Brevet FR2929698A3 — publié le 20091009

FR 2929698 A3 20091009 FR 0852198 A 20080403 Le domaine de la dépollution, de préférence sur les moteurs diesel, est ici concerné. Afin de répondre à la baisse des seuils admis pour les émissions de polluants des véhicules automobiles, des dispositifs de plus en plus complexes sont élaborés. La présente invention concerne les dispositifs de recirculation des gaz d'échappement, appelés gaz recirculés ou EGR (pour exhaust gaz recirculation) et plus particulièrement les dispositifs EGR qui comportent un refroidisseur de gaz EGR appelé plus communément échangeur EGR. Pour améliorer la dépollution des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, on a recours à la recirculation des gaz d'échappement dans l'admission, ce qui est effectué par les circuits EGR. De plus, l'emploi de refroidisseurs spécifiques pour ces gaz permet d'augmenter encore cette dépollution. L'échangeur EGR a pour but de refroidir les gaz d'échappement redirigés vers l'admission du moteur. Or, comme les gaz d'échappement sont prélevés en amont des systèmes de post traitement, ils sont chargés en HC (hydrocarbures) et en particules issues de la combustion. Lorsque les gaz d'échappement sont refroidis, les HC se condensent et les particules s'accumulent dans l'échangeur. L'échangeur s'encrasse alors pendant l'utilisation des gaz EGR. Notons que le circuit de recirculation des gaz d'échappement vers l'admission du moteur a été mis en place pour réduire les émissions polluantes du moteur. Or, l'encrassement de l'échangeur peut diminuer l'effet escompté du circuit EGR, voire le supprimer s'il se bouche. Cela entraîne donc des problèmes de pollution et des difficultés de pilotage du circuit EGR. Un but de l'invention est d'améliorer cette situation en proposant une solution simple et fiable. Est ainsi proposé un dispositif pour limiter l'encrassement d'un échangeur EGR comprenant au moins un conduit de circulation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne où des moyens racleurs sont disposés dans ce conduit pour en racler la surface interne. Sont également proposés un échangeur EGR comprenant un tel dispositif de limitation d'encrassement, un dispositif de recirculation de ces gaz d'échappement disposé entre l'échappement et l'admission du moteur, ainsi qu'un procédé pour limiter ledit encrassement, en recourant à un raclage interne du conduit précité pour en détacher les dépôts accumulés par ladite circulation des gaz d'échappement. Ces caractéristiques et d'autres vont être présentés plus en détails ci-après dans le cadre de quelques exemples illustrés par les dessins annexés où: - la figure 1 est un schéma d'exemple de moteur à combustion interne pourvu d'un dispositif de recirculation des gaz d'échappement, - la figure 2 montre un schéma d'encrassement d'un 25 échangeur EGR, - la figure 3 montre un schéma de mécanisme pour décrasser, ou limiter l'encrassement de l'échangeur EGR, - la figure 4 est une variante de la solution de la figure 3 schématisant un échangeur avec ressort, 30 - et la figure 5 schématise un moyen racleur en forme de chainette allongée. Figure 1, les gaz issus de l'échappement 1 du moteur à combustion interne 3 peuvent être collectés dans la tubulure 5 pour, après être passés dans l'échangeur (ou refroidisseur) EGR 7, être plus ou moins mélangés à de l'air d'admission issu de la tubulure 9 provenant du filtre à air 11, après passage dans le compresseur 13 du turbocompresseur. Avant introduction dans l'admission 21 du moteur 3, des vannes 17, 19 contrôlent la circulation de l'air d'admission et des gaz d'échappement vers cette admission, ainsi que leur possible mélange. Comme schématisé, et de manière tout à fait conventionnelle, l'admission 21 et l'échappement 1 communiquent avec les chambres de combustion 22 du moteur. Etant donné que le moteur schématisé est un moteur diesel suralimenté, un refroidisseur d'air de suralimentation généralement dénommé par son sigle RAS 15 est interposé, sur la tubulure 9, entre le compresseur 13 et la vanne 17. On voit qu'une partie des gaz issus de l'échappement 1 peut être non recyclée et