FR2806448A1

FR2806448A1 - Dispositif d'obturation et de regulation du debit de gaz d'echappement dans une ligne de recyclage de gaz d'echappement connectee a une ligne d'admission d'air d'un moteur a combustion interne

Info

Publication number: FR2806448A1
Application number: FR0003353A
Authority: FR
Inventors: Francis Plachta
Original assignee: MGI Coutier SA
Current assignee: Akwel SA
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2001-09-21
Anticipated expiration: 2020-03-16
Also published as: FR2806448B1

Abstract

La présente invention concerne un dispositif original d'obturation et de régulation de débit de gaz d'échappement dans une ligne de recyclage de gaz d'échappement, notamment d'un moteur Diesel pour un véhicule automobile, qui est simple, économique, fiable et optimal. Ce dispositif (20) forme la jonction entre la ligne de recyclage (3) d'une fraction de gaz d'échappement et la ligne d'admission d'air (5). Il intègre la vanne EGR et le régulateur de débit d'air dans un seul module qui ne nécessite qu'un seul ensemble de pilotage (11) couplé directement à un seul mécanisme d'asservissement (12). Il comprend un corps comportant un conduit principal traversant, raccordé à la ligne d'admission d'air (5), et un conduit secondaire, raccordé à la ligne de recyclage de gaz d'échappement (3), débouchant dans ledit conduit principal. Il comprend également un organe d'obturation et de régulation du débit des gaz d'échappement recyclés disposé à l'intersection des deux conduits et agencé pour réguler le taux de recyclage de gaz d'échappement en fonction des paramètres de fonctionnement du moteur (2). Application : Industrie automobile.

Description

DISPOSITIF D'OBTURATION ET DE REGULATION DEBIT DE GAZ D'ECHAPPEMENT DANS UNE LIGNE DE RECYCLAGE DE GAZ D'ECHAPPEMENT CONNECTES A UNE LIGNE D'ADMISSION D'AIR D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention concerne un dispositif d'obturation de régulation de débit de gaz d'échappement dans une ligne de recyclage de gaz d'échappement d'un système EGR, connectée entre une ligne de gaz d'échappement et une ligne d'admission d'air d'un moteur à combustion interne d'un véhicule, notamment d'un moteur Diesel pour un véhicule automobile.

Avec le resserrement des normes antipollution, les constructeurs cherchent à développer des moteurs à émission réduite de gaz polluants. II existe des systèmes qui permettent de recycler, dans certaines conditions prédéterminées de fonctionnement du moteur, une fraction des gaz d'échappement émis par le moteur et de les renvoyer dans la ligne d'admission d'air afin que ces gaz d'échappement se mélangent à l'air frais et soient réintroduits dans le moteur. Ces systèmes de recyclage connus, communément appelés Système EGR (Exhaust Gaz Recycling), permettent de réduire sensiblement les émissions de gaz polluants, en particulier pour les moteurs Diesel. La stratégie de recyclage, à savoir la fraction des gaz recyclés, est régie par des critères de fonctionnement moteur, tels que le régime moteur, la température moteur, le débit d'admission d'air et la charge du moteur, et est choisie par le constructeur pour obtenir un rapport performance/dépollution correct.

Typiquement, un système EGR comprend une ligne recyclage de gaz d'échappement connectée entre la ligne de gaz d'échappement, à la sortie du moteur, et la ligne d'admission d'air, à l'entrée du moteur. Cette ligne de recyclage permet de dévier et de conduire une fraction des d'échappement vers l'admission d'air du moteur. Elle est généralement montée en dérivation sur le circuit de refroidissement du moteur, pour transférer une partie des calories de la fraction des gaz d'échappement prélevée vers le liquide de refroidissement et réintroduire ces gaz refroidis dans la ligne d'admission d'air. Le système EGR comprend une vanne montée sur la ligne de recyclage de gaz d'échappement ainsi qu'un régulateur de débit d'air monté sur la ligne d'admission d'air, en amont de la jonction avec la ligne de recyclage de gaz généralement réalisée au moyen d'un raccord en T. La vanne EGR est agencée pour obturer la ligne de recyclage de manière à autoriser un débit plus ou moins important des gaz recyclés vers la ligne d'admission d'air. Elle permet ainsi de réguler la fraction des gaz recyclés. Le régulateur de débit d'air est adapté pour générer une perte de charge variable déterminée dans la ligne d'admission d'air, ceci afin de réguler le taux de recyclage, défini ici comme le rapport du débit de gaz d'échappement recyclés sur le débit d'air admis. La vanne et le régulateur sont commandés par deux ensembles de pilotage séparés, tels que par exemple deux actionneurs ou un circuit pneumatique à deux électrovannes. Le système comprend aussi un mécanisme d'asservissement central intégrant un calculateur et des moyens de détection agencés pour générer des signaux de commande aux deux ensembles de pilotage de la vanne et du régulateur.

