Brevet FR2898656A1 — publié le 20070921

CLAPET DE SURPRESSION POUR GAZ DE CARTER [0001] La présente invention concerne un clapet de surpression pour gaz de carter. 2] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de l'industrie automobile. [0003] Dans un moteur à combustion interne, les gaz de carter, appelés aussi gaz de blow-by , proviennent de fuites de la chambre de combustion, de fuites du turbocompresseur et du débit d'air de la pompe à vide. Un mélange constitué de gaz de combustion, de gaz imbrûlés et d'huile s'écoule ainsi dans le bas du carter, puis remonte vers la culasse par des cheminées. Pour répondre aux io exigences normatives actuelles, ces gaz doivent être recyclés. C'est pourquoi ils sont en général réaspirés à travers un tuyau de blow-by disposé entre le couvre-culasse et l'admission moteur. 4] Les gaz de BBY sont constitués de gaz de combustion et de gaz frais. Les gaz de combustion sont essentiellement constitués d'eau, de dioxyde de is carbone et de diazote, tandis que les gaz frais contiennent de l'air, du carburant et également du diazote. 5] La présence d'eau dans les gaz de blow-by est particulièrement néfaste du fait qu'en cas de gel de cette eau le tuyau de blow-by est obturé et les gaz ne peuvent plus être évacués. Il en résulte alors une augmentation de la 20 pression dans le carter, ce qui provoque une vidange de l'huile moteur par le guide de jauge avec les risques de casse moteur par manque d'huile, voire encore un incendie du véhicule si de l'huile ruisselle sur les tuyaux d'échappement et s'enflamme par échauffement. [0006] On comprend alors qu'en cas de gel des gaz de carter, il soit impératif de prévoir des moyens faisant fonction de soupape permettant l'évacuation des gaz lorsqu'ils sont en surpression dans le carter. 7] On connaît de l'état de la technique des moyens de ce type constitués par un clapet de surpression disposé dans le bouchon de remplissage de l'huile moteur. Ce clapet comprend, d'une part, un orifice d'évacuation vers l'extérieur des gaz de carter, et, d'autre part, un obturateur destiné à obturer ledit orifice d'évacuation lorsqu'il est soumis à une force de rappel élastique produite par un ressort de compression. Sous l'effet d'une surpression due au gel des gaz de io blow-by , l'obturateur est dégagé de l'orifice d'évacuation à l'encontre de la force de rappel élastique de manière à permettre aux gaz de carter de s'évacuer vers l'extérieur. Puis, lorsque la pression diminue, l'obturateur est ramené par le ressort de compression dans sa position nominale d'obturation. 8] Ce type de clapet de surpression connu présente toutefois un certain 15 nombre d'inconvénients. 9] Un premier inconvénient est sa sensibilité au gel. En effet, lorsqu'il joue son rôle de soupape, il est par hypothèse traversé par des gaz de carter, ce qui a pour conséquence de le charger en eau ou en un mélange eau/huile. Le bouchon de remplissage d'huile étant placé dans le flux d'air extérieur sous le capot, sa 20 température peut devenir négative et entraîner le gel de l'eau ou du mélange eau/huile. 0] Un deuxième inconvénient est sa complexité et son coût dus au grand nombre d'éléments impliqués. 1] Enfin, un troisième inconvénient est lié au fait que la mise ne oeuvre 25 d'un tel clapet de surpression correspond à un mode de fonctionnement dégradé ne serait-ce que du point de vue normatif puisque dans ce cas les gaz de blow- by sont évacués vers l'extérieur, ce qui est interdit par la norme européenne ainsi que par celles de la plupart des pays. 2] La solution au problème du gel des gaz de carter par clapet de surpression peut cependant être toléré si, dans le même temps, des moyens sont prévus pour alerter le conducteur du véhicule qu'un tel incident s'est produit. Ainsi informé, le conducteur pourra arrêter le moteur de son véhicule et se rendre chez l'agent le plus proche plutôt que de poursuivre sa route et risquer la casse de son moteur ou l'incendie du véhicule. 3] Or, de ce point de vue, le clapet de surpression connu mentionné plus io haut ne permet pas d'obtenir de manière simple une information d'ouverture de clapet qui soit exploitable par le calculateur de bord du véhicule. 4] Aussi, un objet de l'invention est de proposer un clapet de surpression pour gaz de carter, comprenant un obturateur apte à obturer un orifice d'évacuation desdits gaz sous l'action d'une force de rappel élastique, qui is permettrait d'assurer simultanément par des moyens simples à mettre en oeuvre d'ouvrir l'orifice d'obturation et d'alerter le conducteur du véhicule lorsqu'une surpression se produit due par exemple au gel des gaz de blow-by . 5] Cet objet est atteint, selon l'invention, du fait que ledit obturateur est apte à commuter un interrupteur d'un circuit d'alerte sous une action de 20 surpression desdits gaz de carter opposée à l'action de ladite force de rappel. 6] Selon un premier mode de réalisation, ledit obturateur comprend une lame conductrice flexible formant interrupteur avec une lame conductrice fixe. 7] Selon un deuxième mode de réalisation, ledit obturateur comprend une bille conductrice formant interrupteur avec un siège de ladite bille. [0018] La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention te comment elle peut être réalisée. 9] La figure 1 a est un schéma d'un premier mode de réalisation de l'invention montrant le clapet de surpression en position fermée. 0] La figure 1 b est un schéma du mode de réalisation de la figure la montrant le clapet de surpression en position ouverte. 1] La figure 2 est un schéma d'une variante du clapet des figures 1 a et 1 b. 2] La figure 3 est un schéma d'un second mode de réalisation du clapet io de surpression conforme à l'invention. 3] Sur les figures 1 a et 1 b est représenté un clapet 10 de surpression destiné à assurer l'évacuation des gaz de blow-by à l'intérieur d'un carter de moteur suite au gel de l'eau contenue dans ces gaz pouvant se produire notamment sur un tuyau de blow-by , non représenté sur les figures la et 1 b. 15 [0024] Le clapet 10 de surpression a également pour fonction d'offrir un moyen d'alerte du conducteur afin de l'informer de l'incident et lui permettre d'arrêter son véhicule avant qu'il ne soit gravement endommagé. 5] Comme le montrent les figures 1 a et 1 b, le clapet 10 de surpression comprend un obturateur 11 destiné à obturer un orifice 21 d'évacuation pratiqué à 20 travers une paroi 20 d'une cheminée de blow-by , carter ou culasse. De préférence, l'orifice 21 d'évacuation et le clapet 10 sont disposés sur une surface chaude du moteur, carter ou culasse, dans le but de favoriser la tenue au gel du clapet. [0026] Dans le mode de réalisation des figures 1 a et 1 b, ledit obturateur 11 du clapet 10 de surpression est réalisé par une lame conductrice, en carbone ou en laiton par exemple, apte à se déformer par flexion à partir d'une 11 a de ses extrémités, fixe par rapport à la paroi 20. En dehors de toute surpression dans le carter, la lame 11 obture l'orifice 21 d'évacuation, empêchant les gaz de blowby de s'échapper vers l'extérieur à travers ledit orifice, conformément à la figure 1 a. 7] Par contre, en cas de gel des gaz de blow-by , la surpression provoquée dans le carter dégage la lame 11 de la paroi 20 selon un mouvement io de flexion autour de son extrémité 11 a, comme représenté sur la figure 1 b. La lame 11 est alors soumise à une force de rappel élastique qui tend à la ramener dans sa position initiale d'obturation de l'orifice 21, ce qui se produit effectivement lorsque le surpression disparaît. 8] Sur les figures 1 a et 1 b, on peut voir que la lame conductrice flexible 11 15 constitue un interrupteur avec une lame conductrice fixe 12, en acier par exemple, les deux lames 11, 12 étant séparées par un isolant électrique 13. La lame 11 est à la masse, comme le carter ou la culasse, tandis que la lame 12 est reliée à un circuit d'alerte intégré au calculateur moteur ou constitué par exemple par un témoin lumineux 31 et une source 32 d'alimentation. 20 [0029] On comprend que la lame 11 est non seulement apte à jouer le rôle d'obturateur de l'orifice 21 d'évacuation, mais qu'elle est également apte à commuter l'état de l'interrupteur qu'elle forme avec la lame 12. En particulier, sous l'action d'une surpression dans le carter opposée à l'action de la force de rappel par flexion, la lame 11 peut simultanément dégager l'orifice 21 d'évacuation et 25 venir en contact avec la lame 12 et fermer le circuit d'alerte afin d'informer le conducteur de la situation de mode dégradé au moyen du témoin lumineux 31, par exemple le témoin du niveau d'huile sur le tableau de bord. [0030] Il faut également noter que la lame flexible 11 peut être munie d'une couche d'élastomère pour améliorer l'étanchéité avec l'orifice 21 d'évacuation. 1] La variante de la figure 2 incorpore un noyau spécifique. L'orientation du clapet 10 permet de mieux respecter l'orientation des lignes de courant, améliorant ainsi la perméabilité en évitant les dépôts de glace sur le clapet. 2] Selon le mode de réalisation de la figure 3, le clapet 10' de surpression comporte une bille conductrice 11' maintenue contre son siège 12' en position d'obturation de l'orifice 21 d'évacuation par une force de rappel élastique développée à une extrémité d'un ressort métallique 14. Le ressort métallique 14 io est relié à une autre extrémité à un conducteur électrique 15 percé d'un trou 16 d'évacuation et électriquement isolé du carter ou de la culasse par un isolant 13'. 3] La bille 11' et le siège 12' forment un interrupteur en position fermée en l'absence de surpression, la bille restant en contact électrique avec le siège sous l'action du ressort 14. Dans le cas d'une surpression dans le carter s'opposant à la 15 force de rappel du ressort 14, la bille 11' est décollée de son siège 12' et l'interrupteur équivalent s'ouvre. Ce décollement est détecté par un circuit d'alerte de manière similaire aux figures 1 a et 1 b. 4] Cette variante de réalisation de l'invention est tout particulièrement intéressante car elle permet une implantation interne, totalement intégrable dans 20 la culasse. REVENDICATIONS 1. Clapet (10 ; 10') de surpression pour gaz de carter, comprenant un obturateur (11 ; 11') apte à obturer un orifice (21) d'évacuation desdits gaz sous l'action d'une force de rappel élastique, caractérisé en ce que ledit obturateur est apte à commuter un interrupteur d'un circuit d'alerte sous une action de surpression desdits gaz de carter opposée à l'action de ladite force de rappel. io 2. Clapet de surpression selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit obturateur comprend une lame conductrice flexible (11) formant interrupteur avec une lame conductrice fixe (12). 3. Clapet de surpression selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit obturateur comprend une bille conductrice (11') formant interrupteur avec un siège 15 (12') de ladite bille. 4. Clapet de surpression selon l'une quelconque des revendication 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est disposé sur une surface chaude dudit carter.