Brevet FR2861812A1 — publié le 20050506

AGENCEMENT DE MOTEUR COMPRENANT UNE RECIRCULATION DES GAZ D'ECHAPPEMENT DESCRIPTION Le sujet de cette invention est un agencement de moteur comprenant un conduit de recirculation des gaz d'échappement (souvent désigné par EGR d'après l'anglais). De nombreux moteurs tels que les moteurs diesels suralimentés d'automobile comprennent un conduit de recirculation des gaz d'échappement par lequel une portion du débit des gaz d'échappement retourne au moteur peu après avoir été produite par celui-ci. Le mélange arrivant au moteur est ainsi porté à une température plus élevée. Un avantage de ce procédé est que les polluants NOx (d'oxyde d'azote) sont réduits de façon significative. Un ajustement de la quantité des gaz soumise à cette recirculation est cependant nécessaire selon les régimes du moteur. Le conduit de recirculation est donc muni d'une vanne à ouverture progressive commandée automatiquement. Un autre paramètre influençant grandement les émissions de polluants est la température des gaz de recirculation. Il est souvent avantageux de les refroidir par un système à échangeur de chaleur relié à un radiateur. Le brevet EP 1 091 113 décrit un tel dispositif, et même à deux exemplaires juxtaposés dans un mode de réalisation. Mais les performances du système de refroidissement sont irrégulières, dépendant B 14452/JCI des conditions de route, et ne permettent donc pas de tirer le meilleur parti de la recirculation. Il est donc proposé ici de remédier à cette lacune de la technique connue. La solution exposée consiste à régler le refroidissement d'après une température atteinte par les gaz en recirculation refroidis et qu'on mesure. L'invention consiste ainsi en un agencement de moteur d'automobile comprenant un conduit de recirculation de gaz d'échappement entre un conduit d'admission et un conduit d'échappement menant au moteur, une vanne sur le conduit de recirculation de gaz d'échappement et un dispositif de réglage de la vanne, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de température placé sur le conduit de gaz d'échappement pour commander le dispositif de réglage, et une dérivation se branchant sur le conduit de gaz d'échappement autour de la vanne. Il est avantageux que le circuit de refroidissement comprenne une branche de contournement de l'échangeur de chaleur, la vanne soit située à un embranchement d'entrée dans ladite branche de contournement, et ladite branche de contournement passe sur le moteur: il coïncide en réalité avec le circuit habituel de refroidissement du moteur et comprend simplement l'échangeur débit d'eau obtenu si 30 dérivation comprenant B 14452/JCIsupplémentaire passant par par laquelle une portion du est une et une vanne commandée par le moyen une branche de chaleur et est soutirée. Un perfectionnement à l'asservissement le conduit de recirculation comprend contournant l'échangeur de chaleur d'asservissement, en adoptant le mode d'asservissement détaillé plus loin. L'invention sera maintenant décrite au moyen de la figure. Elle représente le schéma d'un moteur 7 suralimenté muni d'un système de recirculation des gaz brûlés EGR. Une partie des gaz d'échappement, sortant du moteur 7, est dirigée vers un refroidisseur 2 à l'aide d'une vanne de recirculation 6, le reste des gaz allant à la turbine 1. La turbine 1 est reliée à un compresseur 5 qui comprime l'air d'admission, celui-ci étant ensuite refroidi dans un radiateur 4 avant d'être mélangé avec les gaz de recirculation et réintroduit dans le moteur 7. Pour cela, un conduit de recirculation 15 relie un conduit d'échappement 16 à un conduit d'admission 17; le refroidisseur 2 est placé sur le conduit de recirculation 15, la turbine 1 sur le conduit d'échappement 16 et le compresseur 5 et le radiateur 4 sur le conduit d'admission 17; la vanne de recirculation 6 est enfin placée à la jonction des conduits de recirculation et d'échappement 16. La température des gaz de recirculation est abaissée grâce à une circulation d'eau dans un circuit hydraulique 12 passant par le refroidisseur 2, qui forme un échangeur de chaleur avec le conduit de recirculation 15, et par un second radiateur 3 situé près du précédent et soumis comme lui à une ventilation d'air frais quand le véhicule se déplace. Un thermocouple 10 est situé sur le conduit de recirculation 15 à la sortie du refroidisseur 2 et mesure la température des gaz de recirculation parvenant au moteur 7; il envoie cette information à B 14452/JCI un calculateur 11 qui agit sur une vanne 9 afin de régler la proportion de l'eau du circuit hydraulique 12 qui passe par le refroidisseur 2, le reste circulant dans une branche 18 affectée au refroidissement du moteur 7. Une pompe 8 assure la circulation de l'eau de refroidissement. Le conduit de recirculation 15 comprend encore un volet 13 à l'entrée d'une dérivation 14 contournant le refroidisseur 2. Une carte lla de pilotage de la vanne 9 d'ajustement du débit d'eau du refroidisseur 2 est déterminée pour différents points de fonctionnement du moteur 7, selon le régime et le couple; ainsi, pour chaque état du moteur 7, le débit d'eau parvenant au refroidisseur 2 est réglé afin d'obtenir une température déterminée des gaz d'échappement en recirculation. Cette température est choisie pour obtenir le meilleur compromis entre les débits des différents polluants. Cet asservissement en boucle ouverte, susceptible de dériver rapidement, doit être complété pour donner une boucle fermée. Le thermocouple 10 mesurant la température des gaz de recirculation à la sortie de refroidisseur 2 et la transmettant au calculateur 11 permet une comparaison de cette température à une consigne de température fixée dans une seconde carte lib qui pourra consister en un régulateur de type PID. La valeur de consigne d'état de la vanne 9 fournie par la carte lia est alors corrigée d'une valeur proportionnelle à la différence entre la température mesurée et la consigne de température. Cet asservissement du débit d'eau passant par le B 14452/JCI refroidisseur 2 permet de s'approcher de moins d'un degré Celsius de la valeur de consigne. Le refroidisseur 2 sera surdimensionné afin de respecter les consignes les plus faibles de la température des gaz de recirculation. Si toutefois la température des gaz de recirculation est plus faible que la température de consigne alors que le débit d'eau passant au travers du refroidisseur de 2 est minimal, il est possible d'éviter celui-ci à l'aide du volet 13, que le calculateur 11 commande aussi. Les gaz de recirculation ne sont alors plus refroidis, le système fonctionne en boucle ouverte. Lorsque la température des gaz de recirculation devient à nouveau plus forte que celle de consigne, le volet 13 se ferme et le système de refroidissement fonctionne à nouveau en boucle fermée. B 14452/JCI REVENDICATIONS 1) Agencement de moteur (7) d'automobile comprenant un conduit de recirculation (15) de gaz d'échappement entre un conduit d'admission (17) et un conduit d'échappement (16) menant au moteur, un échangeur de chaleur (2) des gaz d'échappement en recirculation qui est disposé sur le conduit de recirculation, et un circuit de refroidissement alimentant l'échangeur de chaleur, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de température (10) des gaz d'échappement en recirculation, qui est disposé dans le conduit de recirculation (15) en aval de l'échangeur de chaleur (2), une vanne (9) sur le circuit de refroidissement, et un moyen (12) d'asservissement de la vanne relié au capteur de température (10) et ajusté pour régler un degré d'ouverture de la vanne vers l'échangeur de chaleur (2) en fonction d'une température mesurée par le capteur. 2) Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de refroidissement comprend une branche (18) de contournement de l'échangeur de chaleur, la vanne (9) est située à un embranchement d'entrée dans ladite branche de contournement, et ladite branche de contournement passe sur le moteur (7). 3) Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le conduit de recirculation (15) comprend une dérivation (14) contournant l'échangeur de chaleur (2) et comprenant une vanne commandée par le moyen d'asservissement (11). B 14452/JCI