Ce système EGR présente divers inconvénients. La vanne et le régulateur constituent deux éléments distincts qui doivent être montés séparément sur la ligne de recyclage et sur la ligne d'admission et qui nécessitent deux ensembles de pilotage distincts. Le nombre de pièces du système EGR est donc élevé, ce qui entraîne un assemblage et une fabrication longs et coûteux. Par ailleurs, le système d'asservissement est relativement complexe pour pouvoir commander précisément de manière corrélée la vanne et le régulateur séparés. Le taux de recyclage obtenu peut alors différer sensiblement du taux de recyclage désiré et affecter le rapport performance/dépollution du moteur. système n'est donc pas optimal ni fiable.

Le but de la présente invention est pallier ces divers inconvénients en fournissant un dispositif original d'obturation et de régulation de débit de gaz d'échappement dans une ligne recyclage de gaz d'échappement connectée à une ligne d'admission d'air d'un moteur à combustion interne d'un véhicule, notamment d'un moteur Diesel pour un véhicule automobile, qui a un nombre de pièces réduit, simple, compact, peu coûteux à assembler et à fabriquer, qui est fiable optimal.

Ce but est atteint par un dispositif d'obturation et de régulation du type tel que défini en préambule et caractérisé en qu'il comprend un corps comportant un conduit principal traversant et un conduit secondaire débouchant dans le conduit principal par un orifice, en ce ledit conduit principal est raccordé à ses extrémités à la ligne d'admission d'air, en ce que ledit conduit secondaire est raccordé à la ligne de recyclage de gaz d'échappement, et en ce qu'il comprend un organe d'obturation et de régulation du débit des gaz d'échappement recyclés disposé à l'intersection des deux conduits, cet organe étant agencé pour réguler le taux de recyclage de gaz d'échappement, défini comme le rapport du débit de gaz d'échappement recyclés sur le débit d'air admis.

Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, l'organe d'obturation et de régulation comprend un clapet d'obturation de l'orifice et de régulation du débit de gaz d'échappement dans le conduit secondaire, ainsi qu'un volet de régulation de débit d'air dans le conduit principal. D'une manière avantageuse, le clapet est solidaire d'un axe d'actionnement placé dans le conduit principal, et le volet comporte un élément de couplage à l'axe d'actionnement de sorte que le volet est commandé en déplacement par l'axe d'actionnement du clapet.

L'axe d'actionnement peut être monté coulissant à travers un alésage ménagé, opposé à l'orifice, dans la paroi du conduit principal, cet alésage guidant l'axe d'actionnement en déplacement linéaire, et le volet peut être monté rotatif autour d'un axe de rotation fixe du corps, confondu avec l'axe d'actionnement, ledit axe d'actionnement du clapet étant agencé pour entraîner en rotation, de façon prédéterminée, le volet par l'intermédiaire dudit élément de couplage lorsqu'il est déplacé linéairement.

