Brevet FR2757218A1 — publié le 19980619

DISPOSITIF DE RECIRCULATION DES GAZ D'ECHAPPEMENT D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention concerne un dispositif de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne destiné notamment à équiper un véhicule automobile. Les normes concernant la pollution et la consommation des moteurs à combustion interne équipant les véhicules automobiles, se sévérisent chaque jour davantage dans l'ensemble des pays industrialisés. L'industrie automobile est donc aujourd'hui occupée à trouver des solutions techniques pour répondre à ces obligations et ce, sans trop pénaliser ni les performances des moteurs ni leur prix de revient. Une technique connue de réduction des oxydes d'azote NOx, qui forment avec les hydrocarbures imbrûlés HC et le monoxyde de carbone CO les principaux polluants émis par les moteurs à combustion interne, consiste à opérer la recirculation d'une partie des gaz d'échappement dans les gaz frais d'admission. Cette technique consiste donc à réinjecter une quantité prédéterminée de gaz brulés suivant les conditions de fonctionnement du moteur, dans le collecteur d'admission. Cet apport de gaz brûlés dans les gaz frais a pour effet de réduire la proportion de ces derniers au sein du mélange carburé introduit dans la chambre de combustion et donc d'abaisser la température de combustion, ce qui engendre une diminution de la production des NOx ou oxydes d'azote. Le procédé généralement adopté est la "recirculation externe" des gaz d'échappement à l'aide d'une vanne EGR (Recyclage des Gaz d'Echappement) fermant ou ouvrant une conduite reliant le collecteur d'échappement et le collecteur d'admission. La vanne EGR est pilotée de façon à doser la quantité des gaz d'échappement admis à recirculer suivant les conditions de fonctionnement du moteur. Il est connu d'opérer cette injection des gaz d'échappement à travers le collecteur d'admission par l'intermédiaire d'un élément de conduite tubulaire rapporté, ce dernier possédant un orifice d'injection adapté de manière à assurer une répartition homogène des gaz d'échappement dans le collecteur d'admission. De tels dispositifs permettent d'optimiser le fonctionnement du moteur en égalisant la répartition des gaz brûlés dans chacun des cylindres du moteur. Un exemple de ce type de dispositif est décrit et représenté dans le document FR-A-2 719 870 déposé par la demanderesse. De tels dispositifs présentent l'inconvénient de ne pas être parfaitement étanche au niveau du raccordement de l'élément de conduite tubulaire rapporté, ce dernier comportant une collerette enserrée entre la surface extérieure du collecteur d'admission et une bride disposée à l'extrémité du circuit de recirculation dont les défauts de planéité ou les déformations sous les efforts de serrage peuvent générer des fuites de gaz vers l'atmosphère. La présente invention a donc pour objet un perfectionnement du dispositif de recirculation des gaz d'échappement de moteur à combustion décrit dans le document FR-2 719 870 remédiant aux inconvénients précités tout en assurant une répartition homogène des gaz d'échappement dans le collecteur d'admission et qui soit à la fois simple et économique à réaliser. Le dispositif de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, selon l'invention comprend un circuit de recirculation des gaz d'échappement du collecteur d'échappement au collecteur d'admission comportant à une de ses extrémités un élément de conduite tubulaire destiné à pénétrer dans le collecteur d'admission à travers une ouverture correspondante en faisant saillie dans ce collecteur, l'élément de conduite tubulaire comportant une collerette destinée à être enserrée entre la surface extérieure du collecteur et une bride solidaire de l'extrémité du circuit. Selon l'invention le dispositif de recirculation des gaz d'échappement est caractérisé en ce que la collerette comporte un bossage destiné à entourer l'ouverture de façon à assurer l'étanchéité du dispositif lors du serrage de la bride. Selon une autre caractéristique du dispositif de recirculation des gaz d'échappement conformément à l'invention, l'élément de conduite tubulaire comporte un orifice d'injection des gaz d'échappement s'étendant sensiblement sur toute la longueur de la partie de l'élément de conduite tubulaire engagée dans le collecteur d'admission. Selon une autre caractéristique du dispositif de recirculation des gaz d'échappement conformément à l'invention, L'élément