Brevet FR3003602A1 — publié le 20140926

CIRCUIT DE CIRCULATION D'UN MELANGE GAZEUX [0001] L'invention porte sur un circuit de circulation d'un mélange gazeux comprenant un moteur à combustion interne et un système de décantation d'huile de lubrification. L'invention porte également sur un dispositif de gestion du mélange gazeux comprenant un tel circuit de circulation. L'invention porte aussi sur un véhicule automobile comprenant un tel dispositif de gestion. L'invention porte enfin sur un procédé de mise en oeuvre d'un tel dispositif de gestion. [0002] Un véhicule automobile est couramment équipé d'un moteur à combustion interne qui comprend des pièces mobiles et/ou qui est associé à des pièces mobiles qui sont lubrifiées par une huile de lubrification. Une telle huile de lubrification est susceptible de comporter un taux d'éthanol et un taux d'eau qui varient selon des pays d'utilisation du véhicule automobile. Dans certains pays, tels que des pays d'Amérique du Sud, le taux d'éthanol et d'eau dans l'huile de lubrification peut être important, notamment supérieur à 5% en volume. [0003] Certains utilisateurs du véhicule automobile appliquent à ce dernier un mode roulage qui ne permet pas au moteur à combustion interne d'atteindre une température suffisante permettant d'évaporer régulièrement l'éthanol et l'eau se trouvant dans l'huile de lubrification. Il en résulte qu'un taux de dilution d'éthanol et d'eau dans l'huile de lubrification est susceptible de devenir important ce qui peut générer un endommagement pour l'huile de lubrification et lesdites pièces mobiles lubrifiées. [0004] Par ailleurs, lorsque l'huile de lubrification atteint une température suffisante, l'eau et l'éthanol s'évaporent rapidement et forme un volume gazeux d'eau et d'éthanol. Un tel volume gazeux est au moins partiellement redirigé vers une admission du moteur à combustion interne. Ledit volume gazeux redirigé vers l'admission du moteur à combustion interne est susceptible d'atteindre 200 1/min. A titre comparatif, au ralenti, un besoin en carburant est de l'ordre de 15 1/min de gaz. Par conséquent, si le phénomène se produit au ralenti ou à faible charge, le moteur à combustion interne risque de caler à cause d'une richesse en carburant trop élevée. A forte charge, lorsqu'un tel système d'alimentation en carburant est en boucle ouverte et donc sans une correction de la quantité de carburant injectée à l'intérieur du moteur à combustion interne, une telle richesse devient trop élevée ce qui est susceptible de provoquer des risques de super-cliquetis et de casse du moteur à combustion interne. [0005] Le document US 7,992,548 décrit un système de gestion de vapeurs de carburant. Plus particulièrement, le document US 7,992,548 décrit un véhicule automobile pourvu d'un réservoir de carburant qui est équipé d'un absorbeur de vapeur de carburant pour capter des vapeurs de carburant. Le moteur à combustion interne est associé à un carter qui loge un vilebrequin. Une conduite relie le carter à l'absorbeur de vapeur de carburant, ladite conduite étant équipée d'une valve qui est apte à autoriser ou interdire un passage de fluide à l'intérieur de la conduite. Plus particulièrement, la valve est placée en position d'ouverture dans laquelle elle autorise un passage du fluide lorsqu'une indication d'une présence d'un alcool à l'état d'ébullition à l'intérieur du carter est avérée. A cet effet, la valve est connectée à un thermostat apte à mesurer une température d'huile de lubrification à l'intérieur du carter. Quand la température d'huile de lubrification à l'intérieur du carter excède une température d'évaporation d'alcool, le thermostat provoque une mise en position d'ouverture de la valve. [0006] Un tel système de de gestion des vapeurs est inapte à gérer le volume gazeux d'eau et d'éthanol pour éviter soit un endommagement pour l'huile de lubrification et lesdites pièces mobiles lubrifiées, soit de provoquer des risques de super-cliquetis et de casse du moteur à combustion interne. [0007] La présente invention vient améliorer la situation. [0008] Un circuit de la présente invention est un circuit de circulation d'un mélange gazeux comprenant un moteur à combustion interne et un système de décantation d'huile de lubrification. [0009] Selon la présente invention, le circuit de circulation comprend une vanne trois-voies qui est interposé entre le système de décantation et le moteur à combustion interne et qui est en relation avec un absorbeur de vapeur de carburant par l'intermédiaire d'une ligne de décharge. [0010] La vanne trois-voies est avantageusement manoeuvrable entre une première position d'utilisation dans laquelle la vanne trois-voies autorise uniquement un passage du mélange gazeux