Dans ce cas, le volet peut présenter un flasque latéral de régulation de débit d'air placé à l'intérieur d'un logement, ménagé transversalement sur le pourtour de la paroi du conduit principal, en regard de l'orifice du conduit secondaire. Ce flasque latéral peut avoir une forme de U semi-cylindrique pseudo-sphérique, centré sur l'axe du conduit principal, le logement ayant alors une forme complémentaire au flasque pour permettre son pivotement. Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, l'axe d'actionnement agencé pour déplacer linéairement le clapet entre une position fermée, dans laquelle il obture complètement l'orifice du conduit secondaire, et une position intermédiaire, dans laquelle il est écarté de l'orifice et ouvre le conduit secondaire, sans agir sur l'élément de couplage du volet, le flasque lateral étant dans une position d'ouverture maximale, et l'axe d'actionnement également agencé pour déplacer linéairement le clapet entre ladite position intermédiaire et une position ouverte, dans laquelle le clapet est plus éloigne de l'orifice et ouvre davantage le conduit secondaire, en agissant l'élément de couplage du volet de sorte que le flasque latéral pivote entre ladite position d'ouverture maximale et une position d'ouverture minimale, dans laquelle il obstrue partiellement le conduit de manière à autoriser le passage de l'air tout en générant une perte de charge déterminée dans conduit principal.

L'élément de couplage du volet comprend, avantageusement, un manchon central traversé par l'axe d'actionnement du clapet qui comporte un élément radial d'entraînement en rotation du volet, guidé dans une rainure ménagee dans ledit manchon central. Le profil de cette rainure présente, particulièrement, une zone avant passive, sensiblement rectiligne et disposée axialement, sur laquelle n'agit pas ledit élément radial d'entraînement, ainsi qu'une zone arrière active, sensiblement hélicoïdale, sur laquelle agit ledit élément radial pour entraîner en rotation ledit volet.

Dans la forme de réalisation préférée, l'axe d'actionnement est couplé à un mécanisme de commande de son déplacement linéaire. Ce mécanisme de commande peut comporter, par exemple, un boîtier définissant une enceinte dans laquelle est disposée une membrane étanche divisant hermétiquement l'enceinte en deux chambres, cette membrane étant liée à l'axe d'actionnement et étant agencée pour adopter une position à l'intérieur de ladite enceinte en fonction de la différence de pression entre les deux chambres et commander en déplacement linéaire ledit axe d'actionnement. L'une des chambres est, avantageusement, une chambre de référence, l'autre chambre communique avec une source de fluide de pilotage par passage et est une chambre de commande. Ce mécanisme de commande peut également comporter un ressort de rappel disposé dans l'une des chambre et agencé pour solliciter axialement ledit axe d'actionnement. Ce dispositif comprend aussi un mécanisme d'asservissement, intégrant notamment un calculateur et des moyens de détections, agence pour générer de manière prédéterminée des signaux de commande vers le mécanisme de commande, en fonction de critères de fonctionnement du moteur, notamment le régime moteur, la température moteur et la charge du moteur.

La présente invention et ses avantages, par rapport à l'art antérieur décrit précédemment, apparaîtront mieux dans la description suivante d'un exemple de réalisation, non limitatif, et en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un système EGR illustrant l'état de technique, - la figure 2 est un schéma d'un système EGR simplifié intégrant le dispositif d'obturation et de régulation selon l'invention, - la figure 3 est une vue éclatée en perspective du dispositif representé sur la figure 2, - les figures 4a et 4b sont respectivement des vues en coupe transversale et de dessus du dispositif de l'invention en position fermée, - les figures 5a et 5b sont des vues similaires à celles des figures 4a et 4b du dispositif en position d'ouverte intermédiaire, - les figures 6a et 6b sont des vues similaires à celles des figures 5a et 5b du dispositif en position ouverte, - la figure 7 est un diagramme illustrant le taux de recyclage de gaz d'échappement en fonction de l'ouverture du dispositif des figures 3 à 6b, et - la figure 8 est un diagramme représentant, à titre d'exemple, le domaine de fonctionnement du système EGR de la figure 2 en fonction de critères de fonctionnement du moteur, tels que le régime moteur, la température moteur et la charge du moteur.