de conduite tubulaire est constitué d'un assemblage de pièces en tôle d'inox soudées entre elles. Selon une autre caractéristique du dispositif de recirculation des gaz d'échappement conformément à l'invention, l'élément de conduite tubulaire est réalisé à partir d'une tôle inox rectangulaire mise sous forme tubulaire de façon à former une portion de paroi tubulaire ouverte sur sensiblement un quart de sa circonférence, la portion de paroi tubulaire recevant une paroi transversale à une extrémité axiale et une plaque métallique formant la collerette à l'autre extrémité, la paroi transversale et la collerette étant réalisées par emboutissage puis assemblées à la portion de paroi tubulaire par des points de soudage. Selon une autre caractéristique du dispositif de recirculation des gaz d'échappement conformément à l'invention, la collerette comporte deux trous pour le passage des vis de fixation de la bride sur le collecteur et un élément détrompeur assurant l'orientation de l'élément de conduit tubulaire lors du montage de ce dernier. Selon une autre caractéristique du dispositif de recirculation des gaz d'échappement conformément à l'invention, le circuit de recirculation comporte une vanne de régulation des gaz d'échappement venant se fixer sur le collecteur d'admission, la vanne intégrant la bride de fixation. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description présentée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est une vue générale en perspective du dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective du conduit tubulaire rapporté du dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe axiale suivant la ligne III-III du conduit tubulaire rapporté représenté sur la figure 2; Seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés. Pour faciliter la lecture des dessins les mêmes éléments portent les mêmes références d'une figure à l'autre. La figure 1 présente le raccordement du circuit de recirculation 2 des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, tel que par exemple un moteur à allumage par compression, avec le collecteur d'admission 1 de ce dernier. Le circuit de recirculation 2 comporte une vanne de régulation 14 des gaz d'échappement permettant d'ajuster le débit des gaz d'échappement recirculés suivant les conditions de fonctionnement du moteur. La vanne de régulation 14 présente une bride 10 permettant sa connexion, à l'aide de deux vis de fixation 15, à une ouverture 9 correspondante du collecteur d'admission 1, cette dernière étant disposée en aval du papillon des gaz pour les moteurs qui en sont équipés. Un élément de conduite tubulaire 3 est rapporté entre la bride 10 et le collecteur d'admission 1 de manière à assurer la répartition homogène des gaz d'échappement dans le collecteur d'admission 1. Cet élément de conduite tubulaire 3 s'étend à travers l'ouverture 9 en saillie à l'intérieur du collecteur d'admission 1, de façon sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal de ce dernier, et comporte une collerette 8 venant s'interposer entre la bride 10 et le collecteur d'admission 1, la collerette 8 présentant deux trous 13 pour le passage des vis de fixation 15 afin de permettre l'immobilisation en position de l'élément de conduite 3. Comme on peut le voir plus précisément sur les figures 2 et 3 représentant l'élément de conduite tubulaire 3, la collerette 8 est assemblée par soudage à un élément de paroi tubulaire 6, une extrémité de ce dernier venant s'engager dans un collét 4 de la collerette 8, l'autre extrémité de l'élément de paroi tubulaire 6 étant obturée par une paroi transversale 7. L'élément de conduite 3 ainsi réalisé présente un orifice 5 d'injection des gaz d'échappement réalisé par une ouverture pratiquée dans l'élément de paroi tubulaire 6 sur toute sa longueur et sur sensiblement un quart de sa circonférence. Cet orifice 5 est orienté de façon à injecter les gaz d'échappement sensiblement dans le même sens que celui de l'écoulement des gaz frais dans le collecteur d'admission 1. Le positionnement de l'élément de conduite 3 par les deux trous 13 de la collerette 8 offrant deux positions de montage opposées à 1800, cette dernière possède un élément détrompeur formé par une patte 12 s 'étendant sensiblement selon un plan perpendiculaire au plan de la collerette 8 de manière à coopérer avec un bord du collecteur d'admission l pour n offrir qu'une seule possibilité de montage de l'élément de conduite 3. La collerette 8 de