donc évacuée vers l'extérieur après passage à travers un conduit de turbine 23 menant à la turbine 25 montée sur l'arbre du compresseur 13, puis le dispositif de post-traitement 27, tel un pot catalytique. Comme montré figure 2, l'échangeur EGR 7 a tendance à s'encrasser, du fait en particulier que, lors du refroidissement des gaz d'échappement dans l'échangeur, via le circuit de refroidissement d'eau 25 (entrée 25a/sortie 25b), les HC se condensent et les particules nocives s'accumulent. Typiquement, comme schématisé, cet encrassement forme une croûte solide 27 qui se fixe à la surface interne 29a du/des conduits 29 de l'échangeur où circulent les gaz d'échappement (gaz EGR). En disposant, comme montré figures 2 et suivantes, des moyens racleurs 31 dans ce/chaque conduit 29 pour en racler la surface interne et faire partir avec les flux de gaz d'échappement ces dépôts détachés de la paroi 29a, on doit limiter un tel encrassement. L'action de ces moyens racleurs 31 est (d'abord) mécanique. Ils vont agir par contact avec les dépôts d'encrassement, pour les détacher de la paroi. De façon pratique, on conseille que les moyens racleurs 31 soient montés dans le/chaque conduit 29 pour battre ou vibrer contre ladite surface interne 29a, sous l'effet de la circulation des gaz dans le conduit. En particulier figure 3, les moyens racleurs 31 sont montés déplaçables le long de l'intérieur du/des conduit(s) 29 schématisés. Ainsi, ils sont chacun animés d'un mouvement de translation, ou de déplacement axial, sensiblement suivant l'axe longitudinal 290 du conduit 29 concerné. Plus précisément, ces moyens racleurs 31 sont ici montés sur, et mobiles avec, une vanne de dérivation 33 qui, en amont du/des conduit(s) 29, permet d'envoyer partiellement ou totalement le flux de gaz dans une direction ou dans une autre: cette vanne 33 répartit, en entrée (ou en amont) de l'échangeur 7, les gaz entre le/chaque conduit 29 de circulation des gaz d'échappement de l'échangeur EGR et au moins un conduit annexe de dérivation 35. Ce conduit 35 est annexe en ce que les gaz recyclés (EGR) n'y sont pas refroidis par le système d'échange thermique 25 de l'échangeur. Il est donc considéré comme extérieur à l'échangeur EGR 7. Notamment en liaison avec cette vanne de dérivation 33, et comme montré figure 3, une solution intéressante consiste à réaliser les moyens racleurs 31 de manière qu'ils comprennent au moins un élément allongé torsadé 37. Le/chaque élément torsadé 37 est d'une section proche de la section interne du conduit où il est engagé. Les méandres présents sur cet élément allongé vont le faire venir d'endroits en endroits en contact avec la surface interne 29a du/de chaque conduit 29 à l'intérieur duquel il est engagé. Les vibrations de l'élément sous l'effet de la circulation des gaz dans le conduit vont naturellement créer cela. Réaliser chaque élément allongé 31 en métal résistant à la chaleur et à l'agressivité chimique des 20 gaz est approprié. En alternative à l'élément allongé torsadé 37, le/chaque moyen racleur peut consister avantageusement en une chaînette 39, telle que schématisée figure 5. Un élément allongé comme un câble non torsadé pourrait aussi 25 convenir. Une autre solution pertinente consiste à utiliser comme moyens racleurs, tel que schématisé figure 4, au moins un ressort spiralé 41 qui va varier en longueur en fonction des efforts subis du fait des gaz en circulation 30 et ainsi gratter la paroi 29a. Appliquée au montage de la figure 3, chacune de ces solutions revient à lier le déplacement du moyen racleur considéré à la position de la vanne de dérivation 33 : le déplacement angulaire de cette vanne fait se déplacer le/chaque moyen racleur le long de la surface interne 29a du/de chaque conduit 29. Ainsi, en faisant varier le taux d'EGR passant dans l'échangeur 7, on fera bouger la vanne 33 qui fera racler les moyens racleurs 31 contre la paroi interne 29a concernée. Pour cela, figure 3, on a fixé une extrémité du moyen racleur considéré -il s'agit dans l'exemple de l'élément torsadé 37- à un actionneur mécanique 42 fixé à la vanne 33 : ici un peigne 43 lié à la vanne par une