Brevet FR2913054A1 — publié le 20080829

DOMAINE TECHNIQIJE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale la séparation des phases liquides et gazeuses contenues dans des gaz de blow-by. Elle concerne plus particulièrement un décanteur d'huile comprenant un 5 conduit de gaz de blow-by dont au moins une des parois présente une face d'impact adaptée à faire obstacle aux gaz de blow-by. Elle concerne également un moteur à combustion interne comprenant un bloc-moteur pourvu d'un carter d'huile, une ligne d'admission d'air et une ligne d'évacuation des gaz de blow-by qui prend naissance dans le carter d'huile et qui 10 débouche dans la ligne d'admission d'air. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Un moteur à combustion interne comprend une chambre de combustion pourvue de cylindres dans lesquels coulissent des pistons qui entraînent en rotation, par l'intermédiaire de bielles, un vilebrequin. 15 Afin de lubrifier l'ensemble du moteur, les bielles sont disposées dans un carter d'huile contenant de l'huile chaude destinée à être projetée par des pompes et par le mouvement desdites bielles sur les différents organes du moteur. Ces projections d'huile génèrent des particules d'huile, vaporisées ou non, qui se mêlent aux gaz chauds contenus dans le bloc-moteur. 20 Par ailleurs, lors de la combustion des gaz dans la chambre de combustion, une partie minime des gaz brûlés s'échappe de la chambre de combustion vers le carter d'huile en passant entre les pistons et les cylindres de la chambre de combustion. Ces gaz brûlés se mêlent également aux gaz chauds compris dans le carter d'huile en augrnentant leur pression. 25 Ces gaz mêlés les uns aux autres, sous pression et chargés d'huile sont communément appelés gaz de blow-by. II convient alors, d'une part, de séparer la phase liquide de ces gaz de blow-by chargés d'huile afin de la reverser dans le carter d'huile de manière à ce qu'elle puisse continuer à exercer la fonction de lubrification à laquelle elle est 30 destinée, et, d'autre part, d'évacuer les gaz de blow-by sous pression afin de diminuer la pression des gaz dans le carter d'huile. Pour cela, classiquement, les moteurs à combustion interne du type précité comportent un couvre culasse pourvu d'un décanteur d'huile dans lequel les gaz de blow-by les plus chauds remontent et se refroidissent et dans lequel est extraite la majeure partie de l'huile contenue dans les gaz de blow-by. A cet effet, le décanteur d'huile comporte intérieurement un conduit de gaz de blow-by pourvu de chicanes, coudes ou ailettes qui dévient les gaz de blow-by et contre lesquels sont alors projetées les lourdes particules d'huile contenues dans ces gaz. Une première partie des particules d'huile qui impactent les parois du conduit se colle à ces parois puis s'écoule par gravitation le long de ces parois en direction d'un réceptacle d'huile. L'autre partie de ces particules d'huile éclate et rebondit contre ces parois sans s'y accrocher. Les fines gouttelettes issues de cet éclatement sont ensuite très difficiles à accrocher du fait de leurs faibles masses. En effet, elles ont allors tendances à suivre le flux de gaz de blow-by sans impacter les parois du conduit. Elles sont par conséquent rejetées dans la ligne d'admission, ce qui participe à la consommation d'huile du moteur à combustion interne. Afin de diminuer cette consommation d'huile, il est connu de disposer dans le conduit de gaz de blow-by un filtre à coalescence qui permet d'agglomérer les gouttelettes d'huile ensemble afin d'augmenter leur masse globale, ou encore un élément en spirale qui profite de l'effet giratoire pour faire impacter les gouttelettes d'huile contre les parois latérales de la spirale. Toutefois, ce filtre à coalescence ou cet élément en spirale présente un coût de développement, de fabrication et d'assemblage important ; il génère en outre un encombrement important. OBJET DE L'INVENTION La présente invention propose un nouveau décanteur d'huile qui présente un coût et un encombrant réduits. Plus particulièrement, on propose selon l'invention un décanteur d'huile tel que défini dans l'introduction, dans lequel ladite face d'impact est recouverte d'un revêtement de captation anti-éclatement d'une phase liquide des gaz de blow-by. Le revêtement de captation anti-éclatement est prévu pour absorber l'énergie des lourdes particules d'huile qui impactent les parois du conduit de gaz de blow-by du décanteur d'huile et pour absorber ces particules afin de les acheminer, par gravitation, vers le fond du décanteur. Ainsi, grâce à l'invention, le nombre de fines gouttelettes d'huile générées par éclatement des lourdes particules d'huile est réduit, ce qui diminue sensiblement le taux d'huile rejetée dans la ligne d'admission du moteur. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du décanteur d'huile selon l'invention sont les suivantes : le revêtement de captation anti-éclatement forme un panneau qui est rapporté mécaniquement sur ladite face d'impact et qui est solidarisé à celle-ci ; - l'ensemble desdites parois est recouvert intérieurement dudit revêtement de captation anti-éclatement ; le revêtement de captation anti-éclatement se présente sous la forme d'une plaque tressée ; le revêtement de captation anti-éclatement se présente sous la forme d'un tamis ; le revêtement de captation anti-éclatement se présente sous la forme d'une grille ; le revêtement de captation anti-éclatement est réalisé en matériau métallique ; le revêtement de captation anti-éclatement est réalisé en matériau synthétique ; le revêtement de captation anti-éclatement se présente sous la forme d'une plaque spongieuse ; lesdites parois intérieures forment au moins une chicane qui comporte ladite face d'impact ; et - lesdites parois intérieures forment au moins une ailette qui comporte ladite face d'impact. L'invention concerne également un moteur à combustion interne tel que décrit en introduction qui comprend un tel décanteur d'huile. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION 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 et 30 comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : la figure 1 est une vue schématique d'un moteur à combustion interne pourvu d'un décanteur d'huile selon l'invention ; la figure 2 est une vue de détail de la zone Il de la figure 1 ; et les figures 3 à 6 sont des vues de variantes de réalisation du détail de la zone III de la figure 2. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un moteur à combustion interne 1 comprenant : - un bloc-cylindres 10 pourvu de quatre cylindres 11 dans lesquels sont montés à translation quatre pistons 12 ; - un carter d'huile 20 qui est situé sous le bloc-cylindres 10, qui contient l'huile destinée à la lubrification des organes du moteur à combustion interne 1, et qui est traversé par un vilebrequin 21 lié par des bielles aux quatre pistons 12 ; - une culasse 30 qui est disposée au-dessus du bloc-cylindres 10 et qui comporte les différents organes de distribution de gaz et de carburant du moteur à combustion interne 1 ; et - un couvre-culasse 40 qui recouvre et ferme la culasse 30. Le moteur à combustion interne 1 comporte en outre une ligne d'admission d'air 50 qui alimente les cylindres 11 en gaz frais, et une ligne d'échappement 60 de gaz brûlés qui permet d'évacuer les gaz brûlés issus de la combustion des gaz frais et du carburant dans les cylindres 11. Lors du fonctionnement du moteur, des particules d'huile chaude se mêlent aux gaz chauds contenus clans le carter d'huile. En outre, une partie minime des gaz brûlés dans les cylindres 11 s'échappe vers le carter d'huile 20 en passant entre les pistons 12 et les cylindres 11. Ces gaz brûlés se mêlent également aux gaz chauds compris dans le carter d'huile. Ces gaz mêlés les uns aux autres, sous pression et chargés d'huile sont communément appelés gaz de blow-by. Afin d'évacuer ce gaz de blow-by sous pression en extrayant au préalable de ces derniers l'huile qu'ils contiennent, le moteur à combustion interne 1 comporte une ligne d'évacuation 41 des gaz de blow-by. Cette ligne d'évacuation 41 comporte tout d'abord un canal d'échappement 13 qui traverse verticalement le bloc-cylindres 10 en prenant naissance dans le carter d'huile 20 et en débouchant dans une chambre de la culasse 30. La ligne d'évacuation 41 comporte en outre un canal d'extraction 42 qui traverse le couvre culasse 40 pour raccorder la chambre de la culasse 30 avec la ligne d'admission 50. Le canal d'extraction 42 comporte en outre, au niveau de sa jonction avec la ligne d'admission 50, une vanne de régulation 43 du débit de gaz de blow-by injecté dans la ligne d'admission 50. Sur le trajet du canal d'extraction 42, il est prévu, au sein même du couvre-culasse 40, un décanteur d'huile 100. Comme le montrent les figures 1 et 2, le décanteur d'huile 100 présente un volume allongé défini entre des parois externes 105. Aux extrémités de ce volume allongé, il est prévu une entrée 