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EP3256705A1 - Ensemble moteur turbocompresse a deux conduits d'echappement avec ligne de recirculation - Google Patents

Ensemble moteur turbocompresse a deux conduits d'echappement avec ligne de recirculation

Info

Publication number
EP3256705A1
EP3256705A1 EP16705245.5A EP16705245A EP3256705A1 EP 3256705 A1 EP3256705 A1 EP 3256705A1 EP 16705245 A EP16705245 A EP 16705245A EP 3256705 A1 EP3256705 A1 EP 3256705A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stitching
turbine
exhaust
engine
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16705245.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Diego Rafael Veiga Pagliari
Arnaud Dupuis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
PSA Automobiles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR1551018A external-priority patent/FR3032485A1/fr
Priority claimed from FR1551017A external-priority patent/FR3032487B1/fr
Application filed by PSA Automobiles SA filed Critical PSA Automobiles SA
Publication of EP3256705A1 publication Critical patent/EP3256705A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/02—Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F01N13/107—More than one exhaust manifold or exhaust collector
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    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
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    • F02M26/09—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
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    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/70—Flap valves; Rotary valves; Sliding valves; Resilient valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/71—Multi-way valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2340/00—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses
    • F01N2340/06—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses characterised by the arrangement of the exhaust apparatus relative to the turbine of a turbocharger
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an engine assembly for a motor vehicle comprising an internal combustion engine, a recirculation line of the exhaust gas at the engine intake, an air intake system to an engine inlet and an exhaust system at an engine output.
  • Engine turbocharging is provided by a turbine and a compressor, the turbine being integrated in the exhaust system and the compressor in the air intake system, the exhaust system comprising two exhaust pipes extended in the turbine by joining portions.
  • the exhaust system of such a motor assembly is connected to an output of the turbocharged engine, also called supercharged engine, for an exhaust gas exhaust from combustion in the engine, the engine being advantageously but not only a four-stroke gasoline engine.
  • FIG. 1 shows a supercharged gasoline engine assembly according to the closest prior art described in particular in the document WO-A-2009/105463.
  • Such an engine assembly is known under the name VEMB, abbreviation of the English name of "Valve Event Modulated Boost", translated into French by supercharging controlled by motor distribution.
  • VEMB a supercharged gasoline engine assembly
  • EGR line an exhaust gas recirculation line at the engine intake
  • a thermal combustion engine comprises a cylinder block provided with at least one cylinder, preferably several cylinders and an air intake inlet or an air intake manifold for the gasoline air mixture in each cylinder and an exhaust gas outlet resulting from the combustion of the mixture in each cylinder.
  • the output of the engine is connected to an exhaust manifold 5 supplying an exhaust duct 4, 9 exhausting the exhaust gases to the outside.
  • the turbocharged engine comprises a turbine 2 and a compressor 3.
  • the turbine 2 is disposed downstream of the exhaust manifold 5 in the exhaust pipe 4 while the compressor 3 is disposed upstream of the intake manifold. to the engine.
  • the turbine 2 comprises a turbine wheel recovering at least partially a kinetic energy created in the exhaust gas passing therethrough, the rotary member or wheel of the turbine being rotated by the exhaust gases leaving the exhaust manifold .
  • the turbine 2 drives the compressor 3 by being secured to it by an axis, the compressor 3 is traversed by fresh air for supplying air to the engine, air compressor 3 compresses.
  • the air which is then called supercharging air is supplied by the air supply line to a charge air cooler 25 to cool the air leaving the compressor 3.
  • a butterfly valve 26 regulating the flow of air into the air intake manifold of the motor forming the engine air inlet.
  • exhaust gas removal means for example one or more catalysts, in particular oxidation, reduction or three-way, associated or not with a particulate filter.
  • a selective catalytic reduction system or RCS system may also be provided in the exhaust duct 9.
  • EGR line exhaust gas recirculation line at the intake of engine air
  • spark ignition and compression ignition engines to recirculate the exhaust gases to the engine air intake to reduce nitrogen oxide emissions.