L'état de la technique apparaît plus clairement sur la figure 1, qui représente schématiquement un système EGR (recyclage de gaz d'echappement) 1 conventionnel d'un moteur à combustion interne 2, tel qu' moteur diesel d'un véhicule automobile par exemple. Ce système EGR comporte, tel que décrit dans le préambule de la description, la ligne de recyclage de gaz d'échappement 3, connectée entre la ligne de gaz d'échappement 4 à la sortie du moteur 2, et la ligne d'admission d'air 5 à l'entrée moteur 2. Cette ligne de recyclage 3 permet de dévier et de conduire, dans certaines conditions prédéterminées de fonctionnement du moteur, une fraction des gaz d'échappement émis par le moteur 2 et de les renvoyer dans la ligne d'admission d'air 5, afin que ces gaz d'échappement se mélangent à de l'air frais provenant d'un filtre à air 6 et soient réintroduits dans le moteur 2. Le liquide caloporteur du circuit de refroidissement du moteur 2, dont une branche (non représentée) comporte un échangeur EGR monté en dérivation sur la ligne de recyclage 3, peut prélever une partie des calories de la fraction des gaz d'échappement déviés dans la ligne de recyclage 3, pour réintroduire des gaz refroidis dans la ligne d'admission d'air 5. La vanne EGR 8, comportant par exemple un clapet d'obturation placé dans la ligne de recyclage de gaz d'échappement 3, est commandée par le premier ensemble de pilotage 9 individuel. Cet ensemble 9 est formé principalement d'un circuit pneumatique pourvu d'une électrovanne. II commande le clapet 8 de manière à autoriser un débit plus ou moins important des gaz recyclés vers la ligne d'admission d'air 5. Le régulateur de débit d'air 10, comportant par exemple un volet monté dans la ligne d'admission d'air 5 en amont de la jonction avec la ligne de recyclage de gaz 3, est commandé par le second ensemble de pilotage 11 individuel. Cet ensemble de pilotage est similaire à celui 9 de la vanne EGR 8 et commande le volet 10 pour générer une perte de charge variable déterminée dans la ligne d'admission d'air 5, ceci afin de réguler le débit d'air et donc le taux de recyclage, défini comme le rapport du débit de gaz d'échappement recyclés sur le débit d'air admis. Le mécanisme d'asservissement central 12, intégrant le calculateur et les différents moyens de détections 7, génère les signaux de commande des deux ensembles de pilotage 9 et 11 de la vanne 8 et du régulateur 10. Ce système EGR 1 standard est relativement complexe, cher et peu fiable. Ces inconvénients majeurs proviennent du fait que la vanne EGR 8 et le régulateur 0 constituent deux éléments distincts devant chacun être commandé par ensemble de pilotage respectif 9, 11 nécessitant un mécanisme d'asservissement complexe.

La figure 2 illustre un système EGR 19 simplifié, dans lequel on retrouve ligne de recyclage de gaz d'échappement 3, connectée entre la ligne de gaz d'échappement 4 à la sortie du moteur 2, et la ligne d'admission d'air 5 à l'entrée du moteur 2, comportant le filtre à air 6. Toutefois, la vanne EGR 8 et le régulateur de débit d'air 10 sont remplacés par un dispositif 20, objet de la présente invention, d'obturation et de régulation du débit de gaz d'échappement. Ce dispositif 20 forme désormais la jonction de la ligne de recyclage 3 avec la ligne d'admission 5. II est rassemblé sous la forme d'un module, ce qui permet un montage rapide et facile, et ne nécessite plus qu'un seul ensemble de pilotage 11 couplé directement au mécanisme d'asservissement 12. Ce système EGR 19, intégrant la vanne EGR 8 et le régulateur de débit d'air 10 selon l'invention, est beaucoup plus simple et fiable. En référence aux figures 3 à 6b, le dispositif d'obturation et de régulation 20 comprend un corps 21 comportant un conduit principal 22 cylindrique traversant. Ce conduit 22 est raccordé à ses deux extrémités sur la ligne d'admission d'air 5 et forme un passage pour guider principalement l'écoulement d'air frais provenant du filtre à air 6. Le corps 21 comporte, approximativement au milieu de sa longueur, un embout latéral 23 de section cylindrique plus petite que celle du conduit principal 22 et perpendiculaire à l'axe de ce conduit 22. L'embout 23 définit un conduit secondaire 24 débouchant dans le conduit principal 22 par un orifice 25 ménagé dans sa paroi. L'extrémité libre de l'embout 23 est raccordée à la ligne de recyclage de gaz d'échappement 3. Le conduit secondaire 24 forme un passage pour guider l'écoulement de la fraction de gaz d'échappement déviée dans la ligne de recyclage 3.

