée d'air de turbo compresseur est réalisée ensuite de façon classique par un conduit (tuyau) souple et sans difficulté.
D'autres accessoires de l'agencement que le volet doseur peuvent être fixés au dispositif support, tels que la vanne EGR et un échangeur thermique des gaz en recirculation de la branche EGR.
Ainsi, l'agencement permet de monter des accessoires de la branche EGR basse pression comme un ensemble sur le moteur et non de façon individuelle sur le moteur, ce qui assure un gain de temps de montage.
Le dispositif support est avantageusement monté sur un côté du moteur thermique.
Les moyens de fixation au moteur du dispositif support peuvent comporter au moins une branche de fixation au moteur.
De façon préférée, les moyens de fixation du dispositif support peuvent comporter une branche de fixation supérieure au moteur et une branche de fixation inférieure au moteur, ces branches étant destinées à être fixées respectivement à une partie haute du moteur, par exemple la culasse du moteur, et à une partie basse du moteur, par exemple le carter cylindre du moteur.
Avantageusement, ladite branche supérieure comprend au moins un trou oblong destiné au centrage longitudinal du dispositif support. Par centrage longitudinal, on entend le centrage suivant la dimension la plus longue du moteur.
Ainsi le dispositif support est maintenu à une position isostatique stable relativement au conduit d'entrée d'air turbo.
Le joint d'étanchéité est avantageusement un joint souple monté comprimé dans l'alésage, ce qui permet d'absorber une certaine tolérance de positionnement de la partie d'extrémité de conduit d'entrée d'air de turbo compresseur (par exemple de quelques dixièmes de mm) relativement à l'alésage du dispositif support, et d'isoler les vibrations du dispositif support de celles du conduit d'entrée d'air du turbo compresseur.
Le joint d'étanchéité peut être un joint torique conformé pour être logé dans une gorge périphérique de l'alésage et/ou de la partie d'extrémité du conduit d'entrée d'air de turbo compresseur, par exemple en bout de la partie d'extrémité du conduit d'entrée d'air de turbo compresseur. De préférence, le joint est logé dans une gorge périphérique latérale de l'alésage et/ou de la partie d'extrémité du conduit d'entrée d'air de turbo compresseur et en particulier dans une gorge périphérique latérale de la partie d'extrémité du conduit d'entrée d'air de turbo compresseur, ce joint étant en outre conformé pour être appliqué comprimé de façon étanche et glisser sur la surface cylindrique de l'alésage pour permettre le positionnement et la fixation du dispositif support.
On entend par gorge périphérique latérale que la gorge est disposée sur la surface cylindrique de l'alésage et/ou de la partie d'extrémité du conduit d'entrée d'air de turbo compresseur.
Ce dernier montage du joint d'étanchéité, de type rotule sur l'alésage, donne de la liberté dans le positionnement relatif de l'alésage du dispositif support et de la partie d'extrémité de conduit d'entrée d'air turbo.
Il est également proposé un procédé de montage d'un agencement de branche EGR basse pression pour moteur thermique de véhicule automobile tel que décrit ci dessus, la partie d'extrémité du conduit d'entrée d'air de turbo compresseur étant préalablement fixée en position solidairement au moteur, le procédé comprenant les phases suivantes :
la mise en place du joint d'étanchéité entre l'alésage et la partie d'extrémité du conduit d'entrée d'air,
le positionnement du dispositif support, en sorte que l'alésage reçoive la partie d'extrémité de conduit d'entrée d'air de turbo compresseur, et
la fixation du dispositif support au moteur.
Le montage nécessite ainsi la mise en place du dispositif support en position d'engagement de l'alésage sur la partie d'extrémité du conduit d'entrée d'air puis la fixation du dispositif support au moteur, ce qui est relativement rapide.
Il est également proposé un moteur thermique de véhicule comprenant un turbo compresseur et un agencement de branche EGR basse pression tel que décrit ci-dessus, le turbo compresseur étant équipé d'un conduit d'entrée d'air dont la partie d'extrémité fait partie dudit agencement.
Un mode de réalisation de l'invention est à présent décrit à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la fig. 1 est une vue en coupe schématique partielle d'un mode de réalisation d'un agencement de branche EGR basse pression d'un moteur thermique selon l'invention, et
- les fig. 2 et 3 sont des vues, respectivement, en perspective et de dessus de l'agencement de branche EGR basse pression selon le mode de réalisation.
