Brevet FR2036724A1 — publié le 19701231

là présente invention concerne le recyclage des vapeurs contenues dals le carter d'un moteur, et, plus particulièrement, un appareil permettant de réduire la quantité de matières indésirables polluant l'air atmosphérique et favorisant la formation des brouillards, contenue dans les gas d'écbappement des moteurs à combustion interne. Il a été antérieurement proposé à cet effet de ramener dans la tubulure d'adnission du moteur les gaz ayant pénétré dans le carter de celui-ci par fuite autour des pistons, ce procédé comportant un traitement approprié diminuant la teneur de ces gaz en matières polluantes indésirables. On pourra se rapporter à ce sujet au Brevet des EoUoAo BO 3o092.091 accordé le' 4 juin 1963 à T. W. Bosley. La présente invention concerne des perfectionnements aux procédés et aux appareils antérieurs réalisant le recyclage décrit, appareil perfectionné de 11 invention comprenant un filtre et des soupapes automatiques de purge des boues commandées par la dépression existant dans la tubulure d'admission du moteur0 tes gaz filtrés retournent dans cette tubulure par l'intermédiaire d'un jeu de soupapes agissant en fonction de la dépression existant dans celle-ci et aussi en fonction de la température propre de ces gaz, La description qui va suivre et le dessin annexé donné surtout à titre d'exemple non limitatif feront mieux comprendre comment la présente invention peut être réalisée. cur le dessin - la figure 1 représente schéIratîuerAent un moteur équipé de l'appareil de recyclage selon l'invention - la figure 2 est une coupe verticale faite suivant l'axe de 11 appareil de recyclage visible sur la figure 1 - la figure 3 est une coupe transversale faite suivant le plan 3-3 de la figure 2 ; - la figure 4 est une coupe transversale faite suivant le plan 4-4 de la figure 2; et - la figure 5 est une vue en perspective de l'une des soupapes de purge à sens unicue La figure i représente un appareil 1 de traitement des gaz conforme à l'invention et relié par une tuyauterie ou par un conduit approprié 2 au carter étanche 3 d'un-moteur à combustion interne 4 de type courant. L'appareil 1 est 'autre part relié par une tuyauterie ou par un conduit approprié 5 à la tubulure d'admissian ! du moteur 4.Un carburateur 7, de tout type quelconque approprié, est monté à proximité immédiate de la tubulure d'admission 66 L'appareil 1 reçoit par la tuyauterie 2 les gaz pollués en provenance du carter 3, leur fait subir un traitement d'épuration elles renvoie ensuite par la tuyauterie 5 dans la tubulure d'admission 6.A cet effet, l'appareil 1 comporte une enveloppe cylindrique 8 fermée par une paroi de fond 9 et par un couvercle amovible 10. Lorsque le couvercle 10 est fixe sur sa position de fermeture, l'appareil forme une chambre intérieure Il complètement close. ta tuyauterie 2 pénètre dans la partie inférieure de la chambre il et déverse les gaz pollués par l'intermédiaire d'une tubulure en T 120 La chambre il renferme un filtre débarrassant les gaz qui y circulent des matières indésirables qu'ils contiennent. À cet effet, un filtre 13 creux, de forme générale cylindrique et ferné sur sa partie inférieure par une paroi de fond 14, est logé dans la chambre li concentriquement à l'enveloppe 8, ce filtre occupant presque toute la hauteur de cette chambre et étant fixé par tout moyen approprié au couvercle 10 de façon à faire joint étanche avec celui-ci.Les gaz arrivant sous pression par la tuyauterie 2 et pénétrant dans la chambre il circulent sous le fond 14 du filtre 13 et dans l'espace cylindrique ménagé entre ce filtre et l'enveloppe 8, nals sont finalement forcés de traverser la paroi latérale de ce filtre et de pénétrer à l'intérieur0 te filtre 1D peut être fait en l'une quelconque des matières per,léables aux gaz et bien connues utilisées dans les filtres de ce type, feuille de métal déployé ou broyé ou feuille de matière fibreuse par exemple, et constitue un épurateur princi pal-retenant une forte proportion des constituants indésirables des gaz traités.Ces constituants indésirables ont tendance à se condenser et à s'écouler sur les surfaces intérieure et extérieure des parois du filtre, et soa-t ensuite évacués de la façon qui sera décrite plus loin. belon l'invention, il est prévu dans l'appareil qui en fait l'objet, un jeu de soupapes agissant en fonction de la dépression existant dans la tubulure d'admisaion 6 du moteur et permettant aux gaz filtrés de retourner vers le moteur par la tuyauterie Se A cet effet, lue enveloppe monobloc 15 formant une pluralité de chambres est logée à l'intérieur du filtre 13 et est fixée ad toute façon appropriée sous le couvercle 10 de manière à faire joint étanche avec celui-ci.Cette enveloppe 15 forme une première chambre axiale verticale 16 renfermant une soupape et communiquant au travers du couvercle 10 avec un orifice de décharge débouchant dans la tuyauterie 5e Cette chambre 16 est en communication par un orifice 17 avec une deuxième chambre verticale 18 dans laquelle 'effectue une épuration complémentaire des gaz filtrés et qui communique par un conduit 19 avec une troisième chambre verticale 20 renfermant un jeu de soupapes. La chambre 16 renferme une soupape sensible à la pression et dont le corps est formé par un manchon tubulaire et de grande longueur, 21, fermé sur son extrémité inférieure par un bouchon 22 percé d'un conduit axial- 23 débouchant à l'intérieur du filtre 13 et formant un siège de clapet 24 sur lequel vient s'rasseoir une bille 25 constamment repoussée vers ce siège par un ressort 26e te diamètre de la bille 25 est inférieur au diamètre intérieur du manchon 21 de façon à permettre aux gaz de circuler entre les deux. La chambre 20 renferme une soupape sensible à la pression et dont le corps est constitué par un manchon tubulaire 27, de grande longueur, fermé sur son extrémité inférieure par un bouchon creux 28 percé d'un orifice 29 débouchant à l'intérieur du filtre 13, et qui forme un siège de clapet 30 sur lequel vient s'asseoir une bille 31. Une butée, constituée par exemple par un épaulement de retenue 32 interrompu en des points.de son contour de façon à laisser passage aux gaz, empoche la bille 31 de sortir du bouchon 28e Une deuxième bille 33, logée dans l'extrémité inférieure du manchon 27, est constamment maintenue en contact avec la bille 31 par un dispositif constitué par deux ressorts axiaux 34 et 35, deux tiges 36 et 37 logées dans ces ressorts et trois autres billes 38, 39 et 40. Les billes 38 et 39 sont logées entre les ressorts 34 et 35 et la bille 40 est logée sur l'extré- mité supérieure du ressort 35 Ces billes 33, 38, 39 et 40 sont toutes en contact pratiquement étanche avec la paroi intérieure du manchon 27o I1 est prévu sur la paroi du manchon 27, et dans un but qui sera précisé plus loin, une pluralité d'orifices 41.Ainsi cu'on le voit sur la figure 2, plusieurs de ces orifices 41 sont placés en groupes à des hauteurs différentes du manchon 27, chacun de ces groupes étant distant en direction verticale des groupes adjacents, -ik groupe orifices 41 inférieur est situé sur l'ex- trémité inférieure du manchon 27 juste au-dessus de la bille 33 lorsque celle-ci est sur sa position correspondant à la fermeture du manchon 27 par la bille 31 e D'autres groupes d'orifices 41 sont respectivement prévus à hauteur de la partie médiane de chacun des ressorts 34 et 35 et entre les billes 38 et 39, cellesci étant supposées sur leur position correspondant à la fermeture du ::manchon 27 par la bille 31 o Dans le mode de réalisation de l'invention représenté, la soupape logée dans la chambre 16 est une soupape agissant en fonction de la dépression existant dans la tubulure dladmission du moteur, stouvrant lorsque le moteur tourne au ralenti et permettant alors aux gaz traités de s'échapper hors de appareil 1. La dépression pour laquelle la bille 25 de cette soupape se soulève peut être réglée par remplacement du ressort 26 par un ressort de caractéristiques différentes.Lorsque cette bille 25 se soulève au-dessus de son siège 