Dispositif de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile

Abstract

 L'invention propose un dispositif de recirculation des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne (10) de véhicule automobile (8) qui comporte une ligne d'échappement (22) comprenant un organe de dépollution (26) des gaz d'échappement, le dispositif comportant un piquage de dérivation (30) des gaz d'échappement située en aval de l'organe de dépollution, et un conduit (32,36) de recirculation des gaz d'échappement s'étendant de la dérivation jusqu'à un système d'admission d'air du moteur (38,40).
Selon l'invention, au moins une partie du conduit (36) de recirculation des gaz d'échappement est constitué d'un matériau souple.

Description

[0001] La présente invention concerne un dispositif de recirculation des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile.

[0002] L'invention concerne plus particulièrement mais de façon non limitative, un dispositif de recirculation des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile se situant dans un espace restreint sous la caisse du véhicule.

[0003] Les normes antipollution imposent aux constructeurs de véhicules automobiles des quantités maximales de substances polluantes rejetées dans l'atmosphère.

[0004] Une technique de dépollution des gaz d'échappement consiste à faire recirculer une partie des gaz d'échappement vers l'admission d'air du moteur. Cette technique est communément appelée recirculation des gaz d'échappement, ou "Exhaust Gas Recirculation" (EGR) en anglais.

[0005] Une des méthodes de recirculation des gaz d'échappement dite recirculation basse pression, consiste à dériver une partie des gaz d'échappement du moteur en aval de la turbine d'un turbocompresseur, afin de la réintroduire à l'admission d'air du moteur. Cette dérivation des gaz d'échappement est généralement réalisée en aval des organes de dépollution comme les filtres à particules ou les catalyseurs, de manière à faire recirculer des gaz d'échappement exempts d'une partie des particules polluantes.

[0006] Lorsque la dérivation des gaz EGR se situe en aval d'un organe de dépollution situé dans un tunnel aménagé sous la caisse du véhicule, l'agencement du conduit de retour des gaz d'échappement est parfois problématique car l'espace disponible est limité.

[0007] De plus, la ligne d'échappement ainsi que la partie du circuit de retour des gaz d'échappement située dans le tunnel doivent posséder un certain degré de liberté par rapport au moteur. Les mouvements de la ligne par rapport au moteur lors du fonctionnement du véhicule ou lors du montage de la ligne, nécessite donc l'ajout d'un élément autorisant les mouvements entre la ligne d'échappement et la partie du circuit de retour des gaz d'échappement située dans le tunnel, et les élément de raccords fixes par rapport au moteur.

[0008] La publication EP 1 422 412 propose un raccord entre éléments d'échappement du moteur et la ligne d'échappement située dans le tunnel. Le raccord comportant une rotule qui intègre à la fois des passages pour les gaz d'échappement s'écoulant vers la ligne d'échappement, et les gaz EGR s'écoulant vers le moteur.

[0009] Cependant, une telle bride reste encombrante dans l'espace restreint défini par le tunnel, et limite le positionnement du circuit de retour des gaz EGR.

[0010] Le but de l'invention, est de fournir un dispositif de recirculation des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile permettant une implantation du circuit de retour des gaz d'échappement plus aisée.

[0011] Dans ce but, l'invention propose un dispositif de recirculation des gaz d'échappement dont au moins une partie du conduit de recirculation des gaz d'échappement du dispositif est constitué d'un matériau souple.

[0012] Selon d'autres caractéristiques de l'invention, le conduit de recirculation des gaz d'échappement peut comporter un échangeur thermique situé en aval du piquage de dérivation, et en amont de la partie du conduit de recirculation en materiau souple.

[0013] Le dispositif de recirculation des gaz d'échappement peut comporter un moyen de régulation du débit des gaz vers le conduit de recirculation au niveau du piquage de dérivation.

[0014] Le moyen de régulation peut être une vanne trois voies ou un volet étouffoir situé dans la ligne d'échappement en aval du piquage de dérivation.

[0015] La partie du conduit en matériau souple peut être un tuyau en matière polymère tel que du silicone.

[0016] L'invention sera désormais décrite dans un exemple en référence au dessin annexé suivant :

• la figure 1 est un schéma d'un véhicule dont le circuit d'échappement comporte le dispositif de recirculation des gaz d'échappement de l'invention;

[0017] Dans toute la description les termes aval et amont sont utilisés par rapport au sens d'écoulement des gaz d'échappement.

[0018] En référence à la figure 1, un véhicule automobile 8 comprend un moteur à combustion interne 10 dans un compartiment moteur 12 situé à l'avant du véhicule 8.

[0019] Le moteur 10 comporte un système d'admission d'air constitué de différents organes tels qu'un filtre à air 38 et un collecteur d'admission 40.

[0020] Le moteur 10 comporte aussi un carter cylindres 14 surmonté d'une culasse 16. La culasse 16 comprend des orifices d'échappement des gaz brûlés pendant la combustion dans le moteur 10.

