Brevet FR2919664A1 — publié le 20090206

Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif séparateur d'huile notamment pour la ventilation du carter de vilebrequin d'un moteur à combustion interne comportant un élément centrifuge traversé par le mélange huile-gaz à nettoyer pour générer un écoulement en rotation, ayant une paroi cylindrique faisant suite à l'élément centrifuge et une chambre collectrice d'huile entourant la paroi cylindrique, Etat de la technique Le document DE 196 42 219 Al décrit un dispositif séparateur d'huile servant à nettoyer le mélange huile-air sortant du carter de vilebrequin d'un moteur à combustion interne. Le dispositif séparateur d'huile comprend un élément centrifuge en forme de spire à plu-sieurs filets et le mélange huile-air à nettoyer est mis en rotation. La spire est logée dans un boîtier en forme de pot dont la paroi intérieure 15 recueille de grandes gouttelettes d'huile. Dans la suite du courant, le mélange huile-air restant arrive dans un canal annulaire entourant le boîtier en forme de pot. Ce canal est entouré par une paroi cylindrique concentrique au boîtier. Cette paroi cylindrique comporte des orifices de sortie. D'autres gouttelettes d'huile se déposent dans le canal annulaire 20 et le courant d'air nettoyé s'échappe dans la direction radiale par les orifices de la paroi. L'inconvénient de ce mode de réalisation réside dans sa construction relativement haute occasionnée entre autres par la spire logée dans le boîtier en forme de pot. 25 But de l'invention La présente invention a pour but, partant de cet état de la technique, de développer un dispositif séparateur d'huile qui se caractérise par sa construction simple et qui puisse s'installer en seconde monte. 30 Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un dispositif séparateur d'huile du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que la face frontale d'une chambre de séparation enfermée par la paroi cylindrique est au moins en partie ou-verte sur le côté de sortie d'écoulement et est réalisée comme orifice de sortie des gaz, et une collerette d'écrétage chevauche radialement vers l'intérieur la paroi cylindrique au niveau de l'orifice de sortie. Le dispositif séparateur d'huile selon l'invention, notamment utilisé pour la ventilation du carter de vilebrequin d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comporte un élément centrifuge traversé par le mélange huile-gaz à nettoyer et qui imprime à ce mélange un mouvement d'écoulement en rotation. Une paroi de cylindre fait suite à l'élément centrifuge. Cette paroi délimite une chambre de séparation située à l'intérieur. La paroi de cylindre est par exemple entourée d'une chambre collectrice d'huile de forme annulaire servant à recevoir l'huile déposée. La face frontale de la chambre de séparation située à l'intérieur et délimitée par la paroi du cylindre est au moins partiellement ouverte côté sortie et notamment complètement ouverte au-dessus de la surface de base de la chambre de séparation; elle forme l'orifice de sortie du gaz nettoyé. Dans la région de l'orifice de sortie, il est prévu une collerette d'écrétage qui chevauche radialement vers l'intérieur la paroi cylindrique; cette collerette délimite axialement en même temps la chambre collectrice d'huile. De façon avantageuse, un passage est formé entre le côté de sortie de la chambre de séparation situé à l'intérieur et la chambre collectrice d'huile; ce passage est chevauché axialement par la collerette d'écrétage. L'avantage de ce mode de réalisation réside notamment dans sa réalisation constructive simple permettant de réaliser le dispositif séparateur d'huile avec un nombre réduit de pièces et de plus de réaliser un module de construction, préassemblé, qui se place dans un ajutage d'entrée, installé par exemple dans une culasse. Il suffit que l'élément centrifuge et la paroi de cylindre, qui constituent par leur ré- union le module de montage préfabriqué, ainsi que la collerette d'écrétage qui, soit fait partie du module de montage préfabriqué - et dans ce cas elle est de préférence reliée à la paroi de cylindre- soit est une pièce séparée - et dans ce dernier cas elle est avantageusement reliée à l'ajutage d'écoulement pour être placée dans l'élément centrifuge et dans la paroi cylindrique-. Le module de montage peut le cas échéant se placer également en seconde monte dans l'ajutage d'écoulement. Selon un mode de réalisation avantageux, l'élément centrifuge constitue le côté frontal d'attaque de la chambre de séparation entourée par la paroi de cylindre et cette chambre de séparation reste elle-même de préférence libre de composant de l'élément centrifuge. L'élément centrifuge est notamment réalisé uniquement sous la forme d'un couvercle ou d'un disque, de sorte que la chambre de séparation n'est elle-même pas remplie par l'élément centrifuge. Cet élément a pour unique fonction de mettre en rotation le mélange huile-gaz qui arrive pour que les gouttelettes d'huile relativement lourdes se déposent sur le côté intérieur de la paroi de cylindre dans la chambre de séparation. La paroi intérieure cylindrique de la chambre de séparation a en outre pour fonction de permettre aux gouttelettes d'huile dé- posées d'être entraînées par le courant d'air, dans la direction axiale jusqu'au côté de sortie, les gouttelettes d'huile étant transportées dans la chambre collectrice annulaire qui est radialement adjacente et l'huile collectée est ensuite évacuée. Pour faciliter le transport des gouttelettes d'huile de la chambre de séparation dans la chambre collectrice d'huile, il est avantageux de prévoir des cavités dans la paroi de cylindre afin que les gouttelettes d'huile puissent migrer directement radialement entre les deux volumes, de l'intérieur vers l'extérieur. En principe, il suffit de prévoir une paroi de cylindre fermée sans cavité et de laisser migrer les gouttelettes d'huile sur la face frontale de la paroi de cylindre au niveau du côté de sortie d'écoulement de la chambre de séparation pour arriver dans la chambre collectrice. Selon un mode de réalisation simple, l'élément centrifuge est un composant fixe relié solidairement à la paroi de cylindre et l'écoulement en rotation est assuré par des éléments de guidage de flux dans l'élément centrifuge, ces éléments imprimant un mouvement de rotation au mélange huile-air arrivant axialement. Mais en principe il est également possible de réaliser un élément centrifuge rotatif et de lui permettre d'exécuter un mouvement de rotation autour de l'axe longitudinal de la paroi de cylindre. La collerette d'écrétage qui est tenue soit sur la paroi de cylindre, soit sur la paroi de délimitation entourant concentriquement la paroi de cylindre, comporte avantageusement une paroi inclinée qui présente, notamment dans la zone radiale extérieure, la plus grande distance axiale par rapport au côté d'arrivée dans le dispositif séparateur d'huile et, dans la zone située radialement à l'intérieur, la plus petite distance axiale par rapport au dispositif. De plus, il est avantageux que la collerette d'écrétage comporte un ajutage de paroi s'étendant dans la direction axiale et constituant pratiquement le prolongement de la paroi de cylindre, le passage entre la chambre de séparation et la chambre collectrice de l'huile déposée étant formé entre l'arête frontale de la paroi de cylindre et l'ajutage de paroi de la collerette d'écrétage. L'ajutage de paroi de la collerette d'écrétage prolonge la paroi de cylindre dans la direction axiale et assure ainsi une évacuation axiale dirigée du gaz nettoyé des gouttelettes d'huile. Le fond de la chambre collectrice peut comporter une soupape réglable ou un siphon notamment un clapet antiretour d'huile pour permettre d'évacuer l'huile collectée. Dessin La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation représenté dans le dessin annexé dans lequel: - la figure unique montre schématiquement en coupe une culasse inté- Brant un dispositif séparateur d'huile pour la ventilation du carter de vilebrequin. Description d'un mode de réalisation de l'invention L'exemple de réalisation montre un chapeau de culasse 1 rapporté sur la culasse 2 d'un moteur à combustion interne. Le cha- peau de