Brevet FR2921433A1 — publié le 20090327

La présente invention a pour objet un dispositif de mise en tourbillonnement et de mélange de gaz d'échappement recyclés dans la tubulure d'aspiration d'un moteur à combustion interne par une conduite de recyclage, essentiellement perpendiculairement à l'axe longitudinal de cette tubulure. Il est usuel de recycler une partie des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne vers les cylindres de ce moteur. Les gaz d'échappement ainsi recyclés dits EGR sont des gaz issus de la combustion des cycles précédents et sont donc appauvris en oxygène. Ils sont, en règle générale, introduits dans la tubulure d'aspiration du moteur à combustion interne par une conduite de recyclage. Un tel système a pour effet de ralentir la combustion du mélange dans les chambres de combustion du moteur à combustion in-terne et d'absorber une partie des calories, ce qui diminue la température de combustion. De plus, il limite la présence d'oxygène dans les cylindres. Ces deux effets entraînent une diminution des oxydes 20 d'azote NOx. Toutefois, pour qu'un tel système puisse fonctionner de manière satisfaisante, le mélange air/gaz brûlés recyclés doit être aussi homogène que possible. L'invention a par suite pour objet un dispositif de mise en 25 tourbillonnement et de mélange de gaz d'échappement recyclés dans la tubulure d'aspiration d'un moteur à combustion interne permettant de contrôler l'homogénéisation du mélange air/gaz d'échappement recyclés qui circule dans cette canalisation. Selon l'invention, un tel dispositif est caractérisé en ce qu'il 30 est constitué par deux volets de réglage en forme de secteurs toriques montés rotatifs à la partie interne de la tubulure d'aspiration ainsi que par un actionneur permettant de commander la rotation de ces volets de réglage. Les axes d'articulation des deux volets de réglage sont es- 35 sentiellement perpendiculaires à l'axe longitudinal de la tubulure d'aspiration ainsi qu'à l'axe d'introduction des gaz d'échappement recyclés dans cette tubulure par la conduite de recyclage. Selon l'invention, les volets de réglage sont mobiles en rotation entre d'une part une position de repos dans laquelle ils sont rétractés le long de la paroi interne de la tubulure d'aspiration, de façon à libérer la totalité de la section de cette tubulure, et d'autre part une position de tra- vail dans laquelle ils sont rabattus l'un vers l'autre de façon à réduire cette section. L'actionneur, qui peut à titre d'exemple, être à commande mécanique, pneumatique ou électrique assure la commande du déplace-ment des volets de réglage entre la position de travail et la position de re- m pos, en fonction de la pression des gaz brûlés recyclés introduits dans la tubulure d'aspiration par la conduite de recyclage. Plus précisément, en l'absence de gaz brûlés recyclés ou lorsque la pression de ces gaz est inférieure à une valeur limite prédéterminée, l'actionneur commande le maintien des volets de réglage en posi- 15 tion de repos. En revanche, lorsque cette pression augmente, l'actionneur commande le déplacement de ces volets vers la position de travail, dans laquelle la section libre est en règle générale réduite à environ 30 % de la section nominale de la tubulure d'aspiration. 20 En position de travail, les volets de réglage se comportent comme les augets d'une turbine pour mettre le mélange air/gaz brûlés recyclés en tourbillonnement et, par suite, permettre une homogénéisation rapide de ce mélange qui peut ensuite, le cas échéant, être transféré vers un répartiteur d'air. 25 La forme de ces volets est bien entendu dans chaque cas adaptée aux besoins. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la paroi interne de la tubulure d'aspiration comporte des cavités dans lesquelles sont logés les volets de réglage en position de repos. 30 En conséquence, dans cette dernière position, c'est-à-dire en l'absence ou quasi absence de gaz d'échappement recyclés, la présence des volets de réglage ne provoque aucune perte de charge dans le flux d'air aspiré dans la tubulure d'aspiration. Conformément à l'invention, les volets de réglage sont de 35 préférence montés solidairement en rotation. A cet effet, leurs axes d'articulation peuvent avantageuse-ment être respectivement équipés de segments dentés engrenant l'un dans l'autre au cours du déplacement de ces volets entre la position de travail et la position de repos. Ces segments dentés sont en règle générale eux aussi logés dans des cavités formées au niveau de la paroi interne de la tubulure d'aspiration. Compte tenu de cette configuration, seule fait saillie à la partie externe de la tubulure d'aspiration, l'extrémité de l'un des axes d'articulation des volets de réglages ou axe moteur qui vient directement ou indirectement en prise avec l'actionneur. Le second axe d'articulation qui est entraîné par cet axe moteur par l'intermédiaire des segments dentés est totalement logé à la partie interne de la tubulure d'aspiration. Selon l'invention, les volets de réglage sont de préférence montés en aval de la conduite de recyclage dans le sens de circulation du 15 flux d'air aspiré dans la tubulure d'aspiration. Ces volets de réglage pourraient toutefois également être montés en amont de cette conduite sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Les caractéristiques du dispositif de mise en tourbillonne- 20 ment et de mélange de gaz d'échappement recyclés dans la tubulure d'aspiration d'un moteur à combustion interne seront décrites plus en détail en se référant aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels : -la figure 1 est une vue en coupe de la tubulure d'aspiration mon- trant les volets de réglage en position de repos, 25 - la figure 2 est une vue en coupe de la tubulure d'aspiration similaire à la figure 1 mais montrant les volets de réglage en position de travail, - la figure 3 est une vue en perspective de la tubulure d'aspiration montrant l'axe de commande des volets de réglage. 