depuis le système de décantation vers rabsorbeur de vapeur de carburant et une deuxième position d'utilisation dans laquelle la vanne trois-voies autorise uniquement un passage du mélange gazeux depuis le système de décantation vers le moteur à combustion interne. [0011] Un dispositif de gestion du mélange gazeux de la présente invention est principalement reconnaissable en ce que le dispositif de gestion comprend une ligne de décharge, une ligne d'alimentation et un tel circuit de circulation. [0012] De préférence, la ligne d'alimentation relie l'absorbeur de vapeur de carburant au moteur à combustion interne et la ligne d'alimentation est équipée d'une électrovanne. [0013] Le dispositif de gestion comprend avantageusement un calculateur apte à commander la mise en position de la vanne trois-voies et de l'électrovanne. [0014] Un véhicule automobile de la présente invention est principalement reconnaissable en ce que le véhicule automobile est équipé d'un tel dispositif de gestion. [0015] Un procédé de mise en oeuvre d'un tel dispositif de gestion est caractérisé en ce que la vanne trois-voies est placée en première position si un taux de dilution d'éthanol et d'eau dans l'huile de lubrification est supérieur à un premier seuil. [0016] Un procédé de mise en oeuvre d'un tel dispositif de gestion est caractérisé en ce que la vanne trois-voies est placée en première position si un indicateur de richesse en carburant en entrée du moteur à combustion interne indique qu'une richesse de carburant est supérieure à un deuxième seuil. [0017] Un procédé de mise en oeuvre d'un tel dispositif de gestion est caractérisé en ce que la vanne trois-voies est placée en première position si un indicateur de richesse en carburant en entrée du moteur à combustion interne indique qu'une richesse de carburant est inférieure à un troisième seuil. [0018] Un procédé de mise en oeuvre d'un tel dispositif de gestion est caractérisé en ce que la vanne trois-voies est placée en première position si une température d'un catalyseur est supérieure à une température-seuil. [0019] Un procédé de mise en oeuvre d'un tel dispositif de gestion est caractérisé en ce que la vanne trois-voies est placée en première position si une température d'huile est comprise entre une valeur minimale et une valeur maximale. [0020] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va en être faite d'exemples de réalisation, en relation avec la figure de la planche annexée, dans laquelle la figure unique est une figure schématique d'un circuit de circulation d'un mélange gazeux selon la présente invention. [0021] Sur la figure unique, un moteur à combustion interne 1 équipant un véhicule automobile comporte des éléments mécaniques mobiles, tels que des pistons, un vilebrequin ou analogue, qui sont lubrifiés par une huile de lubrification. Cette dernière est susceptible de comporter un taux de dilution d'éthanol et d'eau dans l'huile de lubrification qui est important, notamment supérieur à 5 % en volume. Lorsque le moteur à combustion interne 1 est fortement sollicité et/ou lorsque la température d'huile est proche de la température d'évaporation d'eau et d'éthanol, l'éthanol et l'eau se vaporisent pour former un mélange gazeux. Ce mélange gazeux vient s'ajouter au gaz couramment dénommé « blow-by » d'après une terminologie anglo-saxonne utilisée par l'homme de l'art : c'est le phénomène de « blow-by massif ». Le mélange gazeux est dirigé vers une admission 2 du moteur à combustion interne 1 pour ne pas être rejeté dans l'environnement en raison de sa charge en éthanol. [0022] A cet effet, le moteur à combustion interne 1 est équipé d'un circuit de circulation 3 du mélange gazeux qui comprend un système de décantation 4 d'huile de lubrification pour retenir et éventuellement restituer un reliquat d'huile. Le circuit de circulation 3 est pourvu d'une vanne trois-voies 5 qui est intégrée sur le circuit de circulation 3 entre le système de décantation 4 et le moteur à combustion interne 1, en aval du système de décantation 4 et en amont du moteur à combustion interne 1, selon un sens de circulation 6 du mélange gazeux à l'intérieur du circuit de circulation 3. Autrement dit, selon le sens de circulation 6 du mélange gazeux à l'intérieur du circuit de circulation 3, le circuit de circulation 3 comprend le système de décantation 4, la vanne trois-voies 5 et le moteur à combustion interne 1. [0023] La vanne trois-voies 5 permet soit un passage du mélange gazeux depuis le système de décantation 4 vers un absorbeur de vapeur de carburant 7 par l'intermédiaire d'une ligne de décharge 8, lorsque la vanne trois-voies 5 est placée en une première position d'utilisation, soit un passage du mélange gazeux depuis le système