Le dispositif 20 comprend un organe 26 d'obturation et de régulation du débit des gaz d'échappement recyclés à travers le conduit secondaire 24 puis à travers la partie aval du conduit principal 22, dans laquelle ils se mélangent à l'air frais admis par la partie amont du conduit principal 22, vers la ligne d'admission d'air 5. Cet organe 26 est agencé pour réguler le taux de recyclage de gaz d'échappement, défini comme le rapport du débit de d'échappement recyclés sur le débit d'air admis.

L'organe 26 comprend un clapet 27, ayant la forme d'un disque, pour obturer l'orifice 25 du conduit secondaire 24 de l'embout 23. Ce clapet 27 est solidaire de l'extrémité d'un axe d'actionnement 28 placé diamétralement dans conduit principal 22, coaxialement et du côté opposé au conduit secondaire 24. Cet axe d'actionnement 28 est monté coulissant à travers un alésage 29 ménagé, diamétralement opposé à l'embout 23, dans la paroi du conduit principal 22. Cet alésage 29 guide l'axe 28 en déplacement linéaire. Le clapet 27 obture plus ou moins complètement le conduit secondaire 24 selon sa position axiale. II est agencé pour être déplacé linéairement entre une position fermée, représentée par les figures 4a et 4b, dans laquelle il obture complètement le conduit secondaire 24 de sorte que le débit de gaz d'échappement recyclés est nul, et une position ouverte, representée par les figures 6a et 6b, dans laquelle il ouvre complètement le conduit secondaire 24 de sorte que le débit de gaz d'échappement recyclés est maximum.

L'organe 26 comprend également un volet 30 de régulation de débit d'air placé dans le conduit principal 22 du corps 21, à l'intérieur logement 31 ménagé transversalement sur le pourtour de la paroi de conduit 22, en regard de l'embout 24. Le volet 30 est monté rotatif autour d'un axe de rotation fixe du corps 21, confondu avec l'axe d'actionnement 28, par l'intermédiaire d'une portée cylindrique tubulaire 32, à l'extrémité avant du volet 30, guidée en rotation par la paroi intérieure de l'embout 23. Le volet 30 rotatif présente un flasque latéral 33 en forme de U semi-cylindrique ou pseudo-sphérique, centré sur l'axe du conduit principal 22. Le logement 31 a une forme sensiblement complémentaire au flasque 33 pour permettre son pivotement, par exemple sur 45 degrés, entre une position d'ouverture maximale, représentée par les figures 4a à 5b, et une position d'ouverture minimale, représentée par les figures 6a et 6b. Dans la position d'ouverture maximale, le flasque 33 n'obstrue pas le conduit principal 22 de sorte que le débit d'air est maximum. Dans la position d'ouverture minimale, le flasque 33 obstrue partiellement le conduit 22 de manière à autoriser le passage de l'air tout en générant une perte de charge déterminée dans le conduit principal 22, dont la raison sera expliquée ci-après.

Le volet 30 comporte un élément de couplage 34 à l'axe d'actionnement 28 du clapet 27 pour l'entraîner en rotation entre ses positions d'ouvertures maximale et minimale lorsque l'axe d'actionnement 28 est déplacé axialement entre ses positions fermée et ouverte. Cet élément de couplage comprend un manchon central cylindrique 34, à l'extrémité arrière du flasque 33 opposée à la portée cylindrique tubulaire 32, traversé par l'axe d'actionnement 28 du clapet 27. L'axe d'actionnement 28 comporte un élément radial d'entraînement, sous la forme d'une goupille 35 guidée dans une rainure 36 ménagée dans le manchon 34.

