Domaine technique de l’invention

La présente invention concerne un moteur thermique de véhicule automobile.

La présente invention concerne un circuit d’échappement da gaz brûlés de moteur thermique.

La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de gestion et de suppression des condensais dans une ligne d’échappement de moteur thermique. Etat de la technique

De manière connue, un moteur thermique d’un véhicule automobile est équipé de systèmes de dépollution pour réduire les rejets de polluants à l’extérieur du véhicule. Lesdits systèmes de dépollution sont disposés dans la ligne d’échappement du moteur et comprennent un catalyseur ou un filtre à particules. On appelle ligne d’échappement d’un moteur tout le circuit des gaz brûlés issus du moteur depuis des soupapes d’échappement.

Pour réduire des rejets de polluants générés par la combustion, il est connu de ramener des gaz brûlés à l’échappement c’est-à-dire en aval de la combustion dans les cylindres, vers les conduits d’admission. On a ainsi différents types de gaz brûlés recirculés :

-des gaz recirculés haute pression prélevés depuis le circuit d’échappement en amont selon le sens d’écoulement des gaz de dispositifs de dépollution comme par exemple un catalyseur ou piège à oxyde d’azote (Nox). De manière générale, les gaz brûlés recirculés haute pression sont prélevés directement depuis un collecteur d’échappement fixé à une face d’échappement de la culasse, du côté latéral opposé à la face d’admission. Les gaz recirculés haute pression sont envoyés ensuite vers les conduits d’admission ou dans le répartiteur d’admission. -des gaz brûlés recirculés basse pression prélevés dans le circuit d’échappement et de manière connue après un dispositif de dépollution. Lesdits gaz recirculés basse pression sont renvoyés de manière connue dans le circuit d’admission en amont du compresseur. Ils sont alors mélangés avec l’air frais capté en face avant du véhicule.

-des gaz de blow-by ou de vapeurs d’huile prélevés depuis un décanteur fixé généralement à la culasse. Les vapeurs d’huile générées par le fonctionnement du moteur passent ainsi par le décanteur où elles sont en grande partie débarrassées de l’huile qui retombe vers un carter d’huile fixé en partie inférieure du carter-cylindres. Les gaz restants sont réinjectés dans le circuit d’admission notamment au niveau du répartiteur d’admission. Lesdits gaz sont susceptibles de contenir encore de l’huile.

Les gaz brûlés recirculés basse pression sont donc prélevés en aval d’un dispositif d’échappement et renvoyés vers l’admission du moteur. De manière connue, les gaz recirculés sont refroidis avant d’être mélangés avec de l’air frais capté en face avant du véhicule par exemple, ledit mélange est ensuite susceptible d’être compressé au passage d’un compresseur.

Des condensais sont susceptibles de se former dans le circuit de recirculation des gaz brûlés basse pression notamment lors de l’arrêt du moteur. Lesdits condensais peuvent être formés d’eau, d’huile et rejets toxiques et corrosifs. Ils peuvent ensuite être véhiculés sous forme liquide lors du démarrage du moteur vers le compresseur et endommager la roue dudit compresseur.

La publication EP2375047 -A2 présente ainsi un dispositif de réduction de composés corrosifs dans un condensât de gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne, dans lequel les gaz d’échappement du moteur à combustion interne sont ramenés au moteur à combustion interne par l’intermédiaire d’un conduit de retour des gaz d’échappement composé d’un refroidisseur de gaz d’échappement et d’au moins un conduit de recirculation des gaz d’échappement. Le dispositif concerne un circuit de recirculation des gaz recirculés haute pression qui sont prélevés depuis un collecteur d’échappement pour être réintroduits à l’admission du moteur. Le dispositif comprend également une unité de neutralisation des composés corrosifs du condensât de gaz d’échappement agencée en aval du circuit de recirculation des gaz brûlés et qui est traversée par les gaz d’échappement. Le dispositif peut être complexe et amène une surcharge supplémentaire au poids du moteur

Le but de l’invention est de remédier à ces problèmes et un des objets de l’invention est un dispositif simple de gestion des condensais formés lors de l’arrêt du moteur, en aval d’un dispositif de dépollution agencé sur une ligne d’échappement de moteur thermique

Présentation de l’invention La présente invention concerne plus particulièrement un circuit de gaz brûlés recirculés basse pression d’un moteur thermique de véhicule automobile comprenant :

-un dispositif de dépollution disposé en amont selon le sens de circulation des gaz

-un refroidisseur des gaz brûlés

Caractérisé en ce que ledit refroidisseur comprend un circuit de contrôle de condensais agencé à une extrémité aval du refroidisseur.