culasse 1 intègre un dispositif séparateur d'huile 3 servant à séparer les gouttelettes d'huile d'un mélange huile-air arrivant du carter de vilebrequin du moteur à combustion interne. Ce mélange huile-air porte les références 4, 5. Le mélange huile-air 4, 5 est conduit à partir du carter de vilebrequin dans la chambre couverte par le chapeau de culasse 1 pour arriver sur le côté d'attaque 6 du dispositif séparateur d'huile 3. Dans le chemin vers le côté d'entrée 6 du dispositif séparateur d'huile 3 se trouvent des éléments déflecteurs 7, 8 faisant corps avec le chapeau de culasse 1 ou reliés à la culasse 2; ces éléments déflecteurs constituent des obstacles dans le chemin de passage du mélange huile- air 4, 5 de sorte que les gouttelettes d'huile commencent déjà à se dépo- ser sur ces éléments déflecteurs 7, 8. Le chapeau de culasse 1 loge un ajutage d'écoulement 9 central, s'étendant dans la direction axiale et recevant un dispositif séparateur d'huile 3. Le dispositif séparateur d'huile 3 comprend un élé- ment centrifuge 10 constituant le côté d'entrée 6 ainsi qu'une paroi de cylindre 11. L'élément centrifuge 10 et la paroi de cylindre 11 sont reliés solidairement et constituent un module d'installation, préfabriqué, en une seule pièce. Ce module se place dans l'ajutage d'écoulement 9 du chapeau de culasse 1. Sur sa face frontale axiale, qui constitue en même temps le côté d'entrée 6, l'élément centrifuge 10 est muni d'un disque annulaire 12 ayant un plus grand diamètre que la paroi de cylindre 11 et dépassant ainsi radialement par rapport à celle-ci. Ce dis-que annulaire 12 est relié à la face frontale de l'ajutage d'écoulement 9 qui fait partie du chapeau de culasse 1. L'ajutage 9 forme en même temps une paroi de limitation radialement extérieure d'une chambre collectrice d'huile 14. Cette chambre est délimitée radialement vers l'intérieur par la paroi de cylindre 11 du dispositif séparateur d'huile 3. La paroi de cylindre 11 sépare la chambre collectrice d'huile 14 par rapport à la chambre de séparation 13 à l'intérieur de la paroi de cylindre 11. La chambre de séparation 13 ne comporte aucun composant; l'élément centrifuge 10 a une extension axiale relativement faible et constitue uniquement un fond en forme de disque pour la chambre de séparation 13. En outre, une collerette d'écrétage 15 est associée au dis- positif séparateur d'huile 3. Cette collerette comprend une paroi 16 ayant une composante radiale et un ajutage de paroi 17, axial. La paroi 16 et l'ajutage de paroi 17 sont en une seule pièce. La collerette d'écrétage 15 de l'exemple de réalisation est installée sur le chapeau de culasse 1 au niveau du côté de sortie 18 de l'ajutage d'écoulement 9; le cas échéant, on a également une liaison avec la paroi de cylindre 11. Entre la face frontale de la paroi de cylindre 11 dans la région du côté de sortie 18 et la collerette d'écrétage 15, on a un passage 19 par lequel les gouttelettes d'huile séparées sur le côté intérieur de la paroi de cylindre 11 peuvent migrer pour passer de la chambre de séparation 13 dans la chambre collectrice d'huile 14. La paroi 16 de la collerette d'écrétage 15 est dirigée de façon inclinée vers l'intérieur pour que cette paroi 16 présente dans la zone radiale extérieure, là où la paroi est reliée au chapeau de culasse 1, une distance axiale plus grande par rapport au côté d'entrée 6 que dans la zone située radialement à l'intérieur. Dans cette réalisation, la paroi 16 a la forme d'un entonnoir. Le segment de paroi 16 situé radialement à l'intérieur couvre la face frontale de la paroi de cylindre 11, la paroi 16 s'étendant radialement jusque dans la chambre de séparation 13. L'ajutage 17 se trouve sur le côté radialement intérieur de la paroi 16 et forme une pièce de guidage d'écoulement concentrique à la paroi de cylindre 11 favorisant le passage des gaz nettoyés 20 pour sortir du dispositif séparateur d'huile 3. Pour effectuer la séparation de l'huile, on introduit selon la direction de la flèche le mélange huile- air 4, 5 venant du carter de vilebrequin dans la chambre couverte par le chapeau de culasse 1; au