106 et une sortie 107 de gaz de blow-by. Entre ces entrée et sortie, des parois internes 104, 114 sont disposées de façon adéquate dans le volume allongé pour définir avec les parois externes 105 un conduit de gaz de blow-by 101 en labyrinthe. Le décanteur d'huile 100 comporte de manière classique un double-fond 108 qui forme un réceptacle d'huile. La paroi supérieure de ce double-fond est percée d'orifices de réception d'huile 112, 113 tandis que sa paroi inférieure est percée d'une unique ouverture raccordée à un siphon 109. Ce siphon 109 permet d'évacuer l'huile contenue dans ce double-fond 108 vers la culasse 30 tout en évitant que des gaz contenus dans la culasse 30 ne remontent dans le décanteur d'huile 100 par cette ouverture. Les parois internes 114 du décanteur d'huile 100 sont aménagées dans le volume allongé de manière à faire dévier brusquement le flux de gaz de blow- by, à l'accélérer ou à le ralentir, à le mettre en pression ou à le détendre. A cet effet, le conduit de gaz de blow-by 101 forme un labyrinthe muni de chicanes, de coudes et de volets qui forment autant d'obstacles au flux de gaz de blow-by. La figure 2 représente une portion de ce labyrinthe. Les gaz de blow-by qui arrivent dans cette portion de labyrinthe chargés de lourdes particules d'huile commencent par s'engouffrer dans un convergent 102, ce qui a pour effet de les accélérer. Le décanteur d'huile 100 comporte, à la sortie de ce convergent 102, une chicane 103 formée par une paroi interne 114 du décanteur d'huile 100. Cette paroi interne 114 s'étend sur une partie seulement de la section transversale du volume allongé de sorte qu'un passage 111 est défini entre la paroi externe 105 et la paroi interne 114 correspondante. Ainsi, les gaz de blow-by qui sortent du convergent 102 sont violemment déviés par cette paroi interne pour passer au travers du passage 111 où ils sont à nouveau accélérés. Ils sont alors une nouvelle fois déviés par une ailette 104 qui est disposée transversalement à la direction du flux de gaz de blow-by. L'une des faces de ladite paroi interne 114 et l'une de celles de l'ailette 104 font faces au flux de gaz de blow-by. Elles sont appelées faces d'impact 5 103A, 104A. On comprend que si ces faces dévient violemment la phase gazeuse contenue dans les gaz de blow-by, il n'en est pas de même de la phase liquide qui est plus lourde. En effet, la force d'inertie qui s'applique sur les lourdes particules d huile est plus importante, si bien que ces dernières viennent impacter les faces 10 d'impact 103A, 104A de la chicane 1013 et de l'ailette 104. Lors de l'impact des lourdes particules d'huile contre les faces d'impact 103A, 104A, il convient de limiter le phénomène d'éclatement de ces lourdes particules d'huile en gouttelettes de faibles masses. Pour cela, avantageusement, les faces d'impact 103A, 104A de la 15 chicane 103 et de l'ailette 104 sont recouvertes de revêtements de captation antiéclatement 110 de la phase liquide des gaz de blow-by. Ces revêtements de captation anti-éclatement 110 sont prévus pour absorber les particules d'huile qui les impactent, qu'elles soient lourdes ou légères, et pour acheminer, par gravité, l'huile captée vers le double-fond 108 du 20 décanteur ou vers le moteur. À cet effet, le revêtement de captation anti-éclatement de la face d'impact 103A de la chicane 103 recouvre non seulement cette face d'impact 103A, mais aussi une partie de la paroi de fond de cette chicane 103 jusqu'à une des ouvertures 112 qui donne accès au double-fond 108. 25 Le revêtement de captation anti-éclatement de la face d'impact 104A de l'ailette 104 recouvre l'ensemble de cette face d'impact et permet d'agglomérer ensemble les différentes particules d'huile qui l'impactent. Du fait de leurs masses élevées, ces agglomérations de particules d'huile s'écoulent ensuite par gravité depuis l'ailette 104 jusqu'au double-fond 108 sans être entraînées par le flux de 30 gaz de blow-by. En variante, l'ensemble des faces intérieures des parois internes 114 et externes 105 du décanteur d'huile 100 pourrait être recouvert d'un tel revêtement de captation anti-éclatement. Le revêtement de captation anti-éclatement peut, comme le représente la vue agrandie de la figure 3, se présenter sous la forme d'une grille 110 métallique pourvue d'alvéoles 115. Cette grille 110 est alors disposée légèrement en avant des faces d'impact 103A, 104A de manière que les gouttelettes d'huile issues de l'éclatement des lourdes particules