FR2875274A1 - Dispositif de recirculation des gaz d'echappement et procede pour l'utilisation du dispositif de recirculation des gaz d'echappement - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de recirculation des gaz d'échappement 1 destiné à un moteur à combustion interne 2, comportant une conduite d'alimentation en air 12 présentant un refroidisseur d'air 13, connectée à une entrée d'air 10 du moteur à combustion interne 2, et comportant une conduite de gaz d'échappement 14 connectée à une sortie des gaz d'échappement 11 du moteur à combustion interne 2, la conduite de gaz d'échappement 14 étant connectée à la conduite d'alimentation en air 12 par l'intermédiaire d'une conduite de recirculation des gaz d'échappement 16 pouvant être fermée, et la conduite de recirculation des gaz d'échappement 16 étant raccordée à la conduite d'alimentation en air 12 avant le refroidisseur d'air 13 dans le sens de l'écoulement. L'invention concerne en outre un procédé pour l'utilisation de ce dispositif de recirculation des gaz d'échappement 1. Pour améliorer la dynamique du moteur à combustion interne 2, il est proposé pour le dispositif de recirculation des gaz d'échappement 1 que le refroidisseur d'air 13 présente une conduite d'air de dérivation 31. Concernant le procédé pour l'utilisation du dispositif de recirculation des gaz d'échappement 1, il est proposé que sur ledit dispositif de recirculation des gaz d'échappement 1, la conduite d'air de dérivation 31 soit au moins partiellement ouverte et une alimentation du refroidisseur 35 soit fermée lorsque la conduite de recirculation des gaz d'échappement 16 est au moins partiellement ouverte.

Description

Dispositif de recirculation des gaz d'échappement et procédé pour
l'utilisation du dis-
positif de recirculation des gaz d'échappement L'invention concerne un dispositif de recirculation des gaz d'échappement destiné à un moteur à combustion interne, comportant une conduite d'alimentation en air présentant un refroidisseur d'air, connectée à une entrée d'air du moteur à combustion interne, et comportant une conduite de gaz d'échappement connectée à une sortie des gaz d'échappement du mo- teur à combustion interne, la conduite de gaz d'échappement étant connectée à la conduite d'alimentation en air par l'intermédiaire d'une conduite de recirculation des gaz d'échappement, et la conduite de recirculation des gaz d'échappement étant raccordée à la conduite d'alimentation en air avant le refroidisseur d'air dans le sens de l'écoulement. L'invention concerne par ailleurs un procédé pour l'utilisation d'un dispositif de recirculation des gaz io d'échappement mentionné ci-dessus.
La demande de brevet WO 00/28203 Al décrit un dispositif de recirculation des gaz d'échappement mentionné ci-dessus sous la forme d'un système de recirculation des gaz d'échappement basse pression comportant un filtre à particules pour un moteur à combus- tion interne présentant un turbocompresseur, en particulier un moteur diesel. Une conduite de recirculation pour les gaz d'échappement débouche avant un compresseur du turbocompresseur dans un canal d'air d'admission qui présente un étranglement dans un dispositif à vanne. L'étranglement peut être mis dans n'importe quelle position intermédiaire entre la position ouverte et la position fermée, pour mélanger la quantité d'air frais voulue aux gaz d'échappement remis en circulation. Sur l'itinéraire d'écoulement de l'air frais ou le cas échéant du mélange air frais/gaz d'échappement, un refroidisseur d'air traversé en permanence par le flux pendant que le moteur à combustion interne tourne est disposé entre le compresseur et le moteur à combustion interne.
La demande de brevet WO 98/55759 Al divulgue un dispositif de recirculation des gaz d'échappement similaire destiné à un moteur à combustion interne sous la forme d'un système de recirculation des gaz d'échappement basse pression, qui prévoit une vanne de contrepression qui est disposée après un embranchement d'une conduite de recirculation des gaz d'échappement. La vanne de contrepression doit servir à la production d'une pres- sion différentielle suffisante entre une entrée d'un compresseur et un filtre. Un refroidisseur d'air monté en amont d'un tuyau d'aspiration du moteur à combustion interne est traversé en permanence par le mélange air frais/gaz d'échappement aspiré pendant que le moteur à combustion interne tourne.