Le profil de la rainure 36 présente une zone avant passive 37, sensiblement rectiligne et disposée axialement, sur laquelle n'agit pas la goupille d'entraînement 35, ainsi qu'une zone arrière active 38, sensiblement hélicoïdale, sur laquelle agit la goupille 35 pour entraîner en rotation volet Comme représenté par les figures 4a et 4b, lorsque le clapet 27 placé dans sa position fermée, la goupille 35 est disposée à l'avant de la zone passive 37 de la rainure 36 de sorte que le flasque 33 est placé dans sa position d'ouverture maximale. Comme représenté par les figures 5a et 5b, lorsque la goupille 35 est placée à la limite entre les deux zones 37, 38 de la rainure 36, le clapet 27 est placé dans une position intermédiaire, tandis que volet 30 est toujours dans sa position d'ouverture maximale. Finalement, comme représenté par les figures 6a et 6b, lorsque le clapet est placé dans sa position ouverte, la goupille 35 est placée à l'arrière de la zone active 38 la rainure 36 et le flasque 33 du volet 30 a pivoté dans sa position d'ouverture minimale.

figure 7 représente le taux de recyclage de gaz d'échappement, c'est-à- dire le rapport du débit de gaz d'échappement recyclés sur le débit d'air admis, en fonction de l'ouverture du clapet 27. Le point PO correspond à la position fermée du clapet 27, des figures 4a et 4b, pour laquelle le volet 30 est placé dans sa position d'ouverture maximale. Le taux de recyclage est alors nul. Le point P1 correspond à la position intermédiaire du clapet 27, des figures 5a et 5b, pour laquelle le volet 30 est toujours placé dans sa position d'ouverture maximale. Entre ces deux points, le taux d'EGR augmente car le clapet s'ouvre progressivement. Le point P2 correspond à une valeur fictive, illustrant le cas où le volet 30 n'existe pas, pour laquelle le clapet 27 est placé dans sa position ouverte. On voit bien d'après cette courbe en pointillé que malgré l'ouverture supplémentaire du clapet 27, entre le point P1 et P2, le taux d'EGR sature. Le point P3 correspond à la position ouverte clapet 27, des figures 6a et 6b, pour laquelle le volet 30 est placé dans position d'ouverture minimale. Entre les points P2 et P3, grâce à la rotation du volet 30, qui génère une perte de charge dans le conduit principal d'admission d'air 22, le taux d'EGR continue à augmenter sensiblement.

Le dispositif 20 comporte un mécanisme de commande 40 du déplacement linéaire de l'axe d'actionnement 28. Ce mécanisme 40 comporte boîtier 41 en deux parties, solidaire de la paroi extérieure du corps 21 en correspondance de l'alésage 29. Ce boîtier 41 définit une enceinte 42 dans laquelle est disposée une membrane étanche 43 dont le pourtour est fixé à la paroi intérieure du boîtier 41 et dont une zone centrale est fixée 'l'extrémité libre de l'axe d'actionnement 28 disposé dans l'enceinte 42 par l'intermédiaire d'un capuchon vissé sur l'axe par exemple. Cette membrane 43 permet notamment d'immobiliser en rotation l'axe d'actionnement 28. Elle divise hermétiquement l'enceinte 42 en deux chambres 44 et 45. chambre extérieure 45 communique avec une source de fluide de pilotage 11, représentée sur la figure 2 et comprenant par exemple une pompe à vide et une électrovanne, par un passage 46 ménagé dans la paroi extérieure du boîtier 41. Cette chambre extérieure 45 constitue une chambre de commande. La chambre intérieure 44 constitue une chambre de référence et communique par exemple avec l'extérieur par un orifice de mise à l'air libre (non représenté) ménagé dans la paroi du boîtier 41. La membrane 43 adopte une position à l'intérieur de l'enceinte 42 en fonction de la différence de pression entre les deux chambres de référence 44 et de commande 45 et commande en déplacement linéaire l'axe d'actionnement 28. La pression du fluide de pilotage détermine cette différence pression autour de la membrane 43, laquelle détermine la position l'état de déformation de la membrane.

Un ressort de rappel 47 est monté dans la chambre de commande 45 pour solliciter l'axe d'actionnement 28 en rappel vers une position rentrée, correspondant à la position fermée du clapet 27. Cela permet d'interdire un recyclage des gaz d'échappement en cas de défaillance de source de fluide de pilotage 11.

Le mécanisme d'asservissement 12 du système EGR, intégrant un calculateur et des moyens de détections, est agencé pour générer des signaux de commande vers la source de fluide de pilotage 11. stratégie de recyclage, à savoir la fraction des gaz recyclés, est régie par des critères de fonctionnement du moteur, tels que le régime moteur, la température moteur, le débit d'admission d'air et la charge du moteur, et est choisie par le constructeur pour obtenir un rapport performance/dépollution correct.