L'agencement 1 de branche EGR basse pression de moteur thermique 3 selon la figure 1 a été représenté de façon partielle pour des raisons de clarté de la représentation. Il est représenté seulement un conduit 5 d'entrée d'air de turbocompresseur 7 de la branche EGR basse pression 9 (en sortie de branche FAP du moteur), un volet doseur 1 1 d'entrée d'air de la branche EGR (relié au filtre à air du moteur), un dispositif support 13 du volet doseur d'entrée d'air, et une partie du moteur 3 sur lequel est monté cet agencement.
Les autres accessoires de la branche EGR, telle que la vanne EGR 15 et l'échangeur thermique 17 refroidissant les gaz EGR, sont représentés sur les figures 2 et 3.
Le volet doseur 1 1 , de conformation cylindrique, est fixé de façon étanche sur le dispositif support 13 par quatre vis (non représentées) en périphérie de son bord d'extrémité attenant 19, coaxialement à un alésage traversant 21 formé dans le corps 23 du dispositif support 13.
A l'opposé du volet doseur 1 1 est reçue dans l'alésage 21 la partie d'extrémité 25 de conduit d'entrée d'air 5 de turbo compresseur de la branche EGR.
Le conduit d'entrée d'air 5, de conformation cylindrique également, est disposé sensiblement coaxialement au volet doseur 1 1.
Cette partie d'extrémité 25 du conduit d'entrée d'air comporte à proximité de son bord d'extrémité 27 sur la partie cylindrique du conduit une gorge périphérique 29, laquelle reçoit un joint souple torique 31.
Ce joint 31 issu d'injection en matière élastomère, par exemple une matière à base de caoutchouc résistant au froid, jusqu'à - 30°C (joint VITON ®), est destiné à être comprimé au montage entre la gorge 29 et l'alésage 21 de manière à assurer l'étanchéité de la liaison du conduit d'entrée d'air 5 et de l'alésage 21. Au montage, ce joint 31 est en outre prévu pour glisser sur la surface de l'alésage 21.
Le conduit 5 reçoit dans sa partie médiane et par des ouvertures correspondantes 33 les gaz EGR depuis la vanne EGR 15. Cette dernière (voir également les figures 2 et 3) est reliée au moyen d'un conduit souple 35 (simple tuyau) à une enceinte cylindrique 37 entourant le conduit d'entrée d'air 5 au niveau des orifices 33.
La vanne EGR 15 est également fixée au dispositif support 13, par exemple vissée 39 sur le corps 23 du dispositif support (fig.2).
L'échangeur thermique 17 est de même fixé vissé au dispositif support 13.
Le dispositif support 13 permet ainsi de supporter les principaux accessoires de la branche EGR, à savoir le volet doseur 1 1 , la vanne EGR 15 et l'échangeur thermique 17 des gaz EGR.
Ce dispositif support 13 est de préférence issu de moulage en un matériau métallique léger, par exemple en un alliage d'aluminium.
Le dispositif support 13 est fixé au moteur 3 sur un côté de ce dernier selon une branche supérieure plane horizontale 41 , en trois points distincts (par vis) solidairement à la culasse du moteur et comprend trois trous de passage de vis, un des trous étant oblong destiné au centrage longitudinal du dispositif support 13, et selon une branche inférieure 43 à une partie basse de moteur, telle que le carter cylindre du moteur, en un point (par vis également) .
La branche supérieure 41 est disposée sensiblement au niveau de la partie médiane de l'alésage 21.
La branche inférieure 43 est un plat perpendiculaire à la branche supérieure 41 formé en coude 45 (fig. 2) recevant au niveau du coude 45 la vanne EGR et l'échangeur thermique 17. Cette disposition rend l'ensemble compact.
Le montage de l'agencement de branche EGR est à présent décrit.