niveau des éléments déflecteurs ou brise-jet 7, 8, on a déjà un dépôt préalable de gouttelettes d'huile relativement grandes. En aval, le mélange huile-air 4, 5 est guidé vers le côté d'attaque 6, axial, situé en dessous du dispositif séparateur d'huile 3. Le courant traverse axialement l'élément centrifuge 10. Les éléments de guidage de courant dans l'élément centrifuge 10 impriment au mélange sortant 4, 5 un écoulement en rotation. Dans la chambre de séparation 13 du dis-positif séparateur d'huile 3, les gouttelettes d'huile relativement lourdes du mélange se séparent sous l'effet des forces centrifuges contre la face intérieure de la paroi de cylindre 11. Le gaz 20 nettoyé est évacué axialement du dispositif séparateur d'huile 3. Les gouttelettes d'huile 21 sur le côté intérieur de la paroi de cylindre 11 migrent axialement sous l'effet du courant d'air en direction du côté de sortie 18 pour arriver à travers le passage 19 dans la chambre collectrice 14 qui l'entoure radialement. L'huile accumulée dans la chambre collectrice 14 sera évacuée à un instant donné par l'ouverture d'un clapet de sortie d'huile 22 installé dans le fond de la chambre collectrice d'huile 14.5 REVENDICATIONS 1 ) Dispositif séparateur d'huile notamment pour la ventilation du car-ter de vilebrequin d'un moteur à combustion interne comportant un élément centrifuge (10) traversé par le mélange huile-gaz à nettoyer pour générer un écoulement en rotation, ayant une paroi cylindrique (11) faisant suite à l'élément centrifuge (10) et une chambre collectrice d'huile (14) entourant la paroi cylindrique (11), caractérisé en ce que la face frontale d'une chambre de séparation (13) enfermée par la paroi 1 o cylindrique (11) est au moins en partie ouverte sur le côté de sortie d'écoulement (18) et est réalisée comme orifice de sortie des gaz, et une collerette d'écrêtage (15) chevauche radialement vers l'intérieur la paroi cylindrique au niveau de l'orifice de sortie. 15 2 ) Dispositif séparateur d'huile (3) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' au niveau du côté de sortie (18), un passage est formé vers la chambre collectrice d'huile (14), ce passage étant délimité axialement par la collerette d'écrêtage (15). 20 3 ) Dispositif séparateur d'huile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la collerette d'écrêtage (15) a une paroi (16) inclinée. 25 4 ) Dispositif séparateur d'huile selon la revendication 3, caractérisé en ce que la paroi (16) de la collerette d'écrêtage (15) présente dans la zone radiale extérieure, la plus grande distance axiale et dans la zone radiale intérieure, la plus petite distance axiale par rapport au côté d'entrée (6) 30 dans le dispositif séparateur d'huile (3). 5 ) Dispositif séparateur d'huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la collerette d'écrêtage (15) est munie d'un premier embout de paroi (17) 35 s'étendant dans la direction axiale.6 ) Dispositif séparateur d'huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément centrifuge (10) forme le côté frontal d'attaque (6) de la chambre de séparation (13). 7 ) Dispositif séparateur d'huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément centrifuge (10) et la paroi cylindrique (11) constituent un module assemblé destiné à être installé. 8 ) Dispositif séparateur d'huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément centrifuge (10) constitue un composant rixe relié solidairement à la paroi de cylindre (Il). 15 9 ) Dispositif séparateur d'huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond de la chambre collectrice (14) comporte une soupape ou un siphon. 10 ) Dispositif séparateur d'huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre collectrice (14) est délimitée par une paroi de limitation entourant extérieurement la paroi de cylindre (Il). 11 ) Culasse (1) comportant un dispositif séparateur d'huile (3) selon les revendications 1 à 10, 12 ) Culasse selon la revendication 11, 30 caractérisée en ce que la paroi limite extérieure de la chambre collectrice d'huile (14) est formée par un ajutage (9) placé dans la culasse (1). 10 20 25 35