Le diagramme de la figure 8 représente un exemple de domaine de fonctionnement du système EGR de la figure 2 en fonction des critères de fonctionnement du moteur. Sur ce diagramme, la zone blanche centrale, entre l'axe horizontal des abscisses et les trois zones hachurées, indique ce domaine de fonctionnement. D'une manière générale, le recyclage est interdit tant que la température T du liquide de refroidissement n'est pas supérieure à une valeur minimale t prédéfinie, lors d'un départ à froid par exemple, ou lorsque le moteur tourne à un régime moteur trop faible ou est au ralenti, pour éviter une instabilité de fonctionnement du moteur (production d'imbrûlés, ratés de combustion). De même, le système EGR n'est pas utilisé dans les hauts régimes et à pleine charge, car les performances du moteur sont trop affectées (manque de remplissage en air frais). A titre indicatif, le taux recyclage autorisé, qui est généralement plus important pour un moteur Diesel que pour un moteur à essence, peut atteindre 40%. En règle générale, lorsque le système EGR fonctionne, c'est-à-dire lorsque tous les paramètres de fonctionnement du moteur ont des valeurs comprises dans la zone blanche susmentionnée d'autorisation de l'EGR, plus la charge du moteur importante et plus le taux de recyclage, c'est-à-dire le débit de gaz recyclé, est faible.

Le dispositif 20 selon l'invention a de nombreux avantages. Le clapet EGR 27 et le volet 30 de régulation de débit d'air sont regroupés dans le corps 21 et sont commandés par le même axe d'actionnement 28, ne nécessitant plus que l'utilisation d'un seul ensemble de pilotage 11 et donc d'un mécanisme d'asservissement 12 relativement simple et fiable. Le dispositif 20 ainsi le système EGR intégrant ce dispositif sont simples et fiables, très compacts, moins coûteux, et les opérations d'assemblage et de maintenance sont beaucoup plus rapides et faciles.

La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit précédemment, mais s'étend à toutes modifications et variantes évidentes pour l'homme du métier. En particulier, le mécanisme de commande 40 peut être constitué de moyens équivalents tels que par exemple un vérin ou autre.

Claims

Revendications

1. Dispositif (20) d'obturation et de régulation de débit de gaz d'échappement dans une ligne de recyclage de d'échappement (3) d'un système EGR (19), connectée entre une ligne de d'échappement (4) et une ligne d'admission d'air (5) d'un moteur à combustion interne (2) d'un véhicule, notamment d'un moteur Diesel pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (21) comportant un conduit principal (22) traversant et un conduit secondaire (24) débouchant dans le conduit principal (22) par un orifice (25), en ce ledit conduit principal (22) est raccordé à ses extrémités à la ligne d'admission d'air (5), en ce que ledit conduit secondaire (24) est raccordé à la ligne de recyclage de gaz d'échappement (3), et en ce qu'il comprend un organe (26) d'obturation et de régulation du débit des gaz d'échappement recyclés disposé à l'intersection des deux conduits (22, 24), cet organe (26) étant agencé pour réguler le taux de recyclage de gaz d'échappement, défini comme rapport du débit de gaz d'échappement recyclés sur le débit d'air admis.

2. Dispositif (20) selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit organe d'obturation et de régulation (26) comprend un clapet (27) d'obturation de l'orifice (25) et de régulation du débit de d'échappement dans le conduit secondaire (24), ainsi qu'un volet (30) régulation de débit d'air dans le conduit principal (22).