Le turbo compresseur 7 est préalablement fixé au moteur 3 avec son conduit d'entrée d'air 5 solidaire, lequel débouche rigidement, sensiblement horizontalement sur le côté du moteur 3. On monte le joint torique 31 dans la gorge 29 de la partie d'extrémité 25 de conduit d'entrée d'air. On fait alors glisser le joint torique dans l'alésage 21 (en compression) jusqu'à ce que les branches supérieures 41 et inférieure 43 viennent au niveau de leurs points de fixation sur le moteur 3. Le joint 31 forme une liaison rotule étanche autorisant un certain débattement du dispositif support 13 (de l'alésage relativement au conduit 5) pour sa fixation en position.
On peut alors visser les vis des points de fixation des branches 41 ,43 solidairement au moteur 3 jusqu'à ce que l'ensemble soit rigidement fixé au moteur.
Eventuellement, l'échangeur thermique 17 peut être monté ultérieurement sur le dispositif support 13 si on n'a pas la place dans le compartiment moteur de présenter l'agencement avec tous ses accessoires face au conduit d'entrée d'air 5 au montage.
Cette manœuvre de montage de l'agencement qui forme un ensemble compact, facilite le montage des accessoires de la branche EGR et évite une pièce de fixation propre du volet doseur et de chacun des autres accessoires de branche EGR au moteur et une pièce de liaison entre le volet doseur et le conduit d'entrée d'air turbo compresseur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Agencement de branche EGR basse pression pour moteur thermique de véhicule automobile comprenant :
une partie d'extrémité (25) d'un conduit d'entrée d'air (5) d'un turbo compresseur,
un volet doseur (1 1),
une vanne EGR (15) agencée pour être reliée au conduit d'entrée d'air (5),
caractérisé en ce qu'il comprend :
un dispositif support (13) comportant un corps (23) pourvu de moyens de fixation (41 ,43) au moteur et d'au moins un alésage traversant (21) conformé pour recevoir le volet doseur (1 1) à l'une de ses extrémités et la partie d'extrémité (25) de conduit d'entrée d'air à l'autre extrémité,
au moins un joint d'étanchéité (31) apte à être monté entre l'alésage (21) et la partie d'extrémité (25) du conduit d'entrée d'air.
2 Agencement de branche EGR basse pression selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la vanne EGR (15) est fixée au dispositif support (13).
3. Agencement de branche EGR basse pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu"il comprend un échangeur thermique (17) des gaz en recirculation de la branche EGR (9) fixé au dispositif support (13).
4. Agencement de branche EGR basse pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de fixation au moteur du dispositif support ( 13) comportent au moins une branche de fixation (41 ,43) au moteur.
5. Agencement de branche EGR basse pression selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de fixation du dispositif support (13) comportent une branche de fixation supérieure (41) au moteur, ladite branche supérieure comprenant au moins un trou oblong destiné au centrage longitudinal du dispositif support (13), et une branche de fixation inférieure (43) au moteur, ces branches étant destinées à être fixées respectivement à une partie haute du moteur et à une partie basse du moteur.
6. Agencement de branche EGR basse pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (31) est un joint torique conformé pour être logé dans une gorge périphérique (29) de l'alésage et/ou de la partie d'extrémité du conduit d'entrée d'air de turbo compresseur.
7. Agencement de branche EGR basse pression selon la revendication 6, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (31) est conformé pour être logé dans une gorge périphérique latérale (29) de la partie d'extrémité (25) du conduit d'entrée d'air de turbo compresseur, et pour être appliqué comprimé de façon étanche et glisser sur la surface cylindrique de l'alésage (21) pour permettre le positionnement et la fixation du dispositif support (13).
8. Procédé de montage d'un agencement de branche EGR basse pression pour moteur thermique de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, la partie d'extrémité (25) du conduit d'entrée d'air de turbo compresseur étant fixée en position solidairement au moteur (3), le procédé comprenant les phases suivantes :
la mise en place du joint d'étanchéité (31) entre l'alésage (21) et la partie d'extrémité (25) du conduit d'entrée d'air (5),
le positionnement du dispositif support (13), en sorte que l'alésage (21) reçoive la partie d'extrémité (25) de conduit d'entrée d'air de turbo compresseur, et
la fixation du dispositif support (13) au moteur.
9. Moteur thermique de véhicule comprenant un turbo compresseur et un agencement (1) de branche EGR basse pression (9) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, le turbo compresseur étant équipé d'un conduit d'entrée d'air (5) dont la partie d'extrémité fait partie dudit agencement.
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