De manière avantageuse, un circuit de contrôle des condensais générés est agencé à une extrémité aval du refroidisseur qui est la zone de formation desdits condensais, pour permettre le recueil, l’enlèvement et la suppression des condensais contenus dans les gaz recirculés et dans un carter du refroidisseur et ainsi éviter la pollution d’une roue de compresseur vers lequel sont dirigés les gaz recirculés après leur passage dans le refroidisseur.

Selon d’autres caractéristiques de l’invention,

-le circuit de contrôle des condensais comporte des moyens de recueil des condensais agencés à l’extrémité aval du carter du refroidisseur.

De manière avantageuse, le circuit de contrôle comporte des moyens destinés à recueillir des condensais depuis les gaz recirculés. Lesdits moyens sont agencés dans le carter du refroidisseur et à une extrémité aval dudit refroidisseur pour permettre un recueil optimal desdits condensais.

-les moyens de recueil comprennent une paroi de recueil agencée à une extrémité aval du dispositif de refroidissement et vers laquelle sont dirigés les gaz recirculés, et une poche de recueil agencée au pied de ladite paroi de recueil.

De manière avantageuse, les moyens de recueil des condensais comportent au moins une paroi de recueil agencée à une extrémité aval du dispositif de refroidissement et vers laquelle sont dirigés les gaz recirculés. Lesdits gaz recirculés viennent buter contre la paroi de recueil pour permettre une séparation et un recueil des polluants, les condensais sont aptes à s’écouler par gravité le long de la paroi de recueil vers la poche de recueil agencée au pied de ladite paroi.

-le circuit de contrôle des condensais comporte un réservoir de rétention de condensais.

De manière avantageuse, le circuit de contrôle comporte un réservoir de rétention pour garder les condensais notamment en cas d’arrêt du moteur.

-le réservoir de rétention est connecté avec la poche de recueil du dispositif de refroidissement par un conduit de stockage.

De manière avantageuse, le réservoir de condensais est connecté avec la poche de recueil de condensais dans le carter du refroidisseur par un conduit de stockage, ce qui permet d’agencer de manière optimale ledit réservoir.

-le conduit de stockage présente une pente continue.

De manière avantageuse, le conduit de stockage présente une pente continue entre la poche de recueil des condensais et le réservoir de rétention qui est donc agencé au niveau le plus bas du circuit de contrôle des condensais pour faciliter l’écoulement des condensais vers le réservoir.

-le refroidisseur des gaz comprend un déflecteur agencé à une extrémité aval dudit dispositif pour cacher le débouché du conduit de stockage. De manière avantageuse, le refroid isseur de gaz recirculés comprend un déflecteur destiné à cacher le débouché du conduit de stockage dans le carter du refroidisseur et plus particulièrement la poche de recueil des gaz recirculés afin de ne pas perturber le fonctionnement du refroidisseur et le passage des gaz brûlés.

-le reversoir de rétention est agencé en contact avec le dispositif de dépollution.

De manière avantageuse, le réservoir de rétention est agencé au contact avec le dispositif de dépollution afin de profiter des températures hautes des gaz d’échappement qui vont permettre une vaporisation desdits condensais et puis leur suppression.

-le réservoir de rétention est connecté avec une embouchure de sortie des gaz du refroidisseur par un conduit de purge.

De manière avantageuse, le réservoir de rétention est connecté avec une embouchure de sortie des gaz du refroidisseur par un conduit de purge pour permettre une évacuation des vapeurs générées par les résidus au contact avec le dispositif de dépollution. En effet, il convient d’agencer le réservoir de rétention au plus près du dispositif de dépollution qui peut être à une température élevée supérieure à 100°C généralement supérieure à 300°C. Le réservoir de rétention présente alors une paroi dite chaude vis-à-vis du dispositif de dépollution qui pourra être à une température élevée également supérieure à 100°C pour permettre la vaporisation des condensais. En effet, les condensais sous forme liquide au contact avec la paroi chaude peuvent alors se transformer en vapeurs et remonter le conduit de purge vers l’embouchure de sortie du refroidisseur.

