Brevet FR2922956A3 — publié le 20090501

FR 2922956 A3 20090501 FR 0758575 A 20071025 MOTEUR A COMBUSTION COMPORTANT UNE VANNE TROIS VOIES La présente invention concerne de manière générale la dépollution des moteurs à combustion interne, et plus particulièrement à un moteur à combustion interne muni d'une ligne de recirculation de gaz. Les dispositifs de recyclage de ces gaz, dits EGR (Exhaust Gaz Recirculation), réalisent de manière classique un prélèvement en sortie de moteur pour ensuite les réinjecter au niveau de l'admission d'air du moteur. Les gaz sont ainsi recyclés et remis en circulation en étant mélangé à une partie des gaz d'échappement. Ces dispositifs EGR permettent ainsi de ralentir la combustion du mélange et l'absorption d'une partie des calories pour diminuer la température de combustion et limiter la présence d'oxygène au niveau des cylindres, ce qui entraîne une diminution de la production d'oxydes d'azote lors du fonctionnement du moteur. Le prélèvement peut être réalisé selon deux procédés. Le premier est une recirculation, dite à haute pression, ou EGR HP, consistant à prélever des gaz d'échappement sur le collecteur échappement (avant la turbine du turbocompresseur) pour les acheminer à l'admission (après le compresseur du turbocompresseur). Le deuxième, celui qui nous intéresse pour la présente invention, est une recirculation, dite à basse pression ou EGR BP, consistant à prélever des gaz d'échappement en aval du volume de dépollution des gaz d'échappement qui intègre au moins un catalyseur et/ou un filtre à particules (après la turbine du turbocompresseur) pour les acheminer à l'admission (avant le compresseur du turbocompresseur). De manière classique, lorsqu'un moteur à combustion comporte une ligne de recirculation EGR basse pression des gaz brûlés, celle-ci prend naissance dans la ligne d'échappement, généralement à la sortie d'un pot catalytique et débouche dans la ligne d'admission entre un filtre à air et le compresseur. La ligne d'admission prélève de l'air frais directement dans l'atmosphère qui peut être filtré au moyen d'un filtre à air, et comporte également un compresseur qui comprime le mélange de gaz filtré par le filtre à air. A la figure 1, on a représenté une ligne de recirculation des gaz 10, qui comporte un échangeur ou refroidisseur 110 en aval d'un pot catalytique 40. Le sens de circulation des gaz est repéré par les flèches numérotées 50. Une jonction entre le refroidisseur 110 et une ligne d'admission 20 comporte une première vanne 61 à deux voies, appelée vanne EGR deux voies permettant de réguler le débit des gaz brûlés EGR qui recirculent vers la ligne d'admission 20. A la sortie du pot catalytique 40, une deuxième vanne EGR deux voies de régulation du débit du mélange de gaz 62 est introduite dans une ligne d'échappement 30 en direction de la sortie échappement pour permettre l'ouverture et la fermeture du passage des gaz d'échappement. Ainsi contrairement à une recirculation haute pression qui ne nécessite qu'une seule vanne, la recirculation basse pression nécessite deux vannes de régulation du conduit des gaz d'échappement récupérés, ce qui augmente le temps de montage et les risques de cassures dues au nombre pièces à usiner et à positionner et à fixer sur le moteur. De plus l'encombrement lié aux vannes EGR, et lié à l'ensemble pot catalytique et ligne de recirculation des gaz, est relativement important. Pour un tel moteur à combustion, des brides d'interface sont nécessaires pour la mise en place des deux vannes EGR, ce qui rajoute des masses supplémentaires au moteur à combustion. Afin de pallier aux inconvénients précités, un but de l'invention est de proposer un moteur à combustion interne comportant une ligne de recirculation des gaz d'échappement basse pression simplifiée, simple à monter, dans lequel le nombre de vanne de régulation de débit est optimisé. Dans ce but, l'objet de l'invention est un moteur à combustion interne comportant un organe de dépollution, une ligne d'admission d'un mélange de gaz comportant un compresseur apte à comprimer le mélange de gaz, une ligne d'échappement de gaz brûlés s'étendant depuis un collecteur d'échappement, une ligne de recirculation des gaz prenant naissance dans la ligne d'échappement, à la sortie de l'organe de dépollution et débouchant dans la ligne d'admission, ladite ligne d'admission comportant un échangeur de chaleur apte à refroidir les gaz comprimés par ledit compresseur, caractérisé en ce qu'il comporte une vanne de régulation de débit à trois voies disposée en amont dudit échangeur de chaleur relativement au sens de circulation des gaz, ladite vanne étant apte à réguler le débit des gaz brûlés dans la ligne de recirculation des gaz en direction de l'échangeur de chaleur et dans la ligne d'échappement en direction de la sortie des gaz d'échappement. Un tel moteur à combustion ne comporte qu'une seule vanne de régulation de débit permettant ainsi de réduire le nombre de fixation nécessaire au montage d'un tel moteur et diminue le temps de montage. Le montage de la jonction entre l'échangeur et la ligne d'admission est simplifié, ce qui permet de réduire l'encombrement lié aux brides d'interface nécessaire à l'implantation d'une vanne dans la ligne de recirculation des gaz et dans la ligne d'échappement. L'encombrement initial du à la présence de deux vannes de régulation est ainsi avantageusement diminué et un tel moteur est à combustion est plus léger. Selon d'autres caractéristiques, la vanne de débit à trois voies peut être intégrée audit organe de dépollution, l'organe de dépollution peut est un filtre à particule, la vanne de régulation étant intégrée au cône de sortie dudit filtre à particules, - l'organe de dépollution peut être un pot catalytique, la vanne de régulation étant intégrée sur le cône de sortie de l'organe de dépollution, - la ligne de recirculation des gaz peut être dépourvue de vanne de régulation de débit de gaz brûlés en aval de l'échangeur relativement au sens de circulation des gaz, l'échangeur débouchant directement dans la ligne d'admission. L'invention concerne également un véhicule automobile comportant un tel moteur à combustion. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une ligne de recirculation des gaz selon l'état de la technique, la figure 2 représente une vue en perspective d'une ligne de recirculation des gaz selon l'invention. A la figure 2, on a représenté un conduit de dérivation ou ligne de recirculation des gaz d'échappement 1 entre une ligne d'échappement 3 des gaz d'échappement et une ligne d'admission 2 d'un mélange de gaz d'un moteur à combustion non représenté. En amont d'une chambre à combustion (non représentée), le moteur à combustion interne comporte la ligne d'admission 2 d'un mélange de gaz. La ligne d'admission 2 prélève de l'air frais directement dans l'atmosphère, qui peut être filtré par exemple au moyen d'un filtre à air. La ligne d'admission 2 comporte également un compresseur (non représenté) qui comprime le mélange de gaz filtré par le filtre à air. Le moteur à combustion interne comporte, en aval de la chambre à combustion, la ligne d'échappement 3 de gaz brûlés qui s'étend depuis un collecteur d'échappement (non représenté). La ligne d'échappement 3 comporte, directement en aval du collecteur d'échappement, une turbine (non représentée) qui est entraînée par le flux de gaz brûlés et qui actionne le compresseur. La ligne d'échappement comporte également un organe de dépollution 4, par exemple un pot catalytique ou un filtre à particule. La ligne de recirculation des gaz brûlés 1 prend naissance dans la ligne d'échappement, directement en aval de la sortie l'organe de dépollution 4 relativement au sens de circulation des gaz, et débouche dans la ligne d'admission 2. La ligne de recirculation des gaz 1 comporte un échangeur de chaleur ou refroidisseur, débouchant directement dans la ligne d'admission, apte à refroidir les gaz comprimés par le compresseur. Contrairement à la figure 1, la ligne de recirculation des gaz 1 est dépourvue de vanne de régulation de débit de gaz brûlés, disposée en aval de l'échangeur 11 relativement au sens 5 de circulation des gaz d'échappement dans le conduit de dérivation 1. Une vanne de régulation de débit 6 est disposée en amont de l'échangeur de chaleur, relativement au sens 5 de circulation des gaz. La vanne 6 est intégrée à l'organe de dépollution, de façon à réguler le débit des gaz brûlés dans la ligne de recirculation 1 des gaz en direction de l'échangeur de chaleur et à réguler le débit des gaz brûlés dans la ligne d'échappement en direction de la sortie des gaz d'échappement. Ainsi une seule vanne est nécessaire pour la régulation du débit des gaz brûlés dans la ligne de recirculation 1 des gaz et dans la ligne d'échappement 3. L'intégration de la vanne 6 à l'organe de dépollution 4 permet de réduire le nombre de vannes mais permet surtout de réduire à la fois le nombre de fixation sur les différents conduits de gaz et permet d'obtenir un dispositif de dépollution plus compact. La vanne 6 est de préférence disposée sur le cône de sortie 41 de l'organe de dépollution 4. Les températures étant plus élevée au niveau du pot catalytique que dans la ligne de recirculation des gaz 2 ou la ligne d'échappement 3, une intégration à l'organe de dépollution sur le cône de sortie permet ainsi d'éviter l'encrassement de la vanne trois voies 6. La présence d'une seule vanne permet de simplifier le montage de la jonction entre l'échangeur 11 et la ligne d'admission 2 réduisant ainsi l'encombrement lié aux brides d'interface nécessaire à l'implantation d'une vanne dans la ligne de recirculation des gaz 3 et dans la ligne d'échappement 3, et diminuant par la même occasion les étapes de montage. REVENDICATIONS 1) Moteur à combustion interne comportant : a) un organe de dépollution (4), b) une ligne d'admission (2) d'un mélange de gaz comportant un compresseur apte à comprimer le mélange de gaz, c) une ligne d'échappement (3) de gaz brûlés s'étendant depuis un collecteur d'échappement, d) une ligne de recirculation des gaz (1) prenant naissance dans la ligne d'échappement (3), à la sortie de l'organe de dépollution (4) et débouchant dans la ligne d'admission (2), ladite ligne d'admission (2) comportant un échangeur de chaleur (11) apte à refroidir les gaz comprimés par ledit compresseur, caractérisé en ce qu'il comporte une vanne de régulation de débit (6) à trois voies disposée en amont dudit échangeur de chaleur (11) relativement au sens de circulation des gaz, ladite vanne (6) étant apte à réguler le débit des gaz brûlés dans la ligne de recirculation des gaz (1) en direction de l'échangeur de chaleur (11) et dans la ligne d'échappement (3) en direction de la sortie des gaz d'échappement. 2) Moteur à combustion selon la revendication 1 caractérisé en ce que la vanne de débit (6) à trois voies est intégrée audit organe de dépollution (4). 3) Moteur à combustion selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'organe de dépollution (4) est un filtre à particule, la vanne de régulation (6) étant intégrée au cône de sortie dudit filtre à particules. 4) Moteur à combustion selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'organe de dépollution (4) est un pot catalytique, la vanne de régulation (6) étant intégrée sur le cône de sortie de l'organe de dépollution (4). 5) Moteur à combustion selon l'une des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que la ligne de recirculation des gaz (1) est dépourvue de vanne de régulation de débit de gaz brûlés en aval de l'échangeur (11) relativement au sens de circulation des gaz, l'échangeur (11) débouchant directement dans la ligne d'admission (2). 6) Véhicule automobile comportant un moteur à combustion conforme à l'une des revendications 1 à 5. 35