Brevet FR2652386A1 — publié le 19910329

La présente invention concerne un dispositif de recyclage de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne, notamment un moteur Diesel, dans lequel, au moyen d'un conduit pouvant être fermé par une soupape de recyclage de gaz d'échappement sollicitée par ressort, un courant partiel de gaz d'échappement peut être recyclé dans les chambres de combustion du moteur, le ressort de la soupape de recyclage de gaz d'échappement exerçant, contre une membrane soumise à une dépression fonction des caractéristi- ques de fonctionnement du moteur, une force orientée en sens opposé à la dépression de telle sorte que, lors d'un excé- dent de la force du ressort, la soupape est fermée alors que, lors d'un excédent de la force de la dépression, l'ou- verture de la soupape s'effectue de partielle à complète en fonction de la grandeur de cet excédent. Un dispositif de ce genre est connu par exemple d'après le brevet allemand n 25 49 959. La membrane disposée dans une telle soupape de recyclage de gaz d'échappement permet seulement, à cause des matériaux utilisés, une sollicitation maximale déterminée sous l'effet de la température. Lors d'un dépassement de la limite de température admissible, il existe le risque d'un endommagement de la membrane. Ce problème a été résolu jusqu'à maintenant en établissant, en un endroit approprié du moteur, dans son carter, une température dont le dépasse- ment produit une suppression de la dépression agissant sur la membrane de sorte que la soupape de recyclage de gaz d'échappement se ferme automatiquement sous l'effet de la seule pression encore exercée par le ressort. L'inconvénient de cette solution consiste en ce que la température mesurée est seulement une température de référence, déterminée exeé- rimentalement, pour la température à envisager pour la mem- brane. Avec ce procédé, il existe ainsi un degré d'insécuri- té relativement grand en ce qui concerne la détermination correcte de la température s'exerçant sur la membrane. Cela signifie à nouveau que, comme sécurité empêchant une des- truction de la membrane, on doit admettre pour la tempéra- ture limite dans la zone de référence une valeur si basse que, également dans le cas le plus défavorable, la tempéra- ture admissible ne soit pas dépassée sur la membrane propre- ment dite. Une mesure de la température de membrane propre- ment dite pour son utilisation comme une mesure directe servant à la commande ou à la suppression de la dépression lors d'un dépassement de la température admissible pour la membrane, est liée à des frais qui ne peuvent généralement pas être pris en compte pour des raisons de rentabilité. En conséquence, l'invention a pour but de per- mettre une fermeture de la soupape de recyclage de gaz d'échappement lors d'une température de membrane excessive- ment élevée, d'une manière aussi simple et aussi sûre que possible en relation avec une couverture complète de la plage admissible de températures. En outre il doit être également encore possible de maintenir la soupape de recy- clage de gaz d'échappement en condition fermée pour de basses températures extérieures et dans des conditions de marche du moteur o cette soupape aurait déjà été ouverte sous l'effet de la dépression dépendant des paramètres correspondants de fonctionnement. Ce problème est résolu selon l'invention en ce que la force du ressort agissant sur la membrane est fonc- tion de la température. Le ressort s'appliquant contre la membrane est soumis, du fait de ce contact, à peu près à la même tempé- rature que la membrane, de sorte qu'il est possible d'obser- ver exactement et avec une grande précision la température limite supérieure de la membrane qui est prédéterminée par les matériaux utilisés. Du fait qu'il se produit principalement une fer- meture de la soupape seulement lorsque la température limite admissible par la membrane est atteinte, il est avantageux de faire en sorte que la sensibilité du ressort à la tempé- rature entre en action un peu avant que cette température limite soit atteinte tandis que, dans la plage de températu- res située en dessous, la force du ressort reste sensible- ment invariante. La sensibilité de la force du ressort à la tempé- rature doit être définie, pour empêcher en toute sécurité une surchauffe de la membrane dans une plage de températures supérieure prédéterminée, de telle sorte que la force du ressort augmente lorsque la température croit. En outre, pour une plage de températures inférieu- re, la sensibilité du ressort à la température doit être réglée de telle sorte que la force du ressort, à