  • Such a system is also known by the Anglo-Saxon acronym EGR for "Exhaust Gas Recirculation" which means Recirculation of Exhaust Gas.
  • An EGR line 1 1 has a stitching on the exhaust duct to withdraw a portion of the exhaust gas from the duct and a cooler 23 of the exhaust gas passing through this line 1 1, these gases are then very hot.
  • the line RGE 1 1 opens on the intake of air upstream of the compressor 3 it feeds.
  • a valve 24 called EGR valve equips the line RGE 1 1, advantageously downstream of the cooler 23, to open or close the flow of gas to the inlet.
  • the recirculation of the exhaust gas to the air intake of the engine improves the engine thermodynamic efficiency due to the reduction of heat transfer through the reintroduction of recycled gases through line EGR 1 1 in the intake manifold. Such recirculation may also allow a decrease in the enrichment related to the exhaust temperature and a decrease in pump losses when the engine is associated with a turbocharger.
  • the thermal combustion engine forming part of the set 1 said supercharging controlled by engine distribution has at least one cylinder, in Figure 1 three cylinders.
  • Each engine cylinder is equipped with an intake valve and two exhaust valves. These exhaust valves may be selectively associated with a first or second exit passage in a cylinder and selectively open and close their associated passage.
  • each cylinder It is the same for the intake valve associated with an inlet passage in each cylinder.
  • the two outlet passages of each cylinder which are closed and opened sequentially by their associated exhaust valve open on a different exhaust manifold 5, 7 each supplying a dedicated exhaust duct 4, 6, the two ducts 4, 6 exhaust does not follow the same course as will be detailed below.
  • the first exhaust passage of each cylinder is connected to the first manifold 5 and the second exhaust passage is connected to the second manifold 7.
  • a motor assembly 1 said supercharging controlled by engine distribution therefore comprises a first duct 4 said exhaust turbine 2 starting from a first exhaust manifold 5 and a second discharge duct 6 from a second exhaust manifold 7, the exhaust manifolds 5, 7 each being connected to one of the two sets of first or second exhaust passages respectively; equipped with their exhaust valves provided for each cylinder.
  • the first conduit 4 leads to an inlet face of the turbine 2 of the turbocharger being extended by a main expansion channel inside the turbine 2 housing a turbine wheel to recover the kinetic energy content. in the exhaust gas passing through it.
  • the second duct 6 bypasses the turbine 2 without entering but joins further downstream of the turbine 2 a third duct 9 connected to an outlet face of the turbine 2 for exhaust gas evacuation of the main flash passage having been in exchange for energy with the turbine wheel so that there is only one exhaust duct 9 passing through decontamination elements 10 placed at the end of the exhaust system. It follows that, in such a motor-controlled supercharging engine assembly according to the state of the art, the second duct 6 has no penetrating extension in the turbine 2.
  • the function of the first duct 4 said exhaust duct turbine is to allow a first flow of exhaust gas through the turbine 2 and its rotary energy recovery member in the form of a wheel to provide the power to the compressor 3.
  • the function of the second duct 6, said discharge duct and fed by a second exhaust manifold 7, different and independent of the first exhaust manifold 5 of the first duct 4, is to allow a second flow of independent exhaust gas and different from the first flow to circumvent the turbine 2 and in particular its wheel and thus discharge the turbine 2 of the total flow of exhaust gas by decreasing the flow of exhaust gas therethrough by subtraction of the second stream to the total flow.
  • a discharge valve which may be internal or external to the turbine serves to limit the pressure of the exhaust gas on the turbine wheel of the turbocharger by opening a bypass of the exhaust gas. so that they no longer pass through the turbine and its wheel.
  • a limitation of the speed of the wheel of the turbine is thus obtained, which also limits the speed of rotation of the wheel provided in the compressor being integral with the wheel of the turbine, which also limits the compression of the turbine. intake air.
