Brevet FR3016186A1 — publié le 20150710

MOTEUR A COMBUSTION DE VEHICULE AUTOMOBILE A DEGAZAGE PROTEGE [0001] L'invention concerne les moteurs à combustion de véhicule automobile lorsque de tels moteurs sont équipés d'un système de recirculation ou dégazage des gaz contenus dans le bloc moteur ou carter moteur. De tels systèmes sont également connus sous l'appellation anglo-américaine de systèmes « blow-by ». L'invention concerne notamment de tels moteurs lorsqu'ils sont également munis d'un turbocompresseur de suralimentation du moteur. [0002] Généralement le dégazage du moteur se fait par le couvre-culasse. Les vapeurs d'huile passent dans un décanteur, typiquement intégré dans le couvre-culasse et sont envoyées dans le système d'admission du moteur. En pleine charge les vapeurs d'huile sont envoyées en amont du compresseur. En charge partielle les vapeurs d'huile sont envoyées en aval du papillon des gaz. Lorsqu'envoyées en amont du compresseur, il y a création de vapeur d'eau qui mélangée à huile forme une mousse. Dans des conditions hivernales cette mousse gèle et bouche le circuit de dégazage des gaz. Pour éviter ces problèmes on a proposé d'implanter un réchauffeur sur le dégazage des gaz. Néanmoins une telle solution présente un coût élevé et une efficacité limitée. [0003] L'invention vise à résoudre ces inconvénients, et notamment à permettre d'éviter la 20 formation de mousse en sortie du système de dégazage et de ce fait un bouchage du système de dégazage. [0004] Ce but est atteint selon l'invention grâce à un moteur à combustion de véhicule automobile comprenant un bloc moteur, un compresseur de suralimentation présentant une conduite d'entrée d'air frais et une conduite de sortie d'air comprimé de sorte que le 25 compresseur comprime l'air circulant dans la conduite d'entrée d'air frais et délivre l'air comprimé dans la conduite de sortie d'air comprimé, une vanne de décharge disposée de manière à renvoyer en position ouverte de l'air comprimé depuis la conduite de sortie du compresseur jusqu'à la conduite d'entrée du compresseur lors de phases de fonctionnement susceptibles de provoquer un phénomène de pompage se manifestant par 30 une vibration anormale du compresseur, la vanne de décharge délivrant un flux de décharge dans une conduite de décharge située en aval de la vanne de décharge, le moteur comportant un circuit de dégazage comprenant un séparateur air/huile et une conduite de circulation de flux de dégazage, la conduite de circulation de flux de dégazage présentant un piquage sur la conduite d'entrée d'air frais du compresseur, le moteur 35 comprenant en outre une jonction fluidique entre la conduite de décharge et la conduite de circulation de flux de dégazage de sorte qu'un flux de décharge rejoint le flux de dégazage à la jonction fluidique, la jonction fluidique étant disposée en aval du séparateur air/huile, la jonction fluidique étant disposée en amont du piquage de la conduite de circulation de flux de dégazage sur l'entrée d'air frais du compresseur, le moteur comportant en outre un module de commande d'ouverture de la vanne de décharge, caractérisé en ce que le module de commande d'ouverture de la vanne de décharge est configuré pour commander des ouvertures de la vanne de décharge en dehors de phases de fonctionnement du moteur susceptibles de provoquer un phénomène de pompage se manifestant par une vibration anormale du compresseur. [0005] Avantageusement, la conduite de décharge et la conduite de circulation de flux de dégazage sont orientées à la jonction fluidique de manière à former un flux de décharge rejoignant un flux de dégazage selon un angle inférieur à 90 degrés, de sorte que ces deux flux s'ajoutent en puissance dynamique à la jonction fluidique. [0006] Avantageusement, en mode de fonctionnement non suralimenté du moteur le module de commande pilote des ouvertures de la vanne de décharge pendant des décélérations du véhicule. [0007] Avantageusement, en mode de fonctionnement suralimenté du moteur le module de commande pilote des ouvertures de la vanne de décharge pendant les décélérations du véhicule. [0008] Avantageusement, le module de commande pilote une ouverture de la vanne de décharge aux passages de rapports de vitesses. [0009] Avantageusement, le moteur comporte un papillon des gaz et le moteur est configuré pour ouvrir le papillon des gaz de manière à compenser une perte de couple moteur due à une ouverture de la vanne de décharge. [0010] Avantageusement, le module de commande comporte un compteur temporel d'un nombre d'ouvertures de la vanne de décharge pour une durée donnée. [0011] Avantageusement, le module de commande pilote des ouvertures de la vanne de décharge selon un nombre d'ouvertures situé entre une et quatre ouvertures par