24, les gaz filtrés sont aspirés d'un mouvement ascendant hors de la chambre 16 et, passant autour de la bille 25, vont se décharger dans la tuyauterie 5 qui les ramène dans la tubulure d'admission 6 du moteur. D'autre part, le jeu de soupapes logé dans la chambre 20 est sensible aux fortes dépressions et s'ouvre lorsque le moteur tourne au ralenti. La valeur de la dépression pour laquelle la bille 31 de ce jeu de soupapes se soulève au-dessus de son siège peut entré réglée en remplaçant les ressorts 34 et 35 par d'autres ayant des caractéristiques différentes. De plus, un plateau 42 sur lequel s'appuie la bille supérieure 40, et dont la position en direction verticale peut etre réglée au moyen d'une vis 43 se vissant dans le couvercle 10, permet de faire varier la force de compression exercée par les ressorts 34 et 35. Si, le moteur étant supposé tourner au ralenti et la bille 25 ne reposant donc plus sur son siège, on ouvre le papillon des gaz, la dépression à l'intérieur de la tubulure d'admission du moteur tombe temporairement à une valeur voisine de zéro et la bille 25 retombe sur son siège. Ce n'est là, toutefois, qu'une réaction de très courte durée, car la dépression dans la tubulure d'admission du moteur s'accrott ensuite notablement. ta bille 25 se soulève alors de nouveau, mais l'étranglement formé par le conduit 23 provoque dans l'appareil une augmentation de pression qui décolle la bille 31 de son siège. tes gaz pouvant circuler autour de cette bille 31 et pouvant franchir l'épaulement interrompu 32, provoquent le soulèvement de la bille 33 Dès que cette bille 33, oui agit comme un clapet de soupape, a dépassé dans son mouvement ascendant les orifices 41 les plus bas, les gaz s'échappent hors de la chambre 20, pénètrent dans la chambre 18 par le conduit 19 puis, par l'orifice 17, à l'intérieur du ulanchon 21 et sortent de ce dernier par la tuyauterie 5e Lorsque le moteur, continuant à tourner à grande vitesset s'échauffe graduellement, il est désirable de diminuer la résistance opposée au passage des gaz dans les soupapes de l' p- pareil pour une valeur donnée de la dépression existant dans la tubulure d'admission0 A cet effet, les trous 41 situés au-dessus de la bille 33 soulevée permettent aux gaz chauds de circuler dans le manchon 27, de venir ainsi en contact intime avec les ressorts 34 et 35, et par suite de diminuer la force de compression exercée normalement par ces ressorts. ta bille 33 se soulève donc plus haut et, finalement, vient se placer au-dessus du groupe d'orifices 41 situé immédiatement au-dessus du groupe inférieur. Les gaz peuvent ainsi sortir de la chambre 20 par le groupe d'orifices 41 le plus bas. I1 a été observé que, bien que le filtre 13 retienne une forte proportion des matières indésirables contenues dans les gaz, une petite quantité de ces matières demeure dans ces gaz après leur filtrage.Une certaine quantité de ces matières rési auelles tend à se condenser dans l'orifice 17 Ces matières condensées s'écoulent à l'intérieur de la chambre 18 et se ramassent au-dessus d'un bouchon amovible 44e Ce bouchon peut être retiré à la main de temps à autres pour Évacuer lesdites matières résiduelles condensées D'autre part, et conformément à- l'invention, il est prévu dans 1 appareil de recyclage un drainage autol;;atisue des matières cui s'y sont condensées A cet effet, une soupape 45, flexibles à sens de passage unique et sensible rx la pression est 1xe eus la paroI de fond 14 du filtre 13, et une soupape Se-lDla.ble 46 est fiée SOU3 la -:aroi de fond 9 de 1 'enveloppe 6. Ces soupapes 45 et 46 sont agencées de façon à se fermer lorsque, du fait afflue le moteur 4 est en marche, une dépression se crée au-dessus d'elles Par contre, lorsque le moteur 4 est arr8té, aucune dépression n'agit sur ces soupapes et elles s'ouvrent.Les boues et autres matières similaires qui se forment pendant les périodes de marche du moteur se ramassent au-dessus de ces soupapes 45 et 46 et y demeurent jusqu'à ce que le moteur s'arr8te; à ce moment, ces soupapes