Brevet FR2928684A1 — publié le 20090918

DISPOSITIF DE RÉCUPÉRATION DE L'HUILE CONTENUE DANS LES GAZ DE COMBUSTION A EFFICACITÉ AMÉLIORÉE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR La présente invention se rapporte à un dispositif de récupération de l'huile contenue dans les gaz de combustion ayant une efficacité améliorée, et à un moteur à combustion interne comportant un tel dispositif. Lors du fonctionnement du moteur, à combustion interne, il se produit notamment au niveau des segments des pistons, de l'axe du palier du turbocompresseur et des joints des queues des soupapes, des fuites de gaz de combustion, également appelés gaz Blow-by. Ces gaz sont récupérés, pour être réinjectés au niveau de l'admission et assurer leur combustion. Or, ces gaz sont chargés d'huile utilisée pour lubrifier, notamment le mécanisme d'admission d'air et d'échappement composé d'un ou plusieurs arbres à cames et de soupapes. Afin de réduire la consommation en huile du moteur et de réduire la pollution des gaz d'échappement, l'huile emportée par les gaz Blow-by, ainsi que celle projetée par les pièces mobiles du moteur, sont récupérées en grande partie pour être renvoyées dans le carter moteur, les gaz Blow-by séparés de cette huile sont renvoyés à l'admission du moteur. L'extraction de l'huile des gaz Blow-by est obtenue au moyen d'un dispositif de séparation, appelé également décanteur et disposé généralement sur le couvre-culasse. Ce dispositif de séparation est formé, par exemple d'une ou de deux chambres comportant des chicanes dans lesquelles s'écoulent les gaz Blow-by, les gouttes d'huile transportées par le gaz viennent impacter les parois composant les chicanes. Ces gouttes coulent ensuite par gravité le long de ces parois et sont récoltées et renvoyées dans le circuit d'huile. Ce dispositif peut comporter une première chambre dans laquelle une première récupération d'huile est effectuée, puis une deuxième chambre plus grande dans laquelle une deuxième récupération est effectuée. Le doublement des chambres permet d'atteindre une meilleure efficacité de séparation. Les gouttes d'huile sont entraînées dans le dispositif de séparation et de récupération par les gaz Blow-by ou sont projetées dans le dispositif, par exemple du fait du barbotage de l'arbre à came dans l'huile. Ce dispositif donne dans l'ensemble satisfaction. Or, du fait de la réduction de l'espace dédié au compartiment moteur, et au moteur lui-même dans les véhicules automobiles, l'espace libéré étant utilisé pour agrandir l'habitacle et/ou ajouter de nouveaux systèmes, notamment de sécurité dans le compartiment moteur, le dispositif est de dimension réduite, la section de captage des gaz Blow-by est alors réduite par rapport à leur débit ; cette section est formée par l'intersection du moteur et du dispositif de récupération. La vitesse des gaz est alors très importante dans le dispositif de récupération, en particulier dans la première chambre, ce qui a pour conséquence, lorsque les gouttes récupérées dans cette première chambre tombent par gravité, de réentraîner ces gouttes par les gaz Blow-by. Ces gouttes se divisent alors en fines gouttelettes lorsqu'elles frappent les parois de la première chambre. Or ces fines gouttelettes sont difficilement séparables des gaz Blow-by. En effet, leur diamètre est suffisamment faible pour que les gouttelettes soient entraînées par les gaz sans impacter les parois du dispositif de récupération, les gaz sortant du dispositif et réinjectés dans l'admission sont donc encore chargés d'huile, ce qui provoque une augmentation de la consommation d'huile par la moteur. C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un dispositif de séparation/récupération d'huile dont l'efficacité est améliorée, tout en respectant un encombrement limité. EXPOSÉ DE L'INVENTION Le but énoncé ci-dessus est atteint par un dispositif de récupération de l'huile contenue dans les gaz Blow-By comportant une première et une deuxième chambre de récupération, la première chambre comportant des moyens de récupération de