de décantation 4 vers le moteur à combustion interne 1 lorsque la vanne trois-voies 5 est placée en une deuxième position d'utilisation. [0024] L'absorbeur de vapeur de carburant 7 est destiné à stocker des vapeurs de carburant émanant d'un réservoir de carburant 9. L'absorbeur de vapeur de carburant 7 loge par exemple un matériau rétenteur de carburant tel que du charbon actif ou analogue. Le réservoir de carburant 9 et l'absorbeur de vapeur de carburant 7 sont en communication aéraulique l'un avec l'autre par l'intermédiaire d'une ligne d'évacuation 10. L'absorbeur de vapeur de carburant 7 est également pourvu d'une ligne d'alimentation 11 qui permet de faire circuler un reliquat de carburant depuis l'absorbeur de vapeur de carburant 7 vers le moteur à combustion interne 1, notamment en cas d'une demande de charge importante pour ce dernier. [0025] Un calculateur 12 commande la mise en position de la vanne trois-voies 5 entre la première position d'utilisation et la deuxième position d'utilisation. Le calculateur 12 commande aussi une électrovanne 13 qui équipe la ligne d'alimentation 11. L'électrovanne 13 est manoeuvrable entre une position d'ouverture dans laquelle l'électrovanne 13 autorise un passage de fluide à l'intérieur de la ligne d'alimentation 11 et une position de fermeture dans laquelle l'électrovanne 13 interdit un tel passage. La mise en position de l'électrovanne 13 en position d'ouverture ou de fermeture est réalisée en fonction d'une quantité de mélange gazeux issu de l'huile de lubrification. [0026] La vanne trois-voies 5 est placée en première position d'utilisation dans cinq situations de fonctionnement. [0027] Une première situation de fonctionnement est celle dans laquelle un taux de dilution d'éthanol et d'eau dans l'huile de lubrification est supérieur à un premier seuil. Le premier seuil est par exemple d% en volume. Le premier seuil dépend notamment des conditions de vie du moteur à combustion interne 1 (régime, charge, température d'huile de lubrification, ...). Le taux de dilution est estimé à partir d'un dispositif de contrôle 14 du moteur à combustion interne 1, le dispositif de contrôle 14 étant en relation avec le calculateur 12. [0028] Une deuxième situation de fonctionnement est celle dans laquelle un indicateur de richesse en carburant en entrée du moteur à combustion interne indique qu'une richesse de carburant est supérieure à un deuxième seuil. Le deuxième seuil est par exemple de 120%. Une telle indication révèle une arrivée massive d'éthanol et d'eau à l'intérieur du moteur à combustion interne 1, couramment dénommé selon l'expression « blow by » massif. Une mise en première position d'utilisation de la vanne trois-voies 5 évite des phénomènes de calage et de broutement du moteur à combustion interne 1. [0029] Une troisième situation de fonctionnement est celle dans laquelle le dispositif de contrôle 14 du moteur à combustion interne 1 indique une richesse en carburant en entrée du moteur à combustion interne qui est inférieure à un troisième seuil ce qui est susceptible de générer des ratés de combustion. Le troisième seuil est par exemple de 90%. [0030] Une quatrième situation de fonctionnement est celle dans laquelle, lors d'une phase de levé de pied, une mesure ou une estimation d'une température d'un catalyseur de réduction et/ou d'oxydation logé à l'intérieur d'une ligne d'échappement équipant le moteur à combustion interne 1 est supérieur à une température-seuil. Ceci révèle que qu'une quantité importante d'éthanol est constitutive des gaz d'échappement véhiculés par la ligne d'échappement et qu'en conséquence une telle quantité d'éthanol n'a pas été brulée à l'intérieur du moteur à combustion interne 1. Il en résulte une température de la ligne d'échappement et/ou dudit catalyseur qui est supérieure à la température-seuil. La température seuil est par exemple de 150°C. [0031] Une cinquième situation de fonctionnement est celle dans laquelle une température d'huile est comprise entre une valeur minimale et une valeur maximale, qui sont respectivement égales à 60°C et 110°C. [0032] Dans toutes les situations de fonctionnement autres que la première situation de fonctionnement, la deuxième situation de fonctionnement, la troisième situation de fonctionnement, la quatrième situation de fonctionnement et la cinquième situation de fonctionnement, la vanne trois-voies est placée en deuxième position d'utilisation. [0033] Ces dispositions sont telles qu'en condition normal de fonctionnement du moteur à combustion interne 1, la vanne trois-voies 5 est placée en la première position. Autrement dit, en sortie du système de décantation 4, le mélange gazeux est adressé par la vanne trois-voies 5 vers le moteur à combustion