Le brevet DE 40 07 516 C2 décrit par ailleurs un système de recirculation des gaz d'échap- pement basse pression destiné à un moteur diesel, qui prévoit un filtre à particules placé en aval d'une turbine d'échappement d'un. turbocompresseur, après lequel bifurque une conduite de recirculation des gaz d'échappement débouchant dans une conduite d'air d'aspiration une dérivation. La conduite d'air d'aspiration présente avant un débouché de la conduite de recirculation des gaz d'échappement un étranglement réglable. La conduite d'air o d'aspiration passe par l'intermédiaire d'un surcompresseur d'un turbocompresseur dans une conduite d'air de charge raccordée au moteur diesel. Dans la conduite d'air de charge se trouve un refroidisseur d'air de charge traversé par le flux pendant que le moteur diesel tourne.
Le brevet DE 44 39 940 Al décrit un moteur à combustion interne à pistons pour la mise en oeuvre d'un procédé de réduction des émissions de NOx. Le moteur à combustion interne à pistons présente un turbocompresseur à gaz d'échappement et un dispositif pour la recirculation d'une quantité partielle de gaz d'échappement vers l'air de charge. II est prévu une conduite de recirculation des gaz d'échappement qui communique avec une conduite de gaz d'échappement dans une zone en amont d'une turbine du turbocompresseur à gaz d'échappement et avec une conduite d'air de charge dans une zone d'aspiration d'un compresseur du turbocompresseur à gaz d'échappement. Un filtre à particules et un refroidisseur sont en outre disposés dans la conduite de recirculation des gaz d'échappement. Côté pression, un refroidisseur d'air de charge est monté en aval du compresseur dans la conduite d'air de charge, de sorte que l'air refroidi et comprimé est dirigé en passant par un collecteur d'aspiration du moteur à combustion interne à pistons.
Le brevet DE 197 28 353 Cl décrit un moteur à combustion interne comportant un turbo-compresseur à gaz d'échappement qui présente une turbine d'échappement disposée dans un système de conduite de gaz d'échappement et un compresseur d'air de charge entraîné par la turbine d'air de charge, disposé dans une alimentation en air frais. II est en outre prévu une conduite de recirculation des gaz d'échappement qui bifurque à partir du système de conduite de gaz d'échappement après la turbine d'échappement dans le sens de l'écoulement des gaz d'échappement et débouche dans l'alimentation en air frais dans une conduite d'air de charge de l'alimentation en air frais après le compresseur d'air de charge dans le sens de l'écoulement. Dans la conduite de recirculation des gaz d'échappement est disposé un mélangeur à trois voies qui présente une première entrée pour la conduite de recirculation des gaz d'échappement, une deuxième entrée connectée à l'alimentation en air frais, et une sortie à partir de laquelle une conduite de suralimentation des gaz d'échappement retourne à la conduite d'air de charge. Un refroidisseur d'air de charge est disposé dans la conduite d'air de charge, et la conduite de suralimentation des gaz d'échappement débouche dans la conduite d'air de charge avant ou après le refroidisseur d'air de charge dans le sens de l'écoulement.
La demande de brevet WO 02/10574 Al décrit un refroidisseur des gaz d'échappement comportant un tuyau de dérivation et une vanne de recirculation des gaz d'échappement. Le refroidisseur des gaz d'échappement est prévu pour être utilisé dans un système de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne. Les gaz d'échappement peuvent soit traverser le refroidisseur de gaz d'échappement et y être refroidis, soit traverser le tuyau de dérivation, auquel cas un refroidissement est évité.
Le brevet EP 1 125 838 Al décrit en outre un système de recirculation des gaz d'échappement destiné à un moteur, qui présente un refroidisseur pour les gaz d'échappement, une dérivation contournant le refroidisseur, une vanne du refroidisseur, et une vanne de la dérivation. Le refroidisseur doit permettre de régler la température des gaz d'échappement en fonction du régime du moteur.
Les dispositifs de recirculation des gaz d'échappement connus de l'état de la technique, comportant un refroidisseur d'air monté en amont d'un moteur à combustion interne, ont pour inconvénient que pendant que le moteur à combustion interne tourne, le refroidisseur d'air est traversé en permanence par l'air frais et/ou les gaz d'échappement amenés au moteur à combustion interne, ce qui entraîne un ralentissement de la dynamique du moteur à combustion interne.
Dans ce contexte, l'invention à pour objet de concevoir un dispositif de recirculation des gaz d'échappement du type mentionné ci-dessus de telle façon qu'un moteur à combustion in- terne équipé dudit dispositif de recirculation des gaz d'échappement présente un bon comportement dynamique. L'invention a en outre pour objet d'indiquer un procédé pour l'utilisation dudit dispositif de recirculation des gaz d'échappement.