articulation 45. Toujours figure 3, l'autre extrémité 37a du moyen 15 racleur est libre de mouvement. On pourrait choisir de la rendre fixe en la fixant dans le conduit 29 concerné, à sa paroi. La chaînette 39 de la figure 5 (ou le câble) pourrait être fixé(e), uniquement à un bout, à 20 l'actionneur mécanique 42 pour battre dans le conduit l'élément sous l'effet de la circulation des gaz, comme montré figure 3 où les moyens racleurs sont donc attachés à l'intérieur du/de chaque conduit de l'échangeur. Figure 4, le moyen racleur est au contraire 25 disposé librement, sans fixation, le long de l'intérieur du conduit : l'élément allongé 41 en forme de ressort spiralé a été simplement glissé dans le conduit 29 schématisé et y coulisse librement au contact de sa paroi interne 29a. 30 On peut donc choisir, suivant les moyens racleurs retenus et la configuration rencontrée, de disposer lesdits moyens racleurs 31 attachés ou non à l'intérieur du/de chaque conduit de l'échangeur 7. Des butées peuvent limiter les déplacements extrêmes des moyens 31. Compte tenu de ce qui précède et des explications et représentations fournies pour les figures précitées, on a compris que l'échangeur EGR 7 de la figure 1 est ici prévu pour comprendre l'un au moins des dispositifs de limitation d'encrassement qui viennent d'être présentés, de même pour le dispositif de recirculation des gaz d'échappement du moteur 3 schématisé sur cette même figure 1 et établi donc entre l'échappement 1 et l'admission 21 de ce moteur. Concernant maintenant la manière d'opérer pour limiter l'encrassement d'un échangeur EGR, ce qui précède a permis de comprendre que la solution ici proposée passe par un raclage de la surface interne 29a du/de chaque conduit 29 de cet échangeur pour en détacher les dépôts accumulés par la circulation des gaz d'échappement. Ainsi recyclés et refroidis dans l'échangeur EGR ces gaz vont en outre emporter avec eux vers l'admission 21 une partie de la croûte 27 préalablement créée. REVENDICATIONS1. Dispositif pour limiter l'encrassement d'un échangeur EGR (7) comprenant au moins un conduit (29) de circulation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne (3), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens racleurs (31) disposés dans ce conduit (29) pour en racler la surface interne (29a). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens racleurs (31) sont montés dans le conduit (29) pour battre contre ladite surface interne (29a) sous l'effet de la circulation des gaz dans le conduit (29). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, 15 caractérisé en ce que les moyens racleurs (31) sont montés déplaçables le long de l'intérieur dudit conduit (29). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens racleurs (31) sont 20 montés sur et mobiles avec une vanne de dérivation (33) qui répartit les gaz entre ledit conduit (29) de circulation des gaz d'échappement de l'échangeur EGR (7) et un conduit annexe (35) extérieur à l'échangeur EGR (7) . 25 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens racleurs (31) comprennent au moins un élément allongé torsadé (37), ou au moins une chaînette (39) ou un câble, ou au moins un ressort spiralé (41). 30 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens racleurs(31) sont disposés librement, sans fixation, le long de l'intérieur du conduit (29). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens racleurs (31) sont disposés attachés à l'intérieur du conduit (29). 8. Echangeur EGR (7) comprenant le dispositif selon l'une des revendications précédentes. 9. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement (1) d'un moteur à combustion interne (3), entre l'échappement (1) et l'admission (21) de ce moteur (3), le dispositif comprenant l'échangeur (7) selon la revendication 8. 10. Procédé pour limiter l'encrassement d'un échangeur EGR (7) comprenant au moins un conduit de circulation (29) des gaz d'échappement d'un moteur (3) à combustion interne, caractérisé en ce qu'on racle la surface interne (29a) dudit conduit (29) pour en détacher les dépôts accumulés par la circulation des gaz d'échappement.