heure. [0012] Avantageusement, le module de commande pilote des ouvertures de la vanne de décharge selon une fréquence dépendant de conditions de fonctionnement du véhicule. [0013] L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un tel moteur à combustion. [0014] D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux figures annexées sur lesquelles : [0015] - la figure 1 représente un turbocompresseur et une sortie de système de dégazage de bloc moteur selon un mode de réalisation de l'invention. [0016] - la figure 2 représente un champ compresseur sur lequel sont illustrées des zones d'ouverture d'une vanne de décharge du compresseur selon un mode de réalisation de l'invention. [0017] Le présent dispositif comporte un compresseur 10 de turbocompresseur entrainé par les gaz d'échappement, Le compresseur 10 est ici enveloppée par un boitier de compresseur. Le compresseur 10 est alimenté en air frais par une conduite d'entrée 11 et le compresseur 10 délivre un flux d'air comprimé dans une conduite de sortie 12 dirigée vers un répartiteur d'admission ici non représenté. [0018] Entre la conduite de sortie 12 et la conduite d'entrée 11 s'étend un circuit de décharge 13 lequel a pour rôle de renvoyer de l'air comprimé depuis la sortie du compresseur 10 jusqu'à son entrée lors de phases de fonctionnement susceptibles de provoquer un dysfonctionnement du compresseur 10 connu sous le terme de pompage et se manifestant par une vibration particulière du compresseur et devant être évités afin d'assurer une meilleure longévité du compresseur et afin de fiabiliser le fonctionnement du moteur. [0019] Le circuit de décharge 13 est équipé d'une vanne de décharge 14 ou dump valve selon la terminologie anglo-américaine, laquelle vanne de décharge s'ouvre dans les phases nécessitant la décharge du compresseur 10. La vanne de décharge 14 est ici une vanne pilotée selon une stratégie visant à éliminer le phénomène de pompage. [0020] Le présent dispositif comporte en outre un système de dégazage 20 du bloc moteur ou système « blow-by" selon la terminologie anglo-américaine, dont une conduite de sortie apparait sur la figure sous la référence 21. De manière ici non représentée pour la clarté de l'exposé, ce système de dégazage 20 comprend un circuit assurant la remontée des gaz contenus dans le bas du carter moteur vers la partie haute du moteur et notamment jusqu'à un déshuileur permettant de séparer l'huile des autres composant du gaz. La sortie 21 du système de dégazage débouche sur la conduite d'entrée d'air frais 11 du compresseur 10. [0021] Le circuit de décharge 13 présente un piquage de départ 15 sur la conduite de sortie 12 du compresseur 10 depuis lequel piquage il s'étend puis traverse la vanne 14. Dans le présent dispositif, le circuit de décharge 13 présente un piquage 16 sur la conduite de circulation de dégazage 21 en amont du piquage de la conduite de de dégazage 21 sur la conduite d'entrée 11 du compresseur. Ainsi une conduite de décharge située en aval de la vanne de décharge 14 rejoint la conduite de dégazage 21 par un piquage de sortie 16 par lequel elle renvoie l'air comprimé dans la conduite de dégazage 21 en amont de la conduite d'arrivée d'air frais 11. [0022] Ainsi, les gaz extraits du bloc moteur sont acheminés à l'admission du moteur en étant balayés par un flux d'air comprimé avant leur sortie du système de dégazage. Ce flux d'air comprimé permet d'éliminer avec force la mousse formée par mélange d'huile et de vapeur d'eau dans la conduite de dégazage 21. [0023] La forte occurrence des circulations d'air comprimé dans la conduite de décharge 13 ainsi que la puissance des flux de décharge sont particulièrement bénéfiques pour la suppression régulière et efficace de la mousse apparaissant à cet endroit. Afin d'améliorer encore cet effet de suppression de mousse, la conduite de décharge est orientée de manière à former un flux de décharge rejoignant le flux de dégazage selon un angle inférieur à 90 degrés, de sorte que la puissance dynamique de ces deux flux s'ajoute, provoquant par là une meilleure poussée sur la mousse apparaissant dans la conduite de dégazage 21. [0024] Un clapet anti-retour 22 est en outre placé sur la conduite de dégazage 21 en amont du piquage 16 de manière à empêcher une remontée d'impulsions de pression dans la conduite de dégazage 21 vers le bloc moteur. Du fait que le flux de sortie de la conduite de décharge est orienté dans le même sens que le flux de dégazage, les surpressions brutales sont évitées sur le clapet anti-retour 22. [0025] Un tel dispositif permet de garder le circuit de dégazage propre en amont du papillon des gaz et de supprimer un réchauffeur du circuit de dégazage en amont d'un tel papillon, d'où un gain en consommation par suppression du réchauffeur. Un