Le premier objectif est atteint par un dispositif de recirculation des gaz d'échappement du type mentionné ci-dessus, sur lequel le refroidisseur d'air présente une conduite d'air de dérivation. Les sous- revendications concernent des perfectionnements particulièrement appropriés de l'invention.
Avec cette conduite d'air de dérivation selon l'invention, qui peut de préférence être mise en et hors circuit en fonction de la plage de charge dans laquelle le moteur à combustion interne tourne, le moteur à combustion interne peut de manière simple disposer même très rapide- ment du volume d'air nécessaire par contournement du refroidisseur d'air. La commutation de la conduite d'air de dérivation peut par exemple se faire par des clapets de réglage et/ou des vannes qui, avec des temps de commutation très courts, ferment une voie d'écoulement passant par le refroidisseur d'air en même temps qu'ils ouvrent une voie d'écoulement par la conduite d'air de dérivation. L'invention a pour avantage que le volume d'air frais et/ou de mélange air frais/gaz d'échappement à amener au moteur à combustion interne peut rester très faible, ce qui permet avantageusement un bon comportement du moteur à combustion interne en termes de réponse et de dynamique. Du fait du volume d'air relativement réduit dans la zone d'aspiration du moteur à combustion interne, la quantité de carburant nécessaire pour une manoeuvre d'accélération peut lui être aussitôt amenée. Le refroidisseur d'air est de préférence régulièrement contourné dans une plage de charge partielle du moteur à combustion interne. Le refroidisseur d'air peut alors si besoin est par exemple en raison d'un signal d'un dispositif de commande électronique du dispositif de recirculation des gaz d'échappement être mis en circuit, par exemple lors de manoeuvres d'accélération. L'invention convient très bien pour un dispositif de recirculation des gaz d'échappement basse pression, en particulier pour un moteur diesel de véhicule automobile, sur lequel les gaz d'échappement sont mélangés à l'air frais à amener au moteur à combustion interne hors pression ou seulement à un faible niveau de pression. Dans un dispositif de recirculation des gaz d'échappement basse pression, une quantité relativement importante de gaz d'échappement se trouve régulièrement dans le refroidisseur d'air; en cas d'accélération soudaine, il peut arriver que les gaz d'échappement se trouvent trop longtemps dans la zone d'aspiration du moteur à combustion interne, et que le carburant nécessaire à l'accélération soudaine ne puisse tout d'abord pas être amené. Ce problème peut être résolu très simple-ment avec l'invention en ce que, par exemple, le mélange gaz d'échappement/air frais peut en principe s'écouler directement par la conduite d'air de dérivation vers le moteur à com- bustion interne en contournant le refroidisseur d'air, tandis qu'en cas d'aspiration d'air frais pur (non mélangé à des gaz d'échappement) par le moteur à combustion interne, cet air frais peut de préférence traverser le refroidisseur d'air. L'invention couvre avantageusement la totalité de la plage de régime du moteur à combustion interne, c'est-à-dire aussi bien la plage de charge partielle que celle de pleine charge. L'invention résout d'une manière géné- raie le problème qui réside en ce que sur les dispositifs de recirculation selon l'état de la technique, comportant un refroidisseur d'air prévu pour le refroidissement d'air fortement comprimé dans une plage de pleine charge du moteur à combustion interne et toujours tra- versé par le mélange gaz d'échappement/air frais sur toute la plage caractéristique, un important volume de mélange se trouve dans une voie du refroidisseur d'air, en conséquence de quoi, avec des dispositifs de recirculation des gaz d'échappement connus, le moteur à combustion interne a besoin de trop de tours pour aspirer le mélange hors de la voie du re- froidisseur d'air et pour pouvoir injecter une plus grande quantité de carburant souhaitée, et présente de ce fait une inertie indésirable.