l'huile assurant une première séparation entre l'huile et les gaz Blow-by. L'huile récupérée est avantageusement réinjectée dans le circuit d'huile du moteur en amont de la première chambre. Ainsi, l'huile récupérée est au moins en 5 majorité renvoyée dans le circuit d'huile du moteur sans être réentraînée par les gaz Blow-by. En d'autres termes, on prévoit un canal d'écoulement de l'huile se formant sur les parois de la première chambre, lorsque les gaz Bow-by frappent les 10 parois de celles-ci, qui est physiquement séparé d'un canal d'écoulement des gaz Blow-by sortant directement du moteur. De manière particulièrement avantageuse, on prévoit de faire passer les gaz Blow-by dans un volume 15 d'huile, ce passage provoquant une rétention des gouttes d'huile entraînées par les gaz dans le volume d'huile. Avantageusement, ce volume d'huile est alimenté par l'huile récupérée. La présente invention a alors 20 principalement pour objet un dispositif de récupération de l'huile contenu dans les gaz de combustion sortant du moteur et allant à l'admission d'air moteur comportant au moins un orifice de collecte des gaz entrants, un canal d'écoulement desdits gaz entrants, 25 un orifice de sortie desdits gaz de combustion au moins en partie déchargés de l'huile, une paroi fermant ledit canal d'écoulement des gaz entrants, un canal de récupération de l'huile se déposant sur ladite paroi, une cloison de séparation dudit canal de récupération 30 et du canal d'écoulement des gaz entrants. Dans un exemple de réalisation, le canal d'écoulement des gaz entrants est délimité par un premier cylindre, le canal de récupération de l'huile étant délimité par le premier cylindre et un deuxième cylindre entourant le premier cylindre, la cloison de séparation étant formée par le premier cylindre, la paroi formant un fond du deuxième cylindre, et un passage étant défini entre ledit fond et une extrémité du premier cylindre en regard dudit fond. La paroi est avantageusement concave et se raccorde de manière continue à au moins une partie du deuxième cylindre, ce qui assure un bon écoulement des gouttes d'huile. Le dispositif de récupération selon l'invention peut comporter une gouttière bordant l'orifice de collecte des gaz, s'étendant radialement vers l'extérieur du premier cylindre, un passage étant prévu entre une extrémité du deuxième cylindre opposée au fond. La gouttière peut, dans une variante de réalisation, comporter des trous de vidange pour l'huile récoltée, les trous de vidange permettant à l'huile de retourner dans le moteur en amont de l'orifice de collecte des gaz. Cette gouttière est avantageusement apte à contenir un volume d'huile suffisant pour imposer aux gaz de combustion de traverser ce volume, ce passage assurant une récupération supplémentaire de l'huile. Les premier et le deuxième cylindres peuvent être entourés d'un troisième cylindre formant une paroi extérieure d'une première chambre, ledit troisième cylindre se raccordant au premier cylindre pour former la gouttière, ledit dispositif comportant également une deuxième chambre raccordée au canal d'écoulement des gaz entrant par le canal de collecte de l'huile et la gouttière, ladite chambre principale comportant des chicanes pour les gaz de combustion et est raccordée à une admission du moteur. Dans un exemple de réalisation, le dispositif comporte trois premières chambres raccordées en parallèle à une chambre principale unique. Le dispositif comporte avantageusement deux parties réalisées en matériau plastique par moulage, la première partie comportant le premier et le troisième cylindre, un fond inférieur d'un conduit de liaison entre le premier réservoir et le réservoir principal, et un fond inférieur du réservoir principal, et une deuxième partie comportant le deuxième cylindre, un fond supérieur du conduit de liaison, un fond supérieur et les chicanes du réservoir principal, des moyens d'étanchéité étant interposés entre les deux parties. La présente invention a également pour objet un moteur à combustion interne comportant un dispositif de récupération de l'huile contenu dans les gaz de combustion sortant du moteur et allant à l'admission d'air moteur selon la présente invention, fixé sur un couvre-culasse de manière étanche, ledit dispositif étant relié au moteur de manière à collecter les gaz de combustion sortant du moteur et à renvoyer l'huile collectée dans lesdits gaz, et de manière à réinjecter lesdits gaz en sortie dudit dispositif à l'admission dudit moteur. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre et des dessins en annexe sur lesquels : - les figures 1A et 1B sont des vues de dessus en perspective et en plan respectivement, d'un exemple de réalisation d'un dispositif de récupération selon la présente invention dans son ensemble, - les figures 2A et 2B sont des vues de dessous en perspective et en plan respectivement, du dispositif de récupération des figures 1A et 1B, - la figure 3 est une vue de dessous identique à celle de la figure 2B, la partie inférieure de la deuxième chambre ayant été retirée, - la figure 4 est une vue en coupe selon un plan AA du dispositif de la figure 3 selon la présente invention partiellement représenté, - la figure 5 est une vue agrandie de la figure 4, le dispositif étant en fonctionnement. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Sur les figures 4 et 5, on peut voir une vue en coupe d'un exemple de réalisation d'un dispositif de récupération selon la présente invention comportant une première chambre de séparation/récupération 2 de l'huile et une deuxième chambre de séparation/récupération 4 de l'huile désignée également chambre principale. Dans la suite de la description, nous désignerons le dispositif de séparation/récupération 30 par dispositif de récupération uniquement. Le dispositif de récupération selon la présente invention est disposé sur un couvre-culasse 8 et comporte au moins un orifice 6 de captation des gaz Blow-by fuyant au niveau des segments. Cet orifice 6 forme l'entrée du dispositif selon la présente invention. Dans l'exemple représenté sur les figures 1A à 3, le dispositif comporte trois orifices de captation des gaz 6, 106, 206 disposés en parallèle et assurant la collecte des gaz tout le long du couvre-culasse 8. Chaque orifice 6, 106, 206 est relié à une première chambre 2, 102, 202 distincte de celles des autres orifices, les trois premières chambres 2, 102, 202 étant de réalisation similaire, nous n'en décrirons qu'une en détail. La première chambre 2 comporte un premier conduit 10 pour canaliser les gaz Blow-by entrants, une paroi 12 opposée à l'orifice de captation 6 dans le sens d'écoulement des gaz sur laquelle viennent impacter les gaz, en particulier les gouttes d'huile qui se déposent, au moins en partie, sur cette paroi, et un deuxième conduit 14 pour canaliser l'huile se déposant sur la paroi 12 tout en l'isolant du flux entrant des gaz. Pour cela, le premier conduit est délimité par une face intérieure d'un premier cylindre 16 disposé le plus à l'intérieur du dispositif, ce premier cylindre s'étendant de l'orifice de captation 6 en direction de la paroi d'impacte 12. Le deuxième conduit 14 est délimité par une face extérieure du premier cylindre 16 et une face intérieure d'un deuxième cylindre 18 entourant le premier cylindre, le deuxième cylindre s'étendant de la paroi d'impacte 12 formant avec celle-ci une surface sensiblement continue en direction de l'orifice de captation. Un troisième cylindre 19 est prévu à l'extérieur du deuxième cylindre, entourant celui-ci, formant la paroi extérieure de la première chambre 2. Les flèches 20 indiquent le cheminement des gaz dans le dispositif. Les gouttes d'huile entraînées par les gaz impactent la paroi 12 et adhèrent à celles-ci, ensuite, du fait de la gravité, elles s'écoulent le long du deuxième cylindre dans le deuxième conduit. Ces gouttes sont isolées des gaz entrants du fait du premier cylindre 16. Les gaz déchargés au moins partiellement de l'huile rejoignent la chambre principale 4 par un conduit de liaison 22, empruntant au préalable une chicane 24 délimitée par le premier 16, le deuxième 18 et le troisième 19 cylindres. La paroi d'impact forme avantageusement une demi-voûte assurant ainsi un écoulement par gravité vers l'extérieur la face intérieure du deuxième cylindre 18 et évite avantageusement la chute de goutte verticalement dans l'écoulement des gaz entrants. Bien entendu, une paroi horizontale, ou une paroi en forme de voûte complète ne sort pas du cadre de la présente invention, la chute verticale des gouttes d'huile directement dans le flux entrant étant réduite par rapport aux dispositifs de l'état de la technique. De manière générale la paroi d'impact à avantageusement une forme concave se raccordant avec au moins une partie du deuxième cylindre 18 de sorte à former une surface continue favorisant l'écoulement des gouttes le long de cette surface. Les cylindres peuvent avoir une section quelconque. Dans l'exemple représenté, les cylindres ont une section sensiblement rectangulaire. Par contre, les trois cylindres sont avantageusement choisis de sorte à avoir des sections homothétiques afin d'assurer une collecte uniforme de l'huile et des gaz en direction de la chambre principale 4. Dans l'exemple représenté, il y a physiquement deux chambres reliées en série, cependant il est bien entendu que l'on pourrait prévoir de ne faire qu'une seule chambre, les moyens selon la présente invention étant disposé à l'entrée de la chambre et les cloisons classiques formant labyrinthe étant disposées en aval des moyens de séparation dans le sens d'écoulement des gaz. Les premier et troisième cylindres se rejoignent par leurs extrémités inférieures pour former une gouttière 26, dans laquelle est stockée l'huile récoltée. Dans l'exemple représenté, la gouttière 26 comporte des trous 28 pour permettre l'évacuation de l'huile en direction du moteur. Ces trous 28 bordent le passage d'écoulement des gaz Blow-by, évitant ainsi à l'huile récoltée d'être directement réentraînée par les gaz Blow-by. En fonction de la taille des trous 28 et du régime de fonctionnement du moteur, un volume d'huile peut être stocké dans la gouttière 26, alors les gaz Blow-by lors de leur évacuation en direction de la chambre principale traversent ce volume d'huile. Lors de ce passage, de l'huile encore contenue dans le gaz est captée. On pourrait prévoir de ne pas percer le fond de la gouttière 26, assurant ainsi en permanence la présence d'un volume d'huile V. L'huile ainsi décantée dans cette première chambre passera dans le corps principal du décanteur sous forme de flots ou paquets d'huile. L'huile sous cette forme est désormais traitée correctement par un décanteur à chicanes classiques. Dans l'exemple représenté, le côté droit du cylindre intérieur est moins haut que celui du côté gauche. Les gaz Blow-by ont alors tendance à partir du côté du cylindre le moins haut, puisque c'est celui qui présente le minimum de perte de charge. L'huile récupérée, du fait dd l'inclinaison de la voûte, aura tendance à s'écouler du côté où le côté du cylindre est le plus haut. Grâce à cette construction, le risque de mettre en contact l'huile avec les gaz Blow-by est réduit, et par conséquent également le risque d'entraînement de l'huile déjà séparée. Nous allons maintenant expliquer le fonctionnement du dispositif de séparation sur la présente invention. Les gaz Blow-by symbolisés par les flèches 20 s'échappant du moteur au niveau des segments sont chargés d'huile utilisée pour la lubrification des éléments mobiles du moteur, ceux-ci traversent le couvre-culasse par l'orifice 6 et pénètrent dans la première chambre 2, plus particulièrement ils s'écoulent dans le premier cylindre 16. Les gaz Blow-by frappent ensuite la demi-voûte 12, de l'huile se dépose alors sur cette demi-voûte sous forme de gouttes. Les gouttes s'écoulent alors par gravité le long de la demi-voûte 12, puis sur la face intérieure du deuxième cylindre 18 et rejoignent la gouttière 26. Cette huile est ensuite renvoyée dans le moteur par les trous de vidange 28. Les gaz Blow-by ainsi déchargés partiellement de l'huile passent également entre le