interne 1 en raison du fait que le mélange gazeux est en quantité faible, voire inexistante, une telle quantité étant consommable par le moteur à combustion interne 1 sans risque d'étouffement de ce dernier. [0034] Ces dispositions sont également telles qu'en condition de dysfonctionnement du moteur à combustion interne 1, la vanne trois-voies 5 est placée en la deuxième position. Autrement dit, en sortie du système de décantation 4, le mélange gazeux est adressé par la vanne trois-voies 5 vers l'absorbeur de vapeur de carburant 7 en raison du fait qu'une demande en carburant par le moteur à combustion interne 1 est faible. Dans ces conditions, l'absorbeur de vapeur de carburant 7 se remplit en carburant. [0035] Ces dispositions sont encore telles qu'en condition de purge de l'absorbeur de vapeur de carburant 7, la vanne trois-voies 5 est placée en la deuxième position tandis que l'électrovanne 13 est placée en position d'ouverture pour permettre une introduction de carburant à l'intérieur du moteur à combustion interne 1. [0036] Il résulte de l'ensemble de ces dispositions qu'un dispositif de gestion 15 du mélange gazeux comprenant le circuit de circulation 3, la ligne de décharge 8 et la ligne d'alimentation 11 est apte à gérer le volume gazeux d'eau et d'éthanol pour éviter soit un endommagement de l'huile de lubrification et desdites pièces mobiles lubrifiées, soit de provoquer des risques de super-cliquetis et de casse du moteur à combustion interne 1. REVENDICATIONS1. Circuit de circulation (3) d'un mélange gazeux comprenant un moteur à combustion interne (1) et un système de décantation (4) d'huile de lubrification, caractérisé en ce que le circuit de circulation (3) comprend une vanne trois-voies (5) qui est interposé entre le système de décantation (4) et le moteur à combustion interne (1) et qui est en relation avec un absorbeur de vapeur de carburant (7) par l'intermédiaire d'une ligne de décharge (8). 2. Circuit de circulation (3) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la vanne trois-voies (5) est manoeuvrable entre une première position d'utilisation dans laquelle la vanne trois-voies (5) autorise uniquement un passage du mélange gazeux depuis le système de décantation (4) vers l'absorbeur de vapeur de carburant r (7) et une deuxième position d'utilisation dans laquelle la vanne trois-voies (5) autorise uniquement un passage du mélange gazeux depuis le système de décantation (4) vers le moteur à combustion interne (1). 3. Dispositif de gestion (15) du mélange gazeux comprenant la ligne de décharge (8), une ligne d'alimentation (11) et un circuit de circulation (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 4. Dispositif de gestion (15) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la ligne d'alimentation (11) relie l'absorbeur de vapeur de carburant (7) au moteur à combustion interne (1) et en ce que la ligne d'alimentation (11) est équipée d'une électrovanne (13). 5. Dispositif de gestion (15) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de gestion (15) comprend un calculateur apte à commander la mise en position de la vanne trois-voies (5) et de l'électrovanne (13). 6. Véhicule automobile équipé d'un dispositif de gestion (15) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5. 7. Procédé de mise en oeuvre d'un dispositif de gestion (15) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la vanne trois-voies (5) est placée en première position si un taux de dilution d'éthanol et d'eau dans l'huile de lubrification est supérieur à un premier seuil. 8. Procédé de mise en oeuvre d'un dispositif de gestion (15) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la vanne trois-voies (5) est placée en première position si un indicateur de richesse en carburant en entrée du moteur à combustion interne (1) indique qu'une richesse de carburant est supérieure à un deuxième seuil. 9. Procédé de mise en oeuvre d'un dispositif de gestion (15) selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la vanne trois-voies (5) est placée en première position si un indicateur de richesse en carburant en entrée du moteur à combustion interne (1) indique qu'une richesse de carburant est inférieure à un troisième seuil. 10. Procédé de mise en oeuvre d'un dispositif de gestion (15) selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la vanne trois-voies (5) est placée en première position si une température d'un catalyseur est supérieure à une température-seuil. 11. Procédé de mise en oeuvre d'un dispositif de gestion (15) selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la vanne trois-voies (5) est placée en première position si une température d'huile est comprise entre une valeur minimale et une valeur maximale.