La performance du moteur à combustion interne est avantageusement augmentée si, selon un perfectionnement de l'invention, on dispose dans la conduite de gaz d'échappement, o avant un embranchement de la conduite de recirculation des gaz d'échappement dans le sens de l'écoulement, une turbine d'un turbocompresseur à gaz d'échappement pour l'en-traînement d'un compresseur du turbocompresseur à gaz d'échappement disposé dans la conduite d'alimentation en air après un débouché de la conduite de recirculation des gaz d'échappement et avant le refroidisseur d'air dans le sens de l'écoulement. Avec ce dispositif de recirculation des gaz d'échappement basse pression, sur lequel la turbine est disposée avant l'embranchement de la conduite de recirculation des gaz d'échappement, la totalité des gaz d'échappement passe à travers la turbine du turbocompresseur à gaz d'échappement, ce qui permet d'atteindre une performance maximale de la turbine et d'augmenter ainsi le rendement global du turbocompresseur; il est par exemple possible d'augmenter considérablement, par exemple de doubler, la vitesse de rotation du turbocompresseur dans la plage de charge partielle (plage EGR) en comparaison avec un dispositif EGR haute pression. Les gaz d'échappement dans la conduite de recirculation des gaz d'échappement sont alors au moins presque hors pression.
Selon un autre perfectionnement avantageux de l'invention, les émissions polluantes du moteur à combustion interne sont encore réduites si un filtre à particules est disposé dans la conduite de gaz d'échappement avant l'embranchement de la conduite de recirculation des gaz d'échappement dans le sens de l'écoulement.
II est avantageux, pour augmenter encore la performance du moteur à combustion interne selon un autre perfectionnement de l'invention, que la conduite de recirculation des gaz d'échappement présente un refroidisseur des gaz d'échappement. L'eau de condensation éventuellement produite lors du refroidissement des gaz d'échappement peut de manière simple être séparée dans la conduite de recirculation des gaz d'échappement. Le refroidis- seur des gaz d'échappement permet en outre d'obtenir une réduction considérable des émissions polluantes du moteur à combustion interne, en particulier de la production de NOx.
Selon un perfectionnement de l'invention il est avantageux, en particulier pour l'amélioration du comportement du moteur à combustion interne au démarrage à froid, que le refroidisseur des gaz d'échappement présente une conduite de dérivation des gaz d'échappement. Lors d'un démarrage à froid, les gaz d'échappement peuvent alors être dirigés pour passer par la conduite de dérivation des gaz d'échappement, et le moteur à combustion interne atteint sa température de fonctionnement plus rapidement après le démarrage à froid. Avec une configuration appropriée d'une alimentation en réfrigérant du refroidisseur des gaz d'échappement, il est en outre possible de réaliser un chauffage du moteur à combustion interne.
Le refroidisseur des gaz d'échappement pourrait par exemple être connecté à un circuit de refroidissement du moteur, les gaz d'échappement étant refroidis par l'eau de refroidisse-ment du moteur. Selon un perfectionnement avantageux de l'invention, le refroidisseur des gaz d'échappement présente au contraire un circuit de refroidissement des gaz d'échappe- ment indépendant du circuit de refroidissement du moteur du moteur à combustion interne. Les gaz d'échappement peuvent ainsi être refroidis jusqu'à une température très inférieure à 100 C, par exemple jusqu'à la température ambiante. Le refroidisseur des gaz d'échappement peut par exemple être conçu pour avoir son propre refroidisseur d'eau avec de l'eau comme réfrigérant, ou être par exemple équipé d'un refroidisseur d'air.
On pourrait par exemple imaginer que le flux d'air puisse être commandé ou réglé par une vanne vers et dans la conduite d'air de dérivation. Le dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon l'invention permet au contraire d'obtenir une construction plus simple et une moindre sensibilité à l'usure si, selon un autre perfectionnement avantageux de l'invention, la conduite d'air de dérivation présente un clapet de régulation de l'air de dérivation. Le clapet de régulation de l'air de dérivation a pour autre avantage qu'il peut être basculé très rapidement d'une position ouvrant la conduite d'air de dérivation à une position fermant la conduite d'air de dérivation.
Selon un autre perfectionnement avantageux de l'invention, la conduite d'alimentation en air présente dans une alimentation du refroidisseur un clapet de régulation de l'air du refroidisseur après un embranchement de la conduite d'air de dérivation et avant le refroidisseur d'air dans le sens de l'écoulement. L'alimentation du refroidisseur peut ainsi être ouverte ou fermée très rapidement et en toute sécurité.
Pour une commande simple, peu sensible à l'usure, de la recirculation des gaz d'échappement vers le moteur à combustion interne, il est particulièrement avantageux selon un autre perfectionnement de l'invention que la conduite de recirculation des gaz d'échappement présente un clapet de régulation des gaz d'échappement. II est en même temps possible de réaliser avec le clapet de régulation des gaz d'échappement un une gestion du mélange des gaz d'échappement remis en circulation et de l'air frais aspiré dans l'environnement.