premier 16 et le deuxième 18 cylindre, empruntant la chicane formée par la gouttière 26. Si celle-ci contient de l'huile, les gaz traversent ce volume et se déchargent encore d'une partie de l'huile qu'ils transportent. Les gaz empruntent ensuite le passage délimité entre le deuxième 18 et le troisième 19 cylindre, puis le conduit de liaison 22 et rejoignent la chambre principale 4. Dans la chambre principale 4, les gaz empruntent une série de chicanes 23, permettant de décharger encore davantage les gaz du restant de l'huile qu'ils transportent. Il est à noter que la collecte de l'huile et l'écoulement des gaz s'effectue sur toute la 30 périphérie de la première chambre 2. Comme on peut le voir dans l'exemple représenté sur les figures 1A à 3, le dispositif de récupération de l'huile comporte trois premières chambres 2, 102, 202 en parallèle disposées sur le couvre-culasse tout le long de celui-ci. Ce nombre n'est en aucun cas limitatif et peut être modifié en fonction des caractéristiques du moteur. Ces trois premières chambres 2, 102, 202 sont reliées à une chambre principale unique 4 par un conduit de liaison 22, 122, 222 respectivement, dont on peut voir l'intérieur sur la figure 3, en particulier la multitude de chicanes 23 pour récolter l'huile restante. Ce réservoir principal 4 comporte un orifice de sortie 30 des gaz Blow-by déchargés de tout ou partie de l'huile prévu dans une partie haute du réservoir principal 4, cet orifice 30 comporte un embout 32 destiné à être relié à l'admission du moteur, les gaz y étant brûlés, et des orifices 34 de sortie de huile récoltée à l'extrémité de canules 36 traversant le couvre-culasse et la culasse, pour la renvoyer dans le moteur. Le dispositif de récupération d'huile est par exemple réalisé en matériau plastique, avantageusement par moulage. Pour cela, il est prévu de réaliser le dispositif en deux parties, une partie inférieure 38 comportant le premier 16 et le troisième 19 cylindre, le fond inférieur du conduit de liaison 22, et le fond inférieur du réservoir principal 4, et une deuxième partie comportant le deuxième cylindre, le fond supérieur du conduit de liaison, le fond supérieur et les chicanes 23 du réservoir principal 4. Un ou plusieurs joints d'étanchéité 42 sont interposés entre la première 38 et la deuxième partie 40. Des joints d'étanchéité 44 sont également prévus entre le dispositif de récupération et le couvre-culasse, notamment entre le fond de la gouttière 26 et le couvre-culasse. Par exemple, une gorge 46 entourant l'orifice d'entrée des gaz Blow-by dans le premier réservoir 1 est prévue dans le fond de la gouttière 26 à l'extérieur de celle-ci. La première et la deuxième partie sont solidarisées, par exemple par fusion du matériau plastique ou par encliquetage. La réalisation par moulage permet de réduire les coûts de production du dispositif. Le dispositif peut être réalisé par exemple en polyamide, en polypropylène avec ou sans fibres de verre. Nous avons bien réalisé un dispositif de récupération de l'huile contenue dans les gaz Blow-by permettant d'éviter un réentraînement direct de l'huile récolté par les gaz entrant dans le dispositif, évitant une formation de fines gouttelettes difficiles à séparer du flux de gaz.25 REVENDICATIONS 1. Dispositif de récupération de l'huile contenu dans les gaz de combustion sortant du moteur et allant à l'admission d'air moteur comportant au moins un orifice de collecte des gaz entrants (6, 106, 206), un canal d'écoulement desdits gaz entrants (10), un orifice de sortie (30) desdits gaz de combustion au moins en partie déchargés de l'huile, une paroi (12) fermant ledit canal d'écoulement (10) des gaz entrant, un canal de récupération (14) de l'huile se déposant sur ladite paroi, une cloison de séparation dudit canal de récupération (14) et du canal d'écoulement (10) des gaz entrants. 2. Dispositif de récupération de l'huile contenue dans les gaz de combustion sortant du moteur et allant à l'admission d'air moteur selon la revendication 1, dans lequel le canal d'écoulement (10) des gaz entrants est délimité par un premier cylindre (16), le canal de récupération de l'huile (14) est délimité par le premier cylindre (16) et un deuxième cylindre (18) entourant le premier cylindre (16), la cloison de séparation étant formée par le premier cylindre (16), la paroi (12) formant un fond du deuxième cylindre (18), et un passage étant défini entre ledit fond et une extrémité du premier cylindre (16) en regard dudit fond. 3. Dispositif de récupération de l'huile contenu dans les gaz de combustion sortant du moteur etallant à l'admission d'air moteur selon la revendication 2, dans lequel la paroi (12) est concave et se raccorde de manière continue à au moins un partie du deuxième cylindre (18). 4. Dispositif de récupération de l'huile contenu dans les gaz de combustion sortant du moteur et allant à l'admission d'air moteur selon la revendication 2 ou 3, comportant une gouttière (26) 10 bordant l'orifice de collecte des gaz (6), s'étendant radialement vers l'extérieur du premier cylindre (16), un passage étant prévu entre une extrémité du deuxième cylindre (18) opposée au fond. 15 5. Dispositif de récupération de l'huile contenue dans les gaz de combustion sortant du moteur et allant à l'admission d'air moteur selon la revendication précédente, dans lequel la gouttière (26) comporte des trous de vidange (28) pour l'huile 20 récoltée, les trous de vidange (28) permettant à l'huile de retourner dans le moteur en amont de l'orifice de collecte des gaz (6). 6. Dispositif de récupération de l'huile 25 contenue dans les gaz de combustion sortant du moteur et allant à l'admission d'air moteur selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la gouttière (26) est apte à contenir un volume d'huile (V) suffisant pour imposer aux gaz de combustion de traverser ce volume 30 (V).5 7. Dispositif de récupération de l'huile contenue dans les gaz de combustion sortant du moteur et allant à l'admission d'air moteur selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel le premier (16) et le deuxième (18) cylindre sont entourés d'un troisième cylindre (19) formant une paroi extérieure d'une première chambre (2), ledit troisième cylindre (19) se raccordant au premier cylindre (16) pour former la gouttière (26), ledit dispositif comportant également une deuxième chambre (4) raccordée au canal d'écoulement (10) des gaz entrant par le canal de collecte (14) de l'huile et la gouttière, ladite chambre principale (4) comportant des chicanes (23) pour les gaz de combustions et est raccordée à une admission du moteur. 8. Dispositif de récupération de l'huile contenue dans les gaz de combustion sortant du moteur et allant à l'admission d'air moteur selon la revendication 7, comportant trois premières chambres (2, 102, 202) raccordées en parallèle à une chambre principale (4) unique. 9. Dispositif de récupération de l'huile contenue dans les gaz de combustion sortant du moteur et allant à l'admission d'air moteur selon la revendication 7 ou 8, comportant deux parties (38, 40) réalisées en matériau plastique par moulage, la première partie (38) comportant le premier (16) et le troisième cylindre (19), un fond inférieur d'un conduit de liaison (22) entre le premier réservoir (2) et leréservoir principal (4), et un fond inférieur du réservoir principal (4), et une deuxième partie (40) comportant le deuxième cylindre (18), un fond supérieur du conduit de liaison (22), un fond supérieur et les chicanes (23) du réservoir principal (4), des moyens d'étanchéité (42) étant interposés entre les deux parties (38, 40). 10. Moteur à combustion interne comportant un dispositif de récupération de l'huile contenue dans les gaz de combustion sortant du moteur et allant à l'admission d'air moteur selon l'une des revendications précédentes, fixé sur un couvre-culasse (8) de manière étanche, ledit dispositif étant relié au moteur de manière à collecter les gaz de combustion sortant du moteur et à renvoyer l'huile collectée dans lesdits gaz, et de manière à réinjecter lesdits gaz en sortie dudit dispositif à l'admission dudit moteur.20