tel dispositif permet en outre de simplifier l'implantation du circuit de décharge du compresseur. La forme et l'endroit du raccord entre le circuit de dégazage 21 et le circuit de décharge 13 sont adaptés pour éviter les surpressions dans le circuit de dégazage interne au bloc moteur, notamment dans le couvre-culasse et le carter d'huile. Ainsi le retour de la vanne de décharge 14 peut être branché sur la partie froide du circuit de dégazage. On adopte préférentiellement une augmentation du diamètre du circuit de dégazage 21 après le raccord entre le circuit de décharge 13 et le circuit de dégazage 21. [0026] On fait donc déboucher la sortie de la conduite de décharge 13 dans le circuit 21 de recirculation des gaz provenant du dégazage du carter moteur, en amont du piquage du circuit de dégazage 20 sur l'entrée du compresseur 10. Ainsi, à chaque relâcher de pied suite à un fonctionnement moteur en zone suralimentée, l'air chauffé par la compression sur l'étage compresseur est envoyé dans la conduite de dégazage 21 et permet ainsi d'éliminer les mousses et huiles présentes à cet endroit. Aucun réchauffeur n'est plus nécessaire en sortie de la conduite de dégazage 21. [0027] La présente vanne de décharge 14 est une vanne commandée, laquelle s'ouvre dans certaines conditions choisies pour éviter le phénomène de pompage du turbocompresseur. La condition principale est la pression en sortie du compresseur en fonction du débit d'air. La figure 2 représente un champ compresseur qui montre la zone d'ouverture de la vanne de décharge dans sa fonction anti-pompage. Sur cette figure, l'abscisse est le débit d'air dans le compresseur 10 et l'ordonnée est la valeur du ratio entre la pression de sortie du compresseur 10 et la pression d'entrée du compresseur 10. Le tracé 30 est le tracé de pleine charge du compresseur. La zone 40 est la zone d'ouverture de la vanne de décharge pour éviter le pompage. La zone 50 est la zone dans laquelle on met en oeuvre des ouvertures additionnelles de la vanne de décharge pour produire le nettoyage de la conduite de dégazage 21. Au sein de la zone 50, on distingue une zone 51 correspondant au fonctionnement du moteur en mode atmosphérique, et une zone 52 correspondant au mode suralimenté. [0028] En mode atmosphérique, on réalise des ouvertures de la vanne de décharge 14 pendant les décélérations du véhicule. Le papillon ainsi qu'une vanne de surplus communément désignée « wastegate » selon la terminologie anglo-américaine sont alors fermés pendant l'ouverture de la vanne de décharge 14. Si le régime moteur est élevé la turbine du turbocompresseur 10 dispose d'assez d'énergie et la fermeture de la vanne de surplus n'est pas nécessaire. En roulage, la vanne de surplus est fermée et on ouvre la vanne de décharge 14. Le réajustement du couple est réalisé par le pilotage du papillon d'accélérateur. [0029] Si le moteur passe en mode suralimenté, les ouvertures de la vanne de décharge 14 sont réalisées pendant les décélérations du véhicule. Le papillon des gaz et la vanne de surplus sont en position fermée lors de l'ouverture de la vanne de décharge 14. Si le régime moteur est élevé la turbine du turbocompresseur 10 dispose d'assez d'énergie et la fermeture de la vanne de surplus n'est pas nécessaire. On réalise avantageusement un forçage de l'ouverture de la vanne de décharge 14 aux passages de rapports de vitesses même en zone où n'intervient aucun phénomène de pompage du turbocompresseur. [0030] On met en oeuvre une ouverture plus ou moins longue de la vanne de décharge 14 quand le point de fonctionnement moteur est dans le champ compresseur. Dans ce cas on ouvre le papillon plus fortement pour compenser la perte de couple moteur. La séquence des ouvertures de la vanne de décharge 14 est adaptée en fonction de la température et de l'humidité extérieure ainsi que du type de roulage. [0031] A chaque arrêt moteur, le papillon des gaz est fermé et la vanne de surplus e est fermée, alors que la vanne de décharge 14 est ouverte. [0032] L'ouverture de la vanne de décharge 14 ne sera pas nécessaire sur chaque condition citée ci-dessus. Un compteur d'activation temporelle, actif à moteur tournant, est avantageusement mis en action. L'ouverture de la vanne de décharge 14 se fera alors en fonction du temps, du mode de fonctionnement du moteur, et des conditions atmosphériques. En mode de fonctionnement normal, à encrassement peu important du circuit de dégazage 21, par exemple l'été à roulage en mode suralimenté, on prévoit avantageusement au moins une ouverture de la vanne de décharge par heure. En mode critique, à encrassement important du circuit de dégazage 21, par exemple en roulage en ville en hiver avec forte humidité ou à moteur froid, on augmente le nombre d'ouverture à un