Selon un autre perfectionnement avantageux de l'invention, le clapet de régulation de l'air de dérivation et/ou le clapet de régulation de l'air du refroidisseur et/ou le clapet de régulation des gaz d'échappement peut être réglé entre une première position fermant entièrement la conduite d'air de dérivation et/ou la conduite d'alimentation en air et/ou la conduite de recirculation des gaz d'échappement, et une deuxième position libérant entièrement la conduite d'air de dérivation et/ou la conduite d'alimentation en air et/ou la conduite de recirculation des gaz d'échappement, de sorte que non seulement chacune des conduites peut être entièrement ouverte ou entièrement fermée, mais que n'importe qu'elle position inter- médiaire de chacun des clapets de régulation est également possible. Une telle commande des clapets de régulation peut être réalisée par exemple en fonction de la plage de charge instantanée du moteur à combustion interne, ainsi qu'en fonction d'autres paramètres de fonctionnement comme la température du moteur à combustion interne.
Pour une commande précise, reproductible et simple des clapets de régulation, il est particulièrement avantageux selon un autre perfectionnement de l'invention que soit prévu un dis-positif de commande, en particulier électronique, pour le réglage du clapet de régulation de l'air de dérivation et/ou du clapet de régulation de l'air du refroidisseur et/ou du clapet de régulation des gaz d'échappement.
L'objectif cité ci-dessus en second lieu est atteint par un procédé du type mentionné précédemment, sur lequel la conduite d'air de dérivation est au moins partiellement ouverte et l'alimentation du refroidisseur est fermée lorsque la conduite de recirculation des gaz d'échappement est au moins partiellement ouverte. Les sous-revendications concernent des perfectionnements particulièrement appropriés de l'invention.
Avec le procédé selon l'invention, l'alimentation du refroidisseur est donc fermée, en particulier entièrement fermée, lorsque les gaz d'échappement sont remis en circulation vers la conduite d'alimentation en air et par conséquent vers la zone d'aspiration du moteur à corn- bustion interne, c'est-à-dire lorsque la conduite de recirculation des gaz d'échappement est entièrement ou partiellement ouverte par exemple par un clapet de régulation des gaz d'échappement se trouvant en position ouverte. Aucun air d'aspiration du moteur à combus- tion interne ne passe alors par le refroidisseur d'air. Le procédé peut de façon particulière-ment avantageuse être utilisé sans réduction de la performance du moteur à combustion interne si un refroidisseur des gaz d'échappement abaisse déjà le niveau de température des gaz d'échappement dans la conduite de recirculation des gaz d'échappement. Grâce au procédé selon l'invention, la totalité de la voie relativement volumineuse du refroidisseur d'air du dispositif de recirculation des gaz d'échappement est contournée dans la zone concernée par la recirculation des gaz d'échappement, et le mélange air frais/gaz d'échappement ou le cas échéant seuls les gaz d'échappement remis en circulation (en cas d'alimentation en air frais fermée, l'air environnant pouvant alors être aspiré par le moteur à combustion interne) sont directement amenés au moteur à combustion interne. On obtient ainsi une excellente dynamique du moteur à combustion interne, ce qui est très important en particulier pour un moteur à combustion interne utilisé comme moteur de véhicule automobile dans un véhicule automobile. Si dans le cas où les gaz d'échappement sont mélangés à l'air frais aspiré le refroidisseur d'air est contourné, un débit massique plus élevé à travers le moteur à combus- tion interne peut être atteint dans les phases dynamiques.
Une fermeture de l'alimentation du refroidisseur peut en principe être envisagée de n'importe qu'elle manière. Sur un perfectionnement de l'invention, il est toutefois particulièrement avantageux, pour un procédé simple mais également très sûr et fiable sur une durée de fonctionnement prolongée, que le clapet de régulation de l'air du refroidisseur soit fermé lorsque le clapet de régulation des gaz d'échappement est au moins partiellement ouvert.
Selon un autre perfectionnement avantageux de l'invention, le comportement dynamique du moteur à combustion interne est encore amélioré si le clapet de régulation de l'air du refroi-25 disseur est ouvert lors d'une accélération du moteur à combustion interne.
II en va de même si selon un autre perfectionnement avantageux de l'invention le clapet de régulation de l'air du refroidisseur est ouvert lorsque le moteur à combustion interne tourne à pleine charge.