-ledit conduit de purge présente une pente continue.

De manière avantageuse, le conduit de purge présente une pente continue pour faciliter l’évacuation des vapeurs issus des condensais.

Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :

-la figure 1 est une vue schématique du moteur avec les éléments du circuit de gaz.

-la figure 2 est une vue schématique de coupe du circuit de gaz recirculés basse pression comprenant successivement un dispositif de dépollution et un refroidisseur de gaz recirculés avec le sens de circulation desdits gaz. Description détaillée des figures

Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.

Les termes haut/bas sont relatif à un axe vertical orthogonal à un plan horizontal qui peut être le plan du véhicule (non représenté) passant par les essieux des roues du véhicule.

De même, les termes amont/aval sont relatif au sens d’écoulement des gaz brûlés dans le circuit de recirculation des gaz.

De manière connue, un groupe motopropulseur de véhicule automobile tel que pour l’invention peut comporter un moteur thermique avec des accessoires destinés à améliorer la performance dudit moteur thermique ou à assurer le fonctionnement du moteur, lesdits accessoires comprennent par exemple un turbocompresseur avec un étage de turbine et un étage de compresseur, un refroidisseur de gaz, un échangeur de chaleur eau/gaz.

Selon la figure 1 , le moteur thermique 10 du véhicule automobile (non représenté) comprend un circuit de gaz brûlés recirculés 11 prélevés depuis l’échappement 14 du moteur pour les renvoyer vers l’admission 13 du moteur 10 afin de réduire les rejets de polluants. On peut voir deux circuits de gaz recirculés : -un premier circuit de gaz 15 brûlés dits haute pression qui sont prélevés depuis le collecteur d’échappement du moteur et amenés directement à l’admission dudit moteur,

-un deuxième circuit de gaz 16 recirculés dits basse pression qui sont prélevés depuis ou en aval d’un dispositif de dépollution 12. Ledit dispositif de dépollution peut être un filtre à particules ou un catalyseur ou un piège à Nox pour oxyde d’azote. Les gaz brûlés traversent ensuite un refroidisseur de gaz qui peut être un échangeur de chaleur eau/gaz pour être dirigés vers successivement un conduit d’admission 17 d’air frais pour être mélangés avec l’air frais issu d’un captage en général depuis la face avant du véhicule, un compresseur 18, un autre échangeur de chaleur 19 avant d’atteindre la face d’admission du moteur et les conduits d’admission (non représentés) menant aux cylindres dudit moteur.

Selon la figure 2, le dispositif de dépollution 12 comprend un carter de dépollution 20 entourant un pain 21 de dépollution. Les gaz recirculés sont à haute température et traversent le pain de dépollution pour atteindre un refroidisseur 22 pour abaisser leur température avant le mélange avec l’air frais. Le refroidisseur 22 est généralement un échangeur de chaleur eau/gaz et comprend un carter de refroidisseur 23 entourant des tubes cylindriques 24 baignant dans un volume d’eau 25 alimenté par un embout d’entrée 26 et un embout de sortie 27, lesdits deux embouts sont connectés à un circuit de refroidissement à base d’eau (non représenté) du moteur.

Dans les tubes cylindriques 24 passent les gaz recirculés pour donner une partie de leur chaleur à l’eau. Les gaz viennent frapper à une extrémité aval 31 une paroi 28 d’un entonnoir menant à l’embouchure 29 de sortie du refroidisseur 22.

A l’arrêt et pendant l’arrêt du moteur, des condensais composés d’eau avec éventuellement des composants corrosifs et de l’huile peuvent se déposer dans le carter 23 de refroidisseur 22 essentiellement à son extrémité aval 32. Lesdits condensais peuvent ensuite au démarrage du moteur être entraînés vers le compresseur et polluer la roue du compresseur avec les composants nocifs et corrosifs, pouvant entraîner des pannes du moteur. Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, le refroidisseur comprend un circuit de contrôle 40 des condensais pour recueillir, stocker, et supprimer lesdits condensais. Le circuit de contrôle 40 comprend des moyens pour recueillir les condensais. Lesdits moyens comprennent la paroi 28 en extrémité aval qui présente une surface inclinée et une poche de recueil 33 agencée en bas de la paroi de recueil 28. Ladite poche de recueil peut être par exemple un évidement creusé dans la paroi inférieure 34 du carter 23 de refroidisseur.