d'huile contre les faces d'impact 103A, 104A soient retenues par cette grille. En variante, comme le montre la figure 4, le revêtement de captation anti-éclatement peut se présenter sous la forme d'une plaque spongieuse, ici, une éponge 120, qui absorbe l'énergie des lourdes particules d'huile et qui les retient prisonnières. Lorsque l'éponge 120 est fortement imbibée d'huile, celle-ci s'écoule naturellement par gravité vers le double-fond 108 du décanteur, ce qui permet de l'évacuer. La plaque spongieuse peut également, comme le représente la figure 6, être constituée par une simple feuille de papier absorbant 140. En variante encore, comme le montre la figure 5, le revêtement de captation anti-éclatement peut se présenter sous la forme d'une plaque tressée 130 en matériau synthétique collée à la face d'impact 103A, 104A. Cette plaque tressée permet de retenir efficacement les particules d'huile qui s'écoulent alors par gravité le long des fibres de la tresse. D'autres variantes de réalisation du revêtement de captation anti-20 éclatement non représentées sont également envisageables telles que par exemple un tamis formé par des grillages superposés. Il est également possible de superposer deux revêtements de type différents, tels que par exemple une éponge et une grille, afin d'assurer une meilleure absorption des lourdes particules d'huile. 25 Il est en outre possible, comme le montre la figure 6, de raccorder la partie basse de ces revêtements de captation anti-éclatement 140 à des drains 141, 142 qui conduisent l'huile captée directement vers le double-fond 108 du décanteur d'huile 100. La présente invention n'est nullement limitée aux variantes de réalisation 30 décrites et représentées, mais l'homme du métier saura y apporter toute autre variante conforme à son esprit. REVENDICATIONS 1. Décanteur d'huile (100) comprenant un conduit de gaz de blow-by (101) dont au moins une des parois (105, 114) présente une face d'impact (103A, 104A) adaptée à faire obstacle aux gaz de blow-by, caractérisé en ce que ladite face d'impact (103A, 104A) est recouverte d'un revêtement de captation antiéclatement (110 ; 120 ; 130 ; 140) d'une phase liquide des gaz de blow-by. 2. Décanteur d'huile (100) selon la revendication précédente, dans lequel le revêtement de captation anti-éclatement (110 ; 120 ; 130 ; 140) forme un panneau qui est rapporté mécaniquement sur ladite face d'impact (103A, 104A) et qui est solidarisé à celle-ci. 3. Décanteur d'huile (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'ensemble desdites parois (105, 114) est recouvert intérieurement dudit revêtement de captation anti-éclatement (110 ; 120 ; 130 ; 140). 4. Décanteur d'huile (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le revêtement de captation anti-éclatement se présente sous la forme d'une plaque tressée (130). 5. Décanteur d'huile (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le revêtement de captation anti-éclatement se présente sous la forme d'un tamis. 6. Décanteur d'huile (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le revêtement de captation anti-éclatement se présente sous la forme d'une grille (110). 7. Décanteur d'huile (100) selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel le revêtement de captation anti-éclatement (110 ; 120 ; 130 ; 140) est 25 réalisé en matériau métallique. 8. Décanteur d'huile (100) selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel le revêtement de captation anti-éclatement (110 ; 120 ; 130 ; 140) est réalisé en matériau synthétique. 9. Décanteur d'huile (100) selon l'une des revendications précédentes, 30 dans lequel le revêtement de captation anti-éclatement se présente sous la forme d'une plaque spongieuse (120 ; 140). 10. Décanteur d'huile (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdites parois (105, 114) forment au moins une chicane (103) qui comporte ladite face d'impact (103A). 11. Décanteur d'huile (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdites parois (105, 114) forment au moins une ailette (104) qui comporte ladite face d'impact (104A). 12. Moteur à combustion interne (1) comprenant un bloc moteur pourvu d'un carter d'huile (20), une ligne d'admission d'air (50) et une ligne d'évacuation (41) des gaz de blow-by qui prend naissance dans le carter d'huile (20) et qui débouche dans la ligne d'admission d'air (50), caractérisé en ce que la ligne d'évacuation (41) comporte un décanteur d'huile (100) selon l'une des revendications précédentes.