L'invention permet de multiples modes de réalisation. Des exemples sont représentés schématiquement sur les dessins et expliqués ci-après pour une meilleure illustration du principe de base de l'invention. Sur les dessins: La figure 1 montre un dispositif de recirculation des gaz d'échappement comprenant un refroidisseur d'air et une conduite d'air de dérivation pour le refroidisseur d'air.
La figure 2 montre une zone de commutation pour le contournement du refroidisseur d'air.
Les éléments correspondant les uns aux autres portent le même signe de référence sur toutes les figures.
La figure 1 montre un dispositif de recirculation des gaz d'échappement 1 destiné à un moteur à combustion interne 2 à quatre cylindres 3 conçu comme moteur diesel de véhicule automobile à turbocompresseur. Les cylindres 3 présentent chacun une soupape d'admission 4 pour l'air aspiré et une soupape d'échappement 5 pour les gaz d'échappement pro- lo duits. L'écoulement de l'air d'admission dans les cylindres 3 est symbolisé par les flèches 6. L'écoulement des gaz d'échappement évacués des cylindres 3 est symbolisé de manière correspondante par les flèches 7. Les gaz d'échappement produits sortant par les soupapes d'échappement 5 sont collectés dans un collecteur d'échappement 8 du moteur à combustion interne 2. L'air à amener aux soupapes d'admission 4 est collecté dans un collecteur d'aspiration 9 pour une répartition vers chacune des soupapes d'admission 4.
Le collecteur d'aspiration 9 est connecté aux soupapes d'admission 4 au moyen d'une entrée d'air 10 et le collecteur d'échappement 8 est connecté aux soupapes d'échappement 5 au moyen d'une sortie des gaz d'échappement 11. Au collecteur d'aspiration 9 est raccordée une conduite d'alimentation en air 12 comportant un refroidisseur d'air 13, et au collecteur d'échappement 8 est raccordée une conduite de gaz d'échappement 14 du dispositif de recirculation des gaz d'échappement 1. La conduite de gaz d'échappement 14 est en outre connectée dans le dispositif de recirculation des gaz d'échappement 1 à la conduite d'alimentation en air 12 par une conduite de recirculation des gaz d'échappement 16 pouvant être fermée au moyen d'un clapet de régulation des gaz d'échappement 15. Il est également possible de prévoir une vanne de régulation de la recirculation des gaz d'échappement à la place du clapet de régulation des gaz d'échappement 15.
Le sens d'écoulement des gaz d'échappement dans la conduite de gaz d'échappement 14 est indiqué sur la figure 1 par la flèche 24. Les gaz d'échappement produits par le moteur à combustion interne 2 sont dirigés dans la conduite de gaz d'échappement 14 pour passer par une turbine 17 d'un turbocompresseur à gaz d'échappement 18 et un filtre à particules 19. La turbine 17 et le filtre à particules 19 sont tous disposés avant un embranchement 20 de la conduite de recirculation des gaz d'échappement 16 de la conduite de gaz d'échappe- ment 14, le filtre à particules 19 étant disposé en aval de la turbine 17.
La turbine 17 du turbocompresseur 18 entraîne un compresseur 21 du turbocompresseur 18, le compresseur 21 étant disposé dans la conduite d'alimentation en air 12, et cela après un débouché 23 de la conduite de recirculation des gaz d'échappement 16 dans la conduite d'alimentation en air 12 dans le sens de l'écoulement de l'air amené au moteur à combustion interne 2 illustré par la flèche 22. Dans la zone du découché 23 de la conduite de recirculation des gaz d'échappement 16 est disposé un clapet de régulation des gaz d'échappement 15. Le clapet de régulation des gaz d'échappement 15 peut fermer entièrement soit la conduite de recirculation des gaz d'échappement 16, soit une conduite d'air frais 25 munie d'un capteur de masse d'air par laquelle l'air environnant peut être aspiré et qui est partie intégrante de la conduite d'alimentation en air 12. Entre ces deux positions extrêmes du clapet de régulation des gaz d'échappement 25 peut être réglée n'importe quelle position intermédiaire, de sorte que le moteur à combustion interne peut être alimenté seulement en gaz d'échappement, seulement en air frais ou en un mélange gaz d'échappement/air frais libre-ment ajustable.