3. Dispositif (20) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit clapet (27) est solidaire d'un axe d'actionnement (28) placé dans le conduit principal (22), et en ce que le volet (30) comporte un élément de couplage (34) à l'axe d'actionnement (28) de sorte que le volet (30) est commandé en déplacement par l'axe d'actionnement (28) du clapet (27). Dispositif (20) selon la revendication 3, caractérisée ce que ledit d'actionnement (28) est monté coulissant à travers alésage (29) ménagé, opposé à l'orifice (25), dans la paroi du conduit principal (22), cet alésage (29) guidant l'axe d'actionnement (28) en déplacement linéaire, et en ce que le volet (30) est monté rotatif autour d'un axe de rotation fixe du corps (21), confondu avec l'axe d'actionnement (28), ledit axe d'actionnement (28) clapet (27) étant agencé pour entraîner en rotation, de façon predéterminée, le volet (30) par l'intermédiaire dudit élément couplage (34) lorsqu'il est déplacé linéairement. 5. Dispositif (20) selon la revendication 4, caractérisé en que le volet (30) présente un flasque latéral (33) de régulation de débit d'air placé à l'intérieur d'un logement (31), ménagé transversalement sur le pourtour de la paroi du conduit principal (22), en regard de l'orifice (25) du conduit secondaire (24). 6. Dispositif (20) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit flasque latéral (33) a une forme de U semi-cylindrique ou pseudo-sphérique, centré sur l'axe du conduit principal (22), ledit logement (31) ayant une forme complémentaire du flasque (33) pour permettre son pivotement. 7. Dispositif (20) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'axe d'actionnement (28) est agencé pour déplacer linéairement clapet (27) entre une position fermée, dans laquelle il obture complètement l'orifice (25) conduit secondaire (24), et une position intermédiaire, dans laquelle il est ecarté de l'orifice (25) et ouvre le conduit secondaire, sans agir l'élément couplage (34) du volet (30), le flasque latéral (33) étant dans position d'ouverture maximale, et en ce que l'axe d'actionnement (28) est agencé pour déplacer linéairement le clapet (27) entre ladite position intermediaire et une position ouverte, dans laquelle le clapet (27) est plus éloigné l'orifice (25) et ouvre davantage le conduit secondaire (24), en agissant sur l'élément de couplage (34) du volet (30) de sorte que le flasque latéral (33) pivote entre ladite position d'ouverture maximale et une position d'ouverture minimale, dans laquelle obstrue partiellement le conduit (22) de manière à autoriser le passage de l'air tout en générant une perte de charge déterminee dans le conduit principal (22). 8. Dispositif (20) selon la revendication 3, caractérisé en que ledit élément de couplage (34) du volet (30) comprend un manchon central (34) traversé par ledit axe d'actionnement (28) du clapet (27), en ce ledit axe d'actionnement (28) comporte un élément radial (35), d'entrainement en rotation du volet (30), guidé dans une rainure (36) ménagée dans ledit manchon central (34). 9. Dispositif (20) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le profil de la rainure (36) présente une zone avant passive (37), sensiblement rectiligne et disposée axialement, sur laquelle n'agit pas ledit élément radial d'entraînement (35), ainsi qu'une zone arrière active (38), sensiblement hélicoïdale, laquelle agit ledit élément radial (35) pour entraîner en rotation ledit volet (30). 10. Dispositif (20) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit axe d'actionnement (28) est couplé à un mécanisme de commande (40) de son déplacement linéaire. 11. Dispositif (20) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le mécanisme commande (40) comporte un boîtier (41) définissant une enceinte (42) dans laquelle est disposée une membrane étanche (43), cette membrane (43) divisant hermétiquement l'enceinte (42) en deux chambres (44, 45), et ce que ladite membrane (43) est liée à l'axe d'actionnement (28) et est agencée pour adopter une position à l'intérieur de l'enceinte (42) en fonction de la différence de pression entre les deux chambres (44, et pour commander en déplacement linéaire ledit axe d'actionnement (28). 12. Dispositif (20) selon la revendication 11, caractérisé en ce l'une des chambres (44) est une chambre de référence, et en ce l'autre chambre (45) communique avec une source de fluide de pilotage (1 par un passage (46) et est une chambre de commande. 13. Dispositif (20) selon la revendication 12, caractérisé en que le mécanisme commande (40) comporte un ressort de rappel (47) disposé dans l'une chambre (45), ce ressort de rappel (47) étant agence pour solliciter axialement ledit axe d'actionnement (28). 14. Dispositif (20) selon la revendication 10, caractérisé en comprend un mécanisme d'asservissement (12), intégrant notamment calculateur et des moyens de détections (7), agencé pour générer de manière prédéterminée des signaux de commande vers le mécanisme de commande (40), en fonction de critères de fonctionnement du moteur (2), notamment le régime moteur, la température moteur et la charge du moteur.