s'ouvrent et les boues qui se sont accumulées s'écoulent hors de l'appareil 1 et peuvent etre recueillies ou évacuées de toute façon appropriée e La présente invention s'étend aussi au cas oa il est prévu sur l'appareil de recyclage un nombre plus grand de ces soupapes à sens de passage unique. L'appareil de recyclage selon l'invention convient donc parfaitement pour le traitement des gaz contenus dans le carter d'un moteur en vue de diminuer la quantité des matières polluantes rejetées par le moteur dans l'air aLlbianbO Cet appareil est de construction et d'entretien peu coûteux et peut être utilisé sur tous les types de moteur à combustion internez Des essais effectués sur un appareil confor-le à l'invention et monté sur le moteur d'un véhicule ont démontré que cet appareil permet de retenir plus de 180 g d'impuretés sur une distance parcourue de 400 km environ Dans certains cas, il peut être possible de sup-orimer la chambre 16 de marche au ralenti et sa soupape associée, les gaz passant; alors toujours par orifice 29. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, malus s'étend à toutes les variantes confortes à son esprit. REVENDICATIONS 10- Appareil destiné à être monté entre le carter étanche et la tubulure d'admission d'un moteur en vue du traitement et du recyclage des gaz contenus dans ce carter, cet appareil comprenant t une enveloppe formant une première chambre munie d'un orifice d'entrée des gaz en communication avec le carter étanche du moteur et d'un orifice de décharge des gaz en communication avec la tubulure d'admission du moteur; et un dispositif à soupapes sensibles à la pression, logées à l'intérieur de cette première chambre, communiquant avec ledit orifice de décharge et contrôlant le passage par l'orifice d'entrée des gaz en provenance du carter du moteur, ce dispositif à soupapes comportant 4 1) une deuxième chambre corfmuniquant avec ledit orifice de décharge, 2) une première soupape placée entre la première et la deuxième chambre et agissant en fonction de la pression qu'elle reçoit de ladite première chambre, et 3) une deuxième soupape placée entre la première soupape et la deuxième chambre, cette deuxième soupape étant normalement fermée pour interrompre la communication entre lesdites chambres, mais s'ouvrant et rétablissant cette communication lorsque la première soupape s'ouvre. 20- Appareil selon la revendication 1 et comportant en outre une soupape supplémentaire placée entre la première et la deuxième chambre et agissant en fonction de la pression des gaz dans cette première chambre. 30- Appareil selon la revendication j et comportant en outre un filtre à gaz creux, logé dans ladite enveloppe et dans lequel est logé le jeu de soupapes de l'appareil. 4.- Appareil selon la revendication 2 et comprenant en outre un filtre à gaz creux, logé dans ladite enveloppe et dans lequel sont logées toutes les soupapes de l'appareil. 5.- Appareil du type décrit comportant un dispositif à soupapes logé dans une première chambre contenant-des gaz filtrés, cet appareil comportant en outre un filtre à gaz logé dans une enveloppe entre un orifice d'entrée et un orifice de décharge de celle-ci, ledit dispositif à soupapes étant logé à l'intérieur de ladite enveloppe, étant en communication avec l'orifice de décharge de celle-ci et contrôlant le passage des gaz filtrés par cet orifice de décharge, ce dispositif à soupapes étant disposé de façon à être en contact avec les gaz filtrés et agissant en fonction de la température de ces gaz de façon à augmenter le débit des gaz passant dans la soupape lorsque la température de ces gaz augmente, ce dispositif à soupapes étant logé dans ladite première chambre contenant des gaz filtrés, et comprenant 1) une deuxième chambre communiquant avec ledit orinice~de dccllarge, 2) une première soupape placée entre la première et la deuxième chambre et agissant en fonction de la pression qu'elle reçoit de ladite première chambre, et 3) une deuxième soupape placée entre la première soupape et la deuxième chambre, cette