Dans la conduite de recirculation des gaz d'échappement 16 est disposé pour le refroidisse-ment des gaz d'échappement remis en circulation un refroidisseur des gaz d'échappement 28 présentant un circuit de refroidissement des gaz d'échappement 27 indépendant d'un circuit de refroidissement du moteur non représenté du moteur à combustion interne 2. Une conduite de dérivation des gaz d'échappement 29 passe parallèlement au refroidisseur des gaz d'échappement. Le refroidisseur des gaz d'échappement 28 peut être barré au moyen d'un clapet 30 de régulation du contournement du refroidisseur des gaz d'échappement placé avant le refroidisseur des gaz d'échappement 28 dans le sens de l'écoulement dans la conduite de recirculation des gaz d'échappement 16, de sorte qu'il ne peut plus être traversé par des gaz d'échappement.
Le refroidisseur d'air 13 dans la conduite d'alimentation en air 12 présente une conduite d'air de dérivation 31 comportant un clapet de régulation de l'air de dérivation 32. Au clapet de régulation de l'air de dérivation 32 dans la conduite d'air de dérivation 31 correspond un clapet de régulation de l'air du refroidisseur 33 qui est disposé après un embranchement 34 de la conduite d'air de dérivation 31 partant de la conduite d'alimentation en air 12 dans une alimentation 35 du refroidisseur d'air de la conduite d'alimentation en air 12 avant le refroidisseur d'air 13.
Selon la position du clapet de régulation de l'air de dérivation 32 et duclapet de régulation de l'air du refroidisseur 33, l'air amené au moteur à combustion interne 2 emprunte une trajectoire différente: si le clapet de régulation de l'air de dérivation 32 est entièrement fermé et le clapet de régulation de l'air du refroidisseur 33 entièrement ouvert (cas représenté par une ligne en pointillés), tout l'air s'écoule dans un sens d'écoulement illustré par une flèche en pointillés 36 en passant par le refroidisseur d'air 13 vers le collecteur d'aspiration 9 du moteur à combustion interne 2; si en revanche le clapet de régulation de l'air de dérivation 32 est entièrement ouvert et le clapet de régulation de l'air du refroidisseur 33 entièrement fermé (cas représenté par une ligne continue), la totalité de l'air s'écoule vers le collecteur d'aspiration 9 dans une sens d'écoulement illustré par une flèche en ligne continue 37 en contournant le refroidisseur d'air 12. II est en principe également possible d'envisager des réglages intermédiaire du clapet de régulation de l'air de dérivation 32 et/ou du clapet de o régulation de l'air du refroidisseur 33.
Par exemple lors de manoeuvres d'accélération du moteur à combustion interne 2 ou en général lorsqu'il tourne à pleine charge, c'est-à-dire par exemple en cas de grande quantité de carburant injecté et d'augmentation de la pression de charge, si un refroidissement de l'air aspiré par le moteur à combustion interne 2 est nécessaire, une commutation du clapet de régulation de l'air de dérivation 32 et du clapet de régulation de l'air du refroidisseur 33 peut s'effectuer après un court laps de temps pendant lequel le moteur à combustion interne 2 aspire l'air d'aspiration entre le clapet de régulation de l'air de dérivation 32 et les soupapes d'admission 4 du moteur à combustion interne 2; l'air comprimé traverse alors le refroidis- seur d'air 13. Lorsque le moteur à combustion interne 2 quitte à nouveau la plage de pleine charge, les clapets mentionnés ci-dessus peut être rebasculés en fonction de la quantité de carburant injecté commandée. Après un temps très court, pendant lequel la voie d'aspiration raccourcie est à nouveau remplie de gaz d'échappement, une quantité de carburant correspondant à la charge partielle peut à nouveau être injectée, le clapet de régulation des gaz d'échappement 15 étant régulièrement au moins partiellement ouvert.
La figure 2 montre par exemple une zone de commutation pour le contournement du refroidisseur d'air sur un dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon la figure 1. Sur l'illustration selon la figure 2 une pression moyenne effective p est rapportée à une vitesse de rotation n. Un rectangle 38 indique une plage de champ caractéristique de recirculation des gaz d'échappement dans laquelle le moteur à combustion interne fonctionne dans un mode de recirculation des gaz d'échappement. Un mélange gaz d'échappement/air frais est dirigé directement dans le collecteur d'aspiration du moteur à combustion interne en contournant le refroidisseur d'air. La taille du rectangle 38 est en général fonction de mufti- pies conditions limites spécifiques, telles que la grosseur du véhicule automobile et la cylindrée du moteur à combustion interne. Un rectangle 39 indique une plage de pleine charge dans laquelle le moteur à combustion interne fonctionne en mode de refroidissement de l'air, dans lequel seul l'air frais aspiré (c'est-à-dire l'air environnant le véhicule automobile) est amené au moteur à combustion interne, et ce en passant par le refroidisseur d'air.