l'élément de conduite 3 présente par ailleurs un bossage 11 entourant le collet 4, ce bossage Il étant eu saillie sur environ 1 mm de hauteur par rapport à la face de la collerette 8 destinée à venir en appui contre la bride 10 de la vanne de régulation 14. L'élément de conduite tubulaire 3 ainsi défini est facilement réalisable en tôle d'inox d'épaisseur 0.4mm, la collerette 8 et la paroi transversale 7 pouvant être fabriquées directement par emboutissage, L'élément de conduite tubulaire 6 étant quant à lui préformé sous forme tubulaire, en prévoyant l'ouverture correspondante à l'orifice 5, puis soudé en trois points régulièrement répartis sur le collet 4 et la paroi transversale 7. Le dispositif ainsi réalisé permet d'une façon simple et économique d'optimiser la diffusion des gaz d'échappement recyclés dans le collecteur d'admission 1 tout en éliminant les fuites au niveau de la liaison bride 10, collerette 8 et collecteur d'admission 1. La collerette 8 étant interposée entre la bride 10 et le collecteur d'admission 1, la surépaisseur provoquée par le bossage il vient compenser les défauts habituellement à l'origine de fuites, tels que les défauts de planéité de la surface du collecteur d'admission 1 destinée à recevoir la collerette 8 ou bien encore la déformation de la bride 10 sous les efforts de serrage des vis de fixation 15. En effet, le bossage 11, en se déformant localement sous les efforts de serrage, permet d'assurer le contact continu entre la bride 10, la collerette 8 et le collecteur d'admission 1 et ainsi d'établir une parfaite étanchéité de la liaison. Par ailleurs, l'orifice 5 tout en étant fort simple de réalisation permet une excellente diffusion des gaz d'échappement dans le collecteur d'admission 1, son orientation et ses dimensions étant choisies de façon à diriger les gaz d'échappement uniformément dans les différents conduits du collecteur d'admission 1 alimentant les cylindres du moteur. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS [1] Dispositif de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, du type comprenant un circuit de recirculation (2) des gaz d'échappement du collecteur d'échappement au collecteur d'admission (1), le circuit de recirculation (2) comportant à une de ses extrémités un élément de conduite tubulaire (3) destiné à pénétrer dans le collecteur d'admission (1) à travers une ouverture (9) correspondante en faisant saillie dans ce collecteur (1), ledit élément de conduite tubulaire (3) comportant une collerette (8) destinée à être enserrée entre la surface extérieure du collecteur (1) et une bride (10) solidaire de l'extrémité dudit circuit (2), caractérisé en ce que ladite collerette (8) comporte un bossage (11) destiné à entourer ladite ouverture (9) de façon à assurer l'étanchéité du dispositif lors du serrage de la bride (10). [2] Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de conduite tubulaire (3) comporte un orifice (5) d'injection des gaz d'échappement s'étendant sensiblement sur toute la longueur de la partie de l'élément de conduite tubulaire (3) engagée dans le collecteur d'admission (1). [3] Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'élément de conduite tubulaire (3) est constitué d'un assemblage de pièces en tôle d'inox soudées entre elles. [4] Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de conduite tubulaire (3) est réalisé à partir d'une tôle inox rectangulaire mise sous forme tubulaire de façon à former une portion de paroi tubulaire (6) ouverte sur sensiblement un quart de sa circonférence, ladite portion de paroi tubulaire (6) recevant une paroi transversale (7) à une extrémité axiale et une plaque métallique formant la collerette (8) à l'autre extrémité, ladite paroi transversale (7) et ladite collerette (8) étant réalisées par emboutissage puis assemblées à ladite portion de paroi tubulaire (6) par des points de soudage. [5] Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la collerette (8) comporte deux trous (13) pour le passage des vis de fixation de la bride (10) sur le collecteur (1) et un élément détrompeur (12) assurant l'orientation de l'élément de conduit tubulaire (3) lors du montage de ce dernier. [6] Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications l à 5, caractérisé en ce que le circuit de recirculation (2) comporte une vanne de régulation (14) des gaz d'échappement venant se fixer sur le collecteur d'admission (1), ladite vanne (14) intégrant ladite bride de fixation (10).