De ladite paroi inférieure 34 s’étend de manière préférentielle un déflecteur 35 qui peut être une feuille issue de matière avec le carter de refroidisseur 22. Ledit déflecteur 35 permet de cacher la poche de recueil 33 pour les gaz recirculés. Lesdits gaz recirculés sont ainsi dirigés à la sortie des tubes cylindriques vers la paroi de recueil à l’extrémité aval, et au-dessus de la poche de recueil 33.

Le circuit de contrôle comprend également un réservoir de rétention 41 des condensais. Ledit réservoir est agencé de manière préférentielle en appui contre la paroi du carter 20 du dispositif de dépollution 12 et en position basse par rapport au refroidisseur 22.

Un conduit de stockage 42 connecte le carter 23 du refroidisseur 22 au réservoir de rétention 41 . Plus précisément le conduit de stockage débouche à une première extrémité dans la poche de recueil 33 du carter 23 et à la deuxième extrémité opposée dans le réservoir 41 . Le conduit de stockage présente une pente continue et le réservoir de rétention est ainsi agencé au plus bas du carter 2 » et du conduit de stockage. On entend par pente continue le fait que le conduit de stockage ne présente pas de coude qui peut former une autre poche de rétention. Les condensais peuvent ainsi s’écouler par gravité depuis la poche de recueil 33 jusqu’au réservoir de rétention 41 .

Le circuit de contrôle comprend aussi un conduit de purge 43 qui connecte le réservoir de rétention 41 à l’embouchure de sortie 29 du refroidisseur. De manière préférentielle le conduit de purge 43 présente également une pente continue. Le conduit de purge 43 débouche ainsi à une première extrémité dans le carter 23 de refroidisseur et à la seconde extrémité opposée dans le réservoir de rétention 41 et de manière préférentielle à proximité du col de l’entonnoir de sortie du refroidisseur 22.

Le fonctionnement du circuit de contrôle s’effectue comme suit :

Lors de l’arrêt et également pendant l’arrêt du moteur, les gaz recirculés génèrent des condensais qui sont recueillis sur la paroi inclinée 28 à l’extrémité aval du refroidisseur 22. Les condensais sous forme liquide s’écoulent sur cette paroi inclinée jusqu’à la poche de recueil 33 en passant en dessous de déflecteur 35. Les condensais pénètrent dans le conduit de stockage 42 pour être dirigés vers le réservoir de rétention 41 par gravité.

Lors du fonctionnement du moteur, les gaz d’échappement sont à haute température et entraînent la montée en température du carter de dépollution 20. Le réservoir de rétention en contact avec ledit carter monte également-en température, laquelle est supérieure à 100°C. Les condensais se trouvant dans le réservoir de rétention se transforment en vapeur et sont redirigés grâce au conduit de purge 42 vers l’embouchure de sortie 29 du carter 23 de refroidisseur. Les vapeurs sont alors mélangées avec les gaz recirculés dans le circuit de recirculation des gaz brûlés pour être finalement supprimées dans l’une des chambres de combustion du moteur.

De manière préférentielle, le conduit de purge 43 est agencé au-dessus et parallèlement au conduit de stockage 42.

Selon un autre mode de réalisation le conduit de purge 43 est confondu avec le conduit de stockage 42.

L’objectif est atteint : le circuit de gaz brûlés recirculés basse pression comprend un circuit de contrôle des condensais formés dans le carter du refroidisseur lors de l’arrêt du moteur.

Ledit circuit de contrôle permet de façon aisée de stocker les condensais lors de l’arrêt du moteur puis de les supprimer lors du fonctionnement du moteur pour éviter les risques de pollution de la roue de compresseur. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cette prise, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes. On peut ainsi ajouter un élément de chauffe électrique pour assurer une suppression rapide et optimale des condensais dans le réservoir de rétention par exemple par temps froids.