Claims (15)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement destiné à un moteur à combustion interne, comportant une conduite d'alimentation en air présentant un refroidissement d'air, connectée à une entrée d'air du moteur à combustion interne, et comportant une conduite de gaz d'échappement connectée à une sortie des gaz d'échappement du moteur à combustion interne, la conduite de gaz d'échappement étant connectée à la conduite d'alimentation en air par l'intermédiaire d'une conduite de recirculation des gaz d'échappement pouvant être fermée, et la conduite de recirculation des gaz d'échappement étant raccordée à la conduite d'alimentation en air avant le refroidissement d'air dans le sens de l'écoulement, caractérisé en ce que le refroidisseur d'air (13) présente une conduite d'air de dérivation (31).
2. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'est disposée dans la conduite de gaz d'échappement (14), avant un embranchement (20) de la conduite de recirculation des gaz d'échappement (16) dans le sens de l'écoulement, une turbine (17) d'un turbocompresseur à gaz d'échappement (18) pour l'entraînement d'un compresseur (21) du turbocompresseur à gaz d'échappement (18) disposé dans la conduite d'alimentation en air (12) après un débouché (23) de la conduite de recirculation des gaz d'échappement (16) et avant le refroidisseur d'air (13) dans le sens de l'écoulement.
3. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon l'une des revendications 1.à 2, caractérisé en qu'un filtre à particules (19) est disposé dans la conduite de gaz d'échappement (14) avant l'embranchement (20) de la conduite de recirculation des gaz d'échappement (16) dans le sens de l'écoulement.
4. Dispositif de recirculation d'échappement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en que la conduite de recirculation des gaz d'échappement (16) présente un refroidisseur des gaz d'échappement (28).
5. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le refroidisseur des gaz d'échappement (28) présente une conduite de dérivation des gaz d'échappement (29).
6. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon l'une des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que le refroidisseur des gaz d'échappement (28) présente un circuit de refroidissement des gaz d'échappement (27) indépendant du circuit de refroidissement du moteur à combustion interne (2).
7. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la conduite d'air de dérivation (31) présente un clapet de régulation de l'air de dérivation (32).
8. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la conduite d'alimentation en air (12) présente dans une alimentation du refroidisseur (35) un clapet de régulation de l'air du refroidisseur (33) après un embranchement (34) de la conduite d'air de dérivation (31) et avant le refroidisseur d'air (13) dans le sens de l'écoulement.
9. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que la conduite de recirculation des gaz d'échappement (16) présente un clapet de régulation des gaz d'échappement (15).
10. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le clapet de régulation de l'air de dérivation (32) et/ou le clapet de régulation de l'air du refroidisseur (33) et/ou le clapet de régulation des gaz d'échappement (15) peut être réglé entre une première position fermant entièrement la conduite d'air de dérivation (31) et/ou la conduite d'alimentation en air (12) et/ou la conduite de recirculation des gaz d'échappement (16) et une deuxième position libérant entièrement la conduite d'air de dérivation (32) et/ou la 3o conduite d'alimentation en air (12) et/ou la conduite de recirculation des gaz d'échappement (16).
11. Dispositif de recirculation des gaz d'échappement selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'est prévu un dispositif de commande pour le réglage du clapet de régulation de l'air de dérivation (32) et/ou du clapet de régulation de l'air du refroidisseur (33) et/ou du clapet de régulation des gaz d'échappement (15)
12. Procédé pour l'utilisation d'un dispositif de recirculation des gaz d'échappement, caractérisé en ce que le dispositif de recirculation des gaz d'échappement est un dispositif selon l'une des revendications 1 à 11 dont la conduite d'air de dérivation (31) est au moins partiellement ouverte et l'alimentation du refroidisseur (35) est fermée lorsque la conduite de recirculation des gaz d'échappement (16) est au moins partiellement ouverte.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le clapet de régulation de l'air du refroidisseur (33) est fermé lorsque le clapet de régulation des gaz d'échappement (15) est au moins partiellement ouvert.
14. Procédé selon l'une des revendications 12 à 13, caractérisé en ce que le clapet de régulation de l'air du refroidisseur (33) est ouvert lors d'une accélération du moteur à combustion interne (2).
15. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le clapet de régulation de l'air du refroidisseur (33) est ouvert lorsque le moteur à combustion interne (2) tourne à pleine charge.
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