Brevet FR2880650A1 — publié le 20060714

La présente invention nommée "Séparateur d'huile pour moteur de véhicule" concerne un nouveau type de séparateur d'huile moteur permettant d'améliorer de façon substantielle l'efficacité de cette pièce moteur. Un séparateur d'huile est une pièce du moteur d'un véhicule, voiture ou camion, positionnée entre le carter moteur et le couvre culasse et permettant de récupérer l'huile remontant du carter moteur lors du fonctionnement de celui ci. Le séparateur d'huile étant traversé par un débit d'air contenant de l'huile lors du fonctionnement du véhicule. En effet chaque véhicule contient une certaine quantité d'huile (remplacée lors de la vidange moteur). Cette huile permet le bon fonctionnement du moteur, huilant les cylindres et évitant une usure prématurée. Lors du fonctionnement du moteur et notamment durant une accélération du véhicule, l'huile, associée à un flux d'air, remonte du carter moteur vers le couvre culasse sous forme d'un film d'huile et de gouttelettes d'aérosols d'huile. Cette huile a besoin d'être récupérée et renvoyée vers le carter moteur afin: É d'éviter une sur-consommation d'huile É de limiter la pollution d'huile émise par le véhicule É d'éviter le mélange huile-essence en trop grande proportion Les séparateurs d'huile existants et utilisés à ce jour sont des pièces fabriquées en matière plastique pour la durée de vie du véhicule et fonctionnant pour beaucoup sur un principe de décantation pour récupérer l'huile dans une chambre de décantation. Le rôle de cette pièce moteur est donc clairement de capter l'huile moteur. Néanmoins les séparateurs d'huile actuels ne remplissent pas toujours bien la fonction pour laquelle ils sont fait car manque d'efficacité notamment à certain régime moteur (débit moteur). L'efficacité massique de captage de l'huile moteur peut descendre à 20% pour la fraction aérosol à certains régimes de fonctionnement du véhicule. Le but de ce nouveau type de séparateur d'huile permet de remédier à ce manque d'efficacité. En effet, ce nouveau type de séparateur d'huile intègre une nouvelle géométrie permettant d'augmenter grandement son efficacité, fonction première de cette pièce moteur. Le graphique ci joint permet d'apprécier le gain d'efficacité de ce nouveau type de séparateur d'huile. En effet, ce graphique donne une mesure de la concentration en huile en amont d'un séparateur d'huile ainsi que les mesures de cette même concentration en aval pour un séparateur d'huile standard et pour le nouveau type de séparateur d'huile sujet de cette demande de brevet. - 2 Ce nouveau dispositif se compose d'une buse calibrée d'accélération du flux, d'un plateau d'impaction permettant la collecte de l'huile à sa surface et d'une fente d'écoulement, le tout associé à un siphon permettant de renvoyer l'huile vers le carter moteur. La fente d'écoulement n'est nécessaire que si le plateau d'impaction par son positionnement et sa taille empêche l'huile de s'écouler en aval. Ce nouveau type de séparateur d'huile permet de récupérer les gouttelettes d'huile en utilisant un principe d'impaction différent du principe de décantation. La buse d'accélération se compose d'un tube cylindrique intégrant un orifice de diamètre et de longueur bien définie pour obtenir une gamme de vitesse d'écoulement dans l'orifice adéquat pour permettre la captation des gouttelettes d'huile sur le plateau d'impaction. Le but de l'orifice étant donc d'accélérer la vitesse du flux d'air donc des gouttelettes d'huile afin d'augmenter leurs inerties pour mieux les capter par la suite. Le plateau d'impaction, positionné de façon optimum perpendiculairement au sens de l'écoulement a pour fonction de stopper les gouttelettes d'huiles car celles ci s'écrasent sur sa surface du fait de leur inertie au lieu de le contourner comme le fait l'air. Le choix du dimensionnement de l'orifice d'accélération et du plateau d'impaction, la distance entre cet orifice et la surface du plateau d'impaction sont des paramètres primordiaux permettant de définir l'efficacité de filtration de l'ensemble. Le dimensionnement du dispositif permettant de déterminer un diamètre de coupure de collection des gouttelettes d'huile. Ce diamètre est fondamental car détermine pour un débit donné quelle taille de gouttelettes seront collectées ou pas par le plateau d'impaction. Par exemple, si le diamètre de coupure est de 1 m toutes les gouttelettes de diamètre supérieur à 1 m seront collectées sur le plateau d'impaction, celles inférieures ne le seront pas. Les dessins annexés illustrent l'invention: É La figure 1 représente en coupe, le dispositif de l'invention. É La figure 2 représente en coupe, une variante de ce dispositif. En référence à ces dessins, le dispositif se compose d'un boîtier ou châssis définissant l'enveloppe extérieure (1), boîtier ouvert sur une section circulaire à ses deux extrémités afin d'être intégré au moteur. La buse d'entrée (A) permet l'arrivée du flux d'air huilé. Ce flux d'air traverse ensuite un orifice calibré (2) de diamètre (d) permettant d'augmenter la vitesse d'écoulement de l'air. Un plateau d'impaction (3) est placé perpendiculairement en face de l'orifice. La distance d'impaction (D) entre la sortie de l'orifice calibré et le plateau d'impaction est primordial et doit être définie par calcul mathématique. Le plateau de collection (3) peut être de différentes formes (disque, rectangle, carré). L'association diamètre de l'orifice (d) / distance d'impaction (D) permet de définir pour un débit donné le diamètre minimum de collection des gouttelettes d'huile. Une fente (4) permettant l'écoulement de l'huile collectée sur le plateau d'impaction (3) est située à la base du plateau de collection. L'huile collectée s'écoule par la fente (4) jusqu'au siphon (5). Ce siphon communique avec le carter moteur afin de renvoyer l'huile vers le carter. Le siphon doit nécessairement être positionner en aval du plateau de collection (3) (considérant le sens de l'écoulement de l'air) afin de bénéficier de la décroissance de pression favorisant l'huile de la zone (A) à (B). En effet les pressions régnant dans le séparateur d'huile sont comme définit sur les figures 1 et 2 par Pl>P2>P3. Une cloison (6) figure 1 peut être nécessaire afin d'éviter que de l'huile ne remonte sur les parois du séparateur d'huile vers l'échappement, cette cloison forçant l'huile à s'écouler par le siphon. Cette cloison peut être une des parois du boîtier (1) figure 2. A titre d'exemple non limitatif, la pièce complète (1), siphon non pris en compte, aura des dimensions de l'ordre de 2 cm de diamètre et 10 cm de longueur. Le siphon sera de taille très variable: 2 à 20 cm de longueur, 2 à 3 cm de largeur et 0,5 à 3 cm d'épaisseur. L'ensemble de la pièce est réalisé en matière plastique. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la filtration et la récupération de l'huile moteur prenant en compte les contraintes particulière qui s'y applique (pression, température, encombrement). REVENDICATIONS 1- Dispositif pour filtrer et récupérer l'huile moteur remontant du carter moteur lors du fonctionnement de celui ci caractérisé en ce qu'il comporte: É Un boîtier (1) ouvert sur une section circulaire à ses deux extrémités o Une buse d'entrée cylindrique (A) se finissant par un orifice circulaire 5 calibré (2). É Un plateau d'impaction (3) perpendiculaire à l'axe central de l'orifice (2). É Une fente d'écoulement de l'huile (4) à la base du plateau d'impaction (3) o Un siphon d'évacuation de l'huile (5) collectée sur le plateau d'impaction (3) É Une cloison anti-refoulement (6) 2- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le plateau d'impaction (3) est placé perpendiculairement et fait face à l'axe centrale de l'orifice calibrée (2). 3- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'ensemble orifice / plateau d'impaction (2) et (3) sont placés en amont du siphon suivant le sens de l'écoulement du flux. 4- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le boîtier (1) comporte une cloison anti-refoulement (6) positionnées en aval du siphon (5) suivant le sens de l'écoulement. Cette cloison peut être une paroi du boîtier (1).