deuxième soupape étant norrnalement fermée et interrompant la communication entre lesdites chambres, mais s'ouvrant et rétablissant cette communication lorsque la première soupape s'ouvrez 60- Appareil pour le traitement et le recyclage des gaz contenus dans le carter d'un moteur, cet appareil comportant une enveloppe munie d'un orifice d'entrée et d'un orifice de décharge des gaz; un filtre à gaz logé dans ladite enveloppe entre les deux orifices de celle-ci; et un dispositif à soupapes logé dans ladite enveloppe, en communication avec orifice de décharge de celle-ci et contrtlant le passage des gaz filtrés par cet orifice de décharge, ce dispositif à soupapes étant disposé de façon à dtre en contact avec les gaz filtrés et agissant en fonction de la température de ces gaz de façon à augmenter le débit passant de ces gaz lorsque leur température augnente, ce dispositif à soupapes étant placé à l'intérieur d'une première chambre contenant des gaz filtrés, et comprenant 1) une deuxième chambre communiquant avec ledit orifice de décharge, 2) un manchon logé dans cette deuxième chambre et en communication avec la première, 3) une première et une deuxième soupape, normalement fermées, et placées respectivement entre ledit manchon et la première et la deuxième chambre, cette première et cette deuxième soupapes étant disposées l'une par rapport à l'autre de façon que la pression des gaz dans la première chambre fasse d'abord ouvrir la première, puis la deuxième. 7.- Appareil selon la revendication 6 et comprenant en outre une butée limitant l'ouverture de ladite première soupape 8i- Appareil selon la revendication 6 et comprenant en outre des ressorts logés dans ledit manchon et repoussant constamment les clapets de la première et de la deuxième soupape sur leur position normale de fermeture, et des dispositifs établissant une cor.munication entre la deuxième chambre et lesdits ressorts de façon à mettre le fonctionnement des soupapes en dépendance de la température des gaze 9.- Appareil selon la revendication 8, dans lequel ledit manchon et lesdits ressorts sont placés verticalement, lesdites première et deuxième soupapes étant logées dans l'extré- mité inférieure de ce manchon, et dans lequel les dispositifs mettant en communication la première chambre et lesdits ressorts comprennent au moins un orifice percé dans la paroi dudit manchon au-dessus de la première et de la deuxième soupape 100- Appareil pour le traitement et le recyclage des gaz contenus dans le carter d1un moteur, cet appareil comprenant : une enveloppe munie d'un orifice d'entrée et d'un orifice de décharge des gaz; un filtre à gaz logé dans cette enveloppe entre ses deux orifices; et un dispositif à soupapes sensibles à la pression, logées dans ladite enveloppe, en communication avec 11 orifice de décharge de celle-ci et contrôlant le débit des gaz filtrés passant par cet orifice de décharge, ce dispositif à soupapes étant en contact arec les gaz filtrés et agissant en fonction de la température de ces gaz de façon a augne.1ter le débit passant lorsque leur température augmente, étant logé dans une première chambre contenant des gaz filtrés et comprenant 1) une deuxième chambre communiquant avec ledit orifice de décharge, 2) une première soupape placée entre ces deux chambres et agissant en réponse à toutes les pressions cuvelle peut recevoir des gaz contenus dans la première chambre, 3) une troisième chambre en communication avec ledit orifice de décharge, et 4) une deuxième soupape placée entre la première et la troisième chambre et agissant seule--nt en réponse aux pressions les plus élevées quelle reçoit de ladite première chambre; ; une quatrième chambre logée dans la première, cette quatrie'ie chambre étant en communication avec la deuxième et avec la troisième et étant disposée de façon à recevoir les matières condensées extraites des gaz par filtrate dans leur déplacement en direction dudit orifice de décharge; et un bouchon de vidange amovible interposé entre la première et la quatrième chambrez