30 Selon les figures 1 et 2, un flux d'air représenté par la flèche A circule dans la tubulure d'aspiration 1 d'un moteur à combustion in-terne pour être transféré vers les cylindres de ce moteur. Une partie des gaz d'échappement de ce moteur correspondant en règle générale à 5 à 35 % des ces gaz, est recyclée dans la tubu- 35 Lure d'aspiration 1 selon la flèche B par une conduite de recyclage 2. L'axe d'introduction B des gaz d'échappement recyclés dans la tubulure d'aspiration 1 est perpendiculaire à l'axe longitudinal A de cette conduite. Selon les figures 1 et 2, deux volets de réglage 3, 4 sont montés à la partie interne de la tubulure d'aspiration 1 en aval de l'orifice d'introduction 5 des gaz d'échappement recyclés par la conduite de recyclage 2. Ces deux volets de réglage 3, 4 qui sont en forme de secteurs toriques sont montés solidairement en rotation respectivement au-tour d'axes d'articulation parallèles 6, 7. Selon les figures 1, 2 et 3, l'un de ces axes d'articulation 6 qui correspond à un axe moteur fait saillie à la partie externe de la tubulure d'aspiration 1 comme représenté sur la figure 3. Cet axe moteur est entraîné directement ou indirectement par un actionneur non représenté sur les figures. Le second axe d'articulation 7 est entraîné par l'axe moteur 6 par l'intermédiaire de deux segments dentés 8, 9 respectivement fixés 15 solidairement à ces axes, et engrenant l'un dans l'autre au cours de leur rotation. Les volets de réglage 3, 4 peuvent ainsi être déplacés entre une position de repos représentée sur la figure 1 dans laquelle ils sont ré-tractés le long de la paroi interne de la tubulure d'aspiration 1 et une po- 20 sition de travail représentée sur la figure 2 dans laquelle ils sont rabattus l'un vers l'autre. Ce déplacement des volets de réglage 3, 4 entre ces deux positions est commandé par l'actionneur non représenté sur les figures en fonction de la pression des gaz d'échappement recyclés selon la flèche B 25 dans la tubulure d'aspiration 1 par la conduite de recyclage 2. Selon la figure 1, lorsque la pression des gaz d'échappement recyclés est inférieure à une valeur prédéterminée, l'actionneur commande le positionnement des volets de réglage 3, 4 en position de repos pour libérer la totalité de la section de la tubulure d'aspiration 1 comme représenté 30 sur la figure 1. Selon la figure 2, lorsque la pression des gaz d'échappement recyclés augmente, l'actionneur commande le déplacement des volets de réglage 3, 4 vers la position de travail de façon à réduire cette section. En position de travail, les volets de réglage 3, 4 provoquent 35 une mise en tourbillonnement du mélange air/gaz d'échappement recyclés circulant à la partie interne de la tubulure d'aspiration 1 ce qui entraîne une homogénéisation de ce mélange. Selon les figures 1 et 2, la paroi interne de la tubulure d'aspiration 1 comporte des cavités 10 dans lesquelles sont logés les volets de réglage 3, 4en position de repos, comme représenté sur la figure 1 de façon à ne pas créer de perte de charge dans le flux gazeux circulant dans la tubulure d'aspiration 1 selon la flèche A. Selon la figure 3, et pour une raison similaire, les segments dentés 8, 9 sont eux aussi logés dans des cavités 11 formées sur la paroi interne de la tubulure d'aspiration 1. io REVENDICATIONS 1 °) Dispositif de mise en tourbillonnement et de mélange de gaz d'échappement recyclés dans la tubulure d'aspiration (1) d'un moteur à combustion interne par une conduite de recyclage (2), essentiellement perpendiculairement à l'axe longitudinal de cette tubulure, caractérisé en ce qu' il est constitué par deux volets de réglage (3, 4) en forme de secteurs toriques, montés rotatifs à la partie interne de la tubulure d'aspiration (1), autour d'axes d'articulations (6, 7) essentiellement perpendiculaires à l'axe longitudinal de cette tubulure (1) ainsi qu'à l'axe d'introduction des gaz d'échappement recyclés dans celle-ci, ces volets de réglage (3, 4) étant mobiles en rotation entre, d'une part, une position de repos dans laquelle ils sont rétractés le long de la paroi interne de la tubulure d'aspiration (1) de façon à libérer la totalité de la section de cette tubulure et, d'autre part, une position de travail dans laquelle ils sont rabattus l'un vers l'autre de façon à réduire cette section, ainsi que par un actionneur permettant de commander le déplacement des volets de réglage (3, 4) entre la position de travail et la position de repos en fonction de la pression des gaz d'échappement recyclés introduits dans la tubulure d'aspiration (1) par la conduite de recyclage (2). 2°) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi interne de la tubulure d'aspiration (1) comporte des cavités (10) 25 dans lesquelles sont logés les volets de réglage (3, 4) en position de repos. 3°) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les volets de réglage (3, 4) sont montés solidairement en rotation. 30 4°) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les axes d'articulation (6, 7) des volets de réglage (3, 4) sont respective-ment équipés de segments dentés (8, 9) engrenant l'un dans l'autre au 35 cours du déplacement de ces volets entre la position de travail et la position de repos. 5°) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 7 caractérisé en ce que les volets de réglage (3, 4) sont montés en aval de la conduite de recyclage (2) dans le sens de circulation du flux d'air aspiré dans la tubulure d'aspiration (1) . 6°) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les volets de réglage (3, 4) sont montés en amont de la conduite de recyclage (2) dans le sens de circulation du flux d'air aspiré dans la tubulure 10 d'aspiration (1).