[0021] Un collecteur d'échappement 18, fixé sur la face de la culasse 16 comportant les orifices d'échappement des gaz, possède des tubulures recueillant les gaz d'échappement aux différents orifices d'échappement de la culasse 16, et dirigeant ces gaz vers un unique orifice de sortie du collecteur 18.

[0022] Un turbocompresseur 20 est fixé à la sortie du collecteur d'échappement 18 afin de décompresser les gaz d'échappement qui ont été compressés lors de leur admission dans le moteur 10.

[0023] Les gaz d'échappement décompressés s'écoulent ensuite vers une ligne d'échappement 22 s'étendant du compartiment moteur 12 jusqu'à l'arrière du véhicule 8.

[0024] Cette ligne d'échappement 22 est maintenue en aval de la sortie du turbocompresseur 20 par l'intermédiaire d'un élément de raccord 24 autorisant certains degrés de liberté entre la ligne d'échappement 22 et le turbocompresseur 20 fixe par rapport au moteur 10. Cet élément 24 peut être une bride comprenant une rotule ou un dispositif de conduit flexible.

[0025] La ligne d'échappement 22 se compose d'un conduit tubulaire et de différents éléments comme des silencieux ou des organes de dépollution 26.

[0026] Cette ligne d'échappement 22 est positionnée dans un tunnel 28 de passage de câbles et de canalisations du véhicule 8. Le tunnel 28 est une rainure, au profil sensiblement trapézoïdal, aménagée longitudinalement dans le plancher du véhicule 8, et dont l'entrée est située au niveau de la partie arrière du compartiment moteur 12.

[0027] Selon l'invention, un piquage de dérivation 30 des gaz vers un circuit de recirculation des gaz d'échappement vers le système d'admission d'air du moteur 10, est positionné en aval de l'organe de dépollution 26 de la ligne d'échappement 22.

[0028] Afin de réguler le flux des gaz EGR dans le circuit de recirculation, le piquage 30 est constitué d'une vanne trois voies permettant le réglage du débit des gaz EGR. D'autres moyens de régulation peuvent être utilisés comme un volet de contre pression situé en aval du piquage, ou une vanne EGR permettant l'ouverture ou non du circuit de retour des gaz EGR.

[0029] Les gaz d'échappement ainsi dérivés dans une première partie 32 du circuit de recirculation des gaz d'échappement, s'écoulent ensuite dans un refroidisseur 34 situé en aval de cette première partie.

[0030] Le refroidisseur 34 est un échangeur thermique entre les gaz d'échappement chauds et une source froide. La source froide peut être de l'air, de l'eau ou du carburant. Ainsi les gaz entrant à une température supérieur à 200°C ressortent du refroidisseur à une température inférieure à 200°C.

[0031] Les gaz EGR s'écoulent ensuite en aval du refroidisseur 34 dans une seconde partie 36 du circuit de recirculation des gaz d'échappement. Cette seconde partie 36 est formée principalement d'un conduit souple qui peut notamment être réalisé en silicone. La seconde partie 36 relie directement le refroidisseur 34 au système d'admission d'air du moteur sans passer par l'élément de raccord 24 entre la ligne d'échappement 22 et le turbocompresseur 20. Pour utiliser un conduit de recirculation 36 en matériau souple comme du silicone sans qu'il se détériore, il est nécessaire de refroidir des gaz le traversant à une température inférieure la température des gaz en sortie du volume de dépollution 26.

[0032] Un des avantages du dispositif de l'invention, est de pouvoir utiliser un élément de raccord flexible 24 standard entre la ligne d'échappement 22 et le turbocompresseur 20 sans avoir à intégrer dans ce raccord 24 un conduit 36 de recirculation des gaz d'échappement. En effet, le fait d'utiliser un conduit de recirculation 36 en matériau souple, permet d'implanter librement ce conduit 36 sans contraintes mécaniques notamment à cause du mouvement de la ligne d'échappement 22 par rapport au moteur 10.

Revendications

1. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne (10) de véhicule automobile (8) qui comporte une ligne d'échappement (22) comprenant un organe de dépollution (26) des gaz d'échappement, le dispositif comportant un piquage de dérivation (30) des gaz d'échappement située en aval de l'organe de dépollution, et un conduit (32,36) de recirculation des gaz d'échappement s'étendant de la dérivation jusqu'à un système d'admission d'air du moteur (38,40), caractérisé en ce qu'au moins une partie du conduit (36) de recirculation des gaz d'échappement est constitué d'un matériau souple.

2. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit de recirculation des gaz d'échappement (32,36) comporte un échangeur thermique (34) situé en aval du piquage de dérivation (30), et en amont de la partie du conduit (36) de recirculation en materiau souple.

3. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (30) de régulation du débit des gaz vers le conduit de recirculation au niveau du piquage de dérivation (30).

4. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de régulation (30) est une vanne trois voies.

5. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de régulation (30) est un volet étouffoir situé dans la ligne d'échappement (22) en aval du piquage de dérivation.

6. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie du conduit (36) en matériau souple est un tuyau en matière polymère.

7. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie du conduit en matériau souple (36) est un tuyau en silicone.

Dessins