partir d'une valeur limite inférieure de température, augmente également lorsque la température décroît. Le réglage cité en dernier est intéressant pour un démarrage et une accélé- ration d'un moteur froid, par exemple le démarrage d'un moteur soumis à des températures inférieures à o degré Celsius. Dans de tels cas, il est souhaitable, du point de vue de la marche du moteur, d'empêcher partiellement un recyclage des gaz d'échappement lorsque celui-ci s'effectue déjà sous l'effet d'une commande opérant avec une dépres- sion, la plupart du temps en fonction de la marche du moteur. Entre une plage supérieure et une plage inférieu- re de températures, o la force du ressort est fonction de la température de la manière décrite ci-dessus, il faudrait obtenir dans tous les cas une plage centrale de températures dans laquelle la force du ressort resterait sensible à la température, afin que la soupape puisse être commandée en fonction de la marche du moteur exclusivement par l'inter- médiaire de la dépression appliquée à la membrane. La com- mande en fonction de la marche du moteur peut évidemment être assurée, à la place de l'intervention d'une dépression, également par l'intermédiaire d'un autre agent de commande approprié. La sensibilité désirée du ressort de membrane à la température peut être obtenue en faisant en sorte que le ressort soit constitué d'un matériau à mémoire, qui produit, sous l'effet de variations des propriétés du matériau, ré- glables dans des plages déterminées de températures, des forces élastiques qui sont différentes en fonction de la température. Du fait que, dans le cas de matériaux à mémoire, les plages de températures dans lesquelles se produisent des variations de propriétés des matériaux, sont générale- ment relativement limitées, il est possible de réaliser un ressort comportant plusieurs éléments disposés l'un après l'autre et formés de matériaux à mémoire réglés différem- ment. Lors de l'utilisation d'un matériau à mémoire pour le ressort de membrane, il est recommandé d'employer un ressort hélicoïdal. Une variation de la force du ressort en fonction de la température peut également être obtenue en utilisant des matériaux bimétalliques. A cet égard, les matériaux bimétalliques peuvent être utilisés par exemple sous la forme de ressorts annulaires disposés le cas échéant l'un après l'autre. Il est également possible d'utiliser une combinaison d'un ressort hélicoïdal, dont la force élastique n'est habituellement pas fonction de la température, avec des éléments bimétalliques se déformant en fonction de la température. Dans des cas d'utilisation d'une telle combi- naison, le bimétal devrait être autant que possible en contact direct avec la membrane de façon à obtenir une éga- lité de température avec la membrane. Egalement des ressorts formés d'un matériau à mémoire peuvent être combinés avec des éléments bimétalliques. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une soupape de recyclage de gaz d'échappement, comporant un ressort formé d'un matériau à mémoire et sollicitant sa membrane, la figure 2 représente une vue de la soupape à membrane de la figure 1 dans le cas d'une combinaison du ressort de membrane avec un élément bimétallique, la figure 3 montre une variante d'utilisation d'un bimétal conformément à la figure 2. Le courant partiel de gaz d'échappement recyclé traverse la soupape de recyclage de gaz d'échappement par l'intermédiaire d'un canal 1. La section de passage de ce canal 1 est modifiable au moyen d'un poussoir de soupape 2. Le poussoir de soupape 2 est relié rigidement et avec conjugaison de forces avec une membrane 3. Sur cette membra- n- 3 agissent des forces dans des directior opposées, notam- ment d'une part la force exercée par un ressort hélicoïdal 4 et d'autre part la force exercée par une dépression 5 réglée en fonction de la marche du moteur. A cet égard, la force du ressort 4 agit dans une direction produisant une fermeture de la soupape et la force de la dépression agit dans une direction produisant une ouverture de la soupape. Lors de l'utilisation d'un matériau à mémoire pour le ressort 4 de forme hélicoïdale, on emploie un maté- riau pour lequel, lors du dépassement d'une température limite prédéterminée, qui peut être supposée comprise par exemple entre 150 et 200 degrés Celsius en fonction du matériau de la membrane 3, il se produit un allongement du fil enroulé du ressort, avec une augmentation de la force élastique en résultant. Du fait que, pour les matériaux à mémoire classi- ques, un allongement ne se produit pas brusquement lors d'un dépassement d'une valeur de température mais se déroule dans une plage déterminée de températures comprise par exemple entre 20 et 30 degrés, une fermeture graduelle de la soupape est possible dans la plage correspondante des températures de variation du matériau à mémoire. Dans la réalisation de la figure 2, il est prévu un élément bimétallique ou bilame 6 entre le ressort 4, qui peut être constitué d'un matériau à mémoire ou non à mémoire, et la membrane 3. Cet élément bimétallique 6 s'incurve lors d'une augmentation de la température et il produit ainsi une diminution de la longueur de tension du ressort 4, ce qui a pour conséquence une augmentation de la force élasti- que agissant sur la membrane 3. Si intentionnellement, pour des températures froides du moteur, il faut que la soupape de recyclage de gaz d'échappement se ferme sans l'intervention de la dépres- sion appliquée à la membrane 3, l'élément bimétallique 6 est simplement conçu de telle sorte que, pour une basse température correspondante, il maintienne la longueur de tension du ressort 4 plus petite qu'à une température supé- rieure. Pour une réalisation de l'élément bimétallique 6 comme indiqué sur la figure 3, il est possible d'obtenir une augmentation de la force élastique à partir d'une températu- re prédéterminée. Dans ce but, le ressort 4 est initialement appliqué contre la zone neutre, ne se déformant pas, de l'élément bimétallique 6, tandis que la zone de l'élément bimétallique qui se déforme n'a initialement encore aucun contact avec le ressort 4. Après atteinte de la valeur pré- déterminée de la température, la zone de l'lément bimétalli- que 6 qui se déforme entre alors en contact avec le ressort 4 et raccourcit ensuite, à mesure que la température augmen- te, la longueur de tension du ressort 4, de façon à déclen- cher ainsi l'augmentation de la force élastique, qui est souhaitée dans une plage prédéterminée de températures supé- rieures. REVENDICATIONS 1. Dispositif de recyclage de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne, notamment un moteur Diesel, dans lequel, au moyend'un conduit pouvant être fermé par une soupape de recyclage de gaz d'échappement sollicitée par ressort, un courant partiel de gaz d'échappement peut être recyclé dans les chambres de combustion du moteur, le ressort de la soupape de recyclage de gaz d'échappement exerçant, contre une membrane soumise à une dépression fonction des caractéristiques de fonctionnement du moteur, une force orientée en sens opposé à la dépression de telle sorte que, lors d'un excédent de la force du ressort, la soupape est fermée alors que, lors d'un excédent de la force de la dépression, l'ouverture de la soupape s'effectue de partielle à complète en fonction de la grandeur de cet excédent, caractérisé en ce que la force du ressort (4) agissant sur la membrane (3) est fonction de la température. 2. Dispositif de recyclage de gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que, la sensi- bilité du ressort (4) à la température est limitée à des plages déterminées de températures. 3. Dispositif de recyclage de gaz d'échappement selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le ressort (4) est soumis à l'influence de la température de la membrane (3). 4. Dispositif de recyclage de gaz d'échappement selon une des revendications 1 à 3, caractériséen ce que la force du ressort augmente au-dessus d'une température prédéterminable. 5. Dispositif de recyclage de gaz d'échappement selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la force du ressort augmente en dessous d'une température prédéterminable. 6. Dispositif de recyclage de gaz d'échappement selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la force du ressort croît dans une plage inférieure et une plage supérieure de températures et reste essentiellement constante dans une plage relativement grande. 7. Dispositif de recyclage de gaz d'échappement selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le ressort (4) se compose d'un matériau à mémoire exerçant, pour des températures différentes, des forces élastiques différentes pour une même longueur de tension. 8. Dispositif de recyclage de gaz d'échappement selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le ressort (4) est constitué de plusieurs éléments disposés l'un après l'autre et formés de matériaux à mémoire réglés différemment en ce qui concerne leur comportement à la tem- pérature. 9. Dispositif de recyclage de gaz d'échappement selon une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le ressort (4) coopère avec des éléments bimétalliques (6) ou bien est formé de ceux-ci.