nombre d'ouvertures situé entre deux et quatre ouvertures par heure minimum. [0033] Avec une telle gestion d'ouverture de la vanne de décharge 14 le circuit de dégazage 21 reste vierge de tout résidu de type eau, huile, ou mousse, et permet toutes les intégrations du circuit de dégazage du moteur possibles en amont du compresseur 10 que ce soit en aval du filtre à air ou en amont du filtre à air. [0034] le système fonctionne, quel que soit l'implantation de la vanne de décharge qui peut être intégrée au carter de compresseur ou à l'extérieur de celui-ci comme schématisé en figure 1, et quel que soit le piquage de la conduite de dégazage 21 en amont du compresseur comme déjà décrit ou par exemple au niveau d'un filtre à air. REVENDICATIONS1. Moteur à combustion de véhicule automobile comprenant un bloc moteur, un compresseur de suralimentation (10) présentant une conduite d'entrée d'air frais (11) et une conduite de sortie d'air comprimé (12) de sorte que le compresseur (10) comprime l'air circulant dans la conduite d'entrée d'air frais (11) et délivre l'air comprimé dans la conduite de sortie d'air comprimé (12), une vanne de décharge (14) disposée de manière à renvoyer en position ouverte de l'air comprimé depuis la conduite de sortie (12) du compresseur (10) jusqu'à la conduite d'entrée (11) du compresseur (10) lors de phases de fonctionnement susceptibles de provoquer un phénomène de pompage se manifestant par une vibration anormale du compresseur (10), la vanne de décharge (14) délivrant un flux de décharge dans une conduite de décharge située en aval de la vanne de décharge (14), le moteur comportant un circuit de dégazage (20) comprenant un séparateur air/huile et une conduite de circulation de flux de dégazage (21), la conduite de circulation de flux de dégazage (21) présentant un piquage sur la conduite d'entrée d'air frais (11) du compresseur (10), le moteur comprenant en outre une jonction fluidique (16) entre la conduite de décharge (14) et la conduite de circulation de flux de dégazage (21) de sorte qu'un flux de décharge rejoint le flux de dégazage à la jonction fluidique (16), la jonction fluidique (16) étant disposée en aval du séparateur air/huile, la jonction fluidique (16) étant disposée en amont du piquage de la conduite de circulation de flux de dégazage (21) sur l'entrée d'air frais (11) du compresseur (10), le moteur comportant en outre un module de commande d'ouverture de la vanne de décharge (14), caractérisé en ce que le module de commande d'ouverture de la vanne de décharge (14) est configuré pour commander des ouvertures (51,52) de la vanne de décharge (14) en dehors de phases de fonctionnement (40) du moteur susceptibles de provoquer un phénomène de pompage se manifestant par une vibration anormale du compresseur (10). 2. Moteur à combustion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite de décharge et la conduite de circulation de flux de dégazage (21) sont orientées à la jonction fluidique (16) de manière à former un flux de décharge rejoignant un flux de dégazage selon un angle inférieur à 90 degrés, de sorte que ces deux flux s'ajoutent en puissance dynamique à la jonction fluidique (16). 3. Moteur à combustion selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'en mode de fonctionnement non suralimenté (51) du moteur le module de commande pilote des ouvertures de la vanne de décharge (14) pendant des décélérations du véhicule. 4. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en mode de fonctionnement suralimenté (52) du moteur le module de commande pilote des ouvertures de la vanne de décharge (14) pendant les décélérations du véhicule. 5. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de commande pilote une ouverture de la vanne de décharge (14) aux passages de rapports de vitesses. 6. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un papillon des gaz et le moteur est configuré pour ouvrir le papillon des gaz de manière à compenser une perte de couple moteur due à une ouverture de la vanne de décharge (14). 7. Moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de commande comporte un compteur temporel d'un nombre d'ouvertures de la vanne de décharge (14) pour une durée donnée. 8. Moteur à combustion selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le module de commande pilote des ouvertures de la vanne de décharge (14) selon un nombre d'ouvertures situé entre une et quatre ouvertures par heure. 9. Moteur à combustion selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que le module de commande pilote des ouvertures de la vanne de décharge (14) selon une fréquence dépendant de conditions de fonctionnement du véhicule. 10. Véhicule automobile comprenant un moteur à combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes.