Brevet FR2926113A1 — publié le 20090710

Boucle EGR d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile L'invention concerne la boucle EGR d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comprenant le moteur, un collecteur d'échappement des gaz de combustion, une turbine de turboùcompresseur, la boucle de recirculation des gaz d'échappement (EGR), avec un refroidisseur, un compresseur du turboùcompresseur, recevant une partie des gaz d'échappement et de l'air frais et dans lequel la pression du mélange est augmentée, un collecteur d'admission du moteur recevant l'air du compresseur. La boucle EGR vise à réduire l'émission de dioxyde d'azote, par diminution de la température de combustion, par ralentissement de la combustion du mélange comburant et absorption d'une partie des calories. Le refroidisseur de la boucle EGR permet de faire chuter la température de combustion à fort régime (forte charge). En général, la boucle EGR comporte une vanne trois voies basse pression, en aval de la turbine du turboùcompresseur et un filtre à particules de retenue des suies se trouvant dans les gaz d'échappement avant régénération des gaz ainsi nettoyés. L'originalité de l'invention réside dans le fait qu'elle est née d'un problème particulier mais qui a ensuite été négligé pour définir l'invention. Jusqu'à maintenant, le filtre à particules se trouvait près du moteur, voire intégré au moteur, et la vanne EGR en aval de l'échappement. Comme vanne EGR, on connaît les vannes trois voies à un volet (monovolet) et les vannes trois voies à deux volets (double volet), mais plus complexes.25 Le problème que s'est posé la demanderesse est l'éloignement du filtre à particules du moteur, c'est-à-dire dans le passage de la ligne d'échappement sous la caisse du véhicule, et donc le problème de la remontée au moteur des gaz nettoyés. C'est dans ces conditions que la demanderesse a eu l'idée de déplacer la vanne EGR trois voies monovolet de l'échappement à l'admission, en d'autres termes de l'aval de la turbine à l'amont du compresseur du turboûcompresseur, sans pour autant lier ce déplacement à la position du filtre à particules par rapport au moteur. Ainsi, l'invention concerne une boucle EGR du type mentionné ci-dessus, avec un filtre à particules de nettoyage des gaz d'échappement en aval de la turbine et une vanne trois voies monovolet basse pression, boucle caractérisée par le fait que la vanne est disposée en amont du compresseur, reliée à lui par sa sortie et recevant sur ses deux entrées de l'air frais et les gaz d'échappement nettoyés et refroidis. Grâce à l'invention, la vanne EGR trois voies est une vanne froide, et non plus chaude, qui est une vanne d'un coût plus réduit, avec une électronique qui n'a plus besoin d'être refroidie. Dans la forme de réalisation préférée de la boucle EGR de l'invention, la vanne trois voies et son monovolet sont agencés pour fonctionner selon l'un des trois modes i) d'admission dans le moteur d'air frais uniquement, ii) d'admission d'un mélange d'air et de gaz EGR et iii) d'admission de gaz EGR uniquement. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée de la boucle EGR de l'invention, en référence au dessin, sur lequel - la figure 1 représente, de façon simplifiée, la boucle EGR de l'invention; - la figure 2 représente la vanne trois voies monovolet de la boucle de la figure 1 dans l'état d'admission d'air frais uniquement; - la figure 3 représente la vanne trois voies monovolet de la boucle de la figure 1 dans l'état d'admission d'un mélange d'air frais et de gaz EGR et - la figure 4 représente la vanne trois voies monovolet de la boucle de la figure 1 dans l'état d'admission de gaz EGR uniquement. La boucle de la figure 1 comporte un moteur de véhicule 1, avec son collecteur d'échappement 2 et son collecteur d'admission 3, un turbo compresseur 4 avec une turbine 5, en aval du collecteur d'échappement, et un compresseur 6, en amont du collecteur d'admission, un filtre à particules 7, en aval de la turbine 5 et qui est relié, de l'autre côté, au pot d'échappement du véhicule et à une ligne de dérivation EGR 8, comportant ici un refroidisseur EGR 9, et une vanne trois voies basse pression 10, reliée par sa sortie au compresseur 6 et, par ses deux entrées, à la sortie du refroidisseur EGR 9 et à une entrée d'air frais 11. La turbine 5 est entraînée en rotation par les gaz d'échappement, pour entraîner à son tour le compresseur 6, relié en sortie au collecteur d'admission 3 ici par un refroidisseur d'air de charge à eau 12, qui peut d'ailleurs être court û circuité au moyen d'une vanne 13. La vanne trois voies basse pression 10 comporte un corps 14 relié à une première entrée d'air frais 15, à une deuxième entrée de gaz d'échappement EGR nettoyés et régénérés 16 et à une sortie 17 qui est raccordée au collecteur d'admission 3 du moteur. Le corps 14 présente ici une section sensiblement circulaire et un monovolet 18 y est monté à l'intérieur rotatif autour d'un axe 21 sous l'action d'un actionneur (non représenté). Le volet 18 est adapté à obturer en tout ou partie l'une ou l'autre des deux entrées 15, 16. L'actionneur est contrôlé par un système de commande et des capteurs de position sont implantés dans la vanne pour déterminer la position du volet 18. Sur la figure 2, uniquement de l'air frais (15) est admis dans le collecteur d'admission 3. L'entré 16 est obturée par le volet 18. Sur la figure 3, un mélange d'air frais (15) et de gaz d'échappement (16) est admis dans le collecteur d'admission. La chute de pression entre l'entrée et l'échappement est suffisante pour assurer un bon taux EGR. Sur la figure 4, pour augmenter la chute de pression entre l'entrée et l'échappement et assurer un bon taux EGR, seuls les gaz d'échappement sont admis dans le collecteur d'admission 3. L'entrée d'air frais 15 est obturée par le volet 18. La vanne trois voies 10 peut présenter une configuration différente du présent exemple sans pour autant sortir du cadre de l'invention, notamment les conduites 15, 16, 17 peuvent varier en nombre et en position. De même, le monovolet 18 peut avoir une forme courbe ou présenter plusieurs pans inclinés, en fonction de la disposition de ces conduites 15, 16, 17.25 Revendications 1. Boucle EGR d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comprenant le moteur (1), un collecteur (2) d'échappement des gaz de combustion, une turbine (5) de turboùcompresseur (4), la boucle (8) de recirculation des gaz d'échappement (EGR), avec un refroidisseur (9), un compresseur (6) du turboùcompresseur, pour recevoir une partie des gaz d'échappement et de l'air frais et dans lequel la pression du mélange est augmentée, un collecteur d'admission (3) du moteur pour recevoir l'air du compresseur, avec un filtre a particules (7) de nettoyage des gaz d'échappement en aval de la turbine (5) et une vanne trois voies monovolet basse pression, boucle caractérisée par le fait que la vanne (10) est disposée en amont du compresseur (6), reliée à lui par sa sortie (17) pour recevoir sur ses deux entrées (15, 16) de l'air frais et les gaz d'échappement nettoyés et refroidis. 2. Boucle EGR selon la revendication 1, dans laquelle la vanne trois voies (10) et son monovolet (18) sont agencés pour fonctionner selon l'un des trois modes i) d'admission dans le moteur d'air frais uniquement, ii) d'admission d'un mélange d'air et de gaz EGR et iii) d'admission de gaz EGR uniquement.25