  • a relief valve associated with a turbine for the regulation of the flow of exhaust gas therethrough is no longer necessary with a motor-controlled supercharging engine assembly having two exhaust ducts each leaving a collector respective exhaust.
  • Such an engine assembly improves the efficiency of the engine cycle by reducing the engine pumping during the exhaust phase of a four-stroke cycle, which has a favorable impact on the engine consumption. . Better control of the energy recovered by the turbine is therefore performed, which implies better management of the engine load.
  • a motor assembly it can simultaneously coexist a high pressure RGE 1 1 recirculation line which can be stitched for example on the second discharge duct 6 and a low pressure recirculation line 1 1 which can be stitched for example on the first exhaust duct 4 per turbine, this advantageously downstream of the turbine 2. It may also exist only one recirculation line RGE 1 1 stitched on one of the two ducts 4, 6. a major drawback of the combination of an EGR line with a two-exhaust engine assembly starting from a respective exhaust valve of two exhaust valves per cylinder is that the connection of the line RGE 1 1 on the exhaust front of such an engine assembly can be complex.
  • the patent application FR-A-2 992 353 describes a motor unit comprising a combustion engine with an exhaust system comprising a high pressure exhaust manifold supplying an exhaust line and a low exhaust manifold pressure feeding a recirculation line.
  • the system also includes a gas tank which is connected to the engine by an isolation valve which can assume a communication configuration allowing a flow of gas between the engine and the tank and an insulation configuration preventing this circulation.
  • This exhaust system is however complex with the presence of a reservoir and a conduit connecting it to the manifold, the valve being disposed in this conduit. Therefore, a problem underlying the invention is to improve a motor assembly said turbocharging engine controlled by two exhaust ducts, the supercharged engine being associated with a recirculation line of gas said exhaust line EGR, on the one hand, by reducing the complexity of the connection of the EGR line to the exhaust system of the engine assembly and, on the other hand, by obtaining that the operation of the EGR line is done optimal in all driving conditions of the motor vehicle.
  • a motor assembly with an engine comprising at least one cylinder, at least one exhaust gas recirculation line at an engine intake, a turbocharger comprising a turbine and a compressor, and an exhaust system connected by a first and a second exhaust manifold to an engine outlet for exhaust gas exhaust from the combustion in the engine, the exhaust system comprising a first conduit said exhaust from the turbine leaving the first exhaust manifold and a second discharge duct from the second exhaust manifold, the turbine being provided with a casing having a main expansion passage in which is housed a wheel of turbine and the first duct opening into the main relief passage through an inlet face of the casing, characterized in that the second conduit opens through the this inlet of the housing in at least a portion of internal bypass to the casing bypassing the main relief passage and in that the stitching of said at least one recirculation line is in the turbine on a stitching portion of at least the expansion passage or said at least one branch portion via at least one stitching end.
  • the technical effect is to obtain at least one stitching end of at least one integrated recirculation line to the turbine, this through a housing surrounding the turbine. he it is thus possible to increase the rate of gas recirculation in connection condition as well low pressure or high pressure depending on whether the stitching is performed on the main flash passage or said at least one branch portion.
  • the fact of connecting the expansion passage and said at least one branch portion extending respectively the first or the second conduit in the turbine allows to maintain the same conventional system of aftertreatment of the exhaust gases of the engine than that preceding the improvement of a motor assembly by supercharging controlled by motor distribution.
  • a discharge valve is advantageously replaced by the branch portion or portions extending the second conduit within the turbine whose flow can easily be controlled. Even the stitching end opening into the recirculation line can be used for the discharge of the turbine, especially when the stitching end is formed on the expansion passage extending the first exhaust duct in the turbine. This is advantageously controlled by the engine control which has all the necessary parameters to determine whether a discharge of the impeller wheel is necessary or not.
  • the stitching portion on which the stitching is made via at least one stitching end is said at least one branch portion extending the second conduit and bypassing the wheel of the turbine, the exhaust system comprising a third conduit external to the turbine and connected to an outlet face of the turbine casing for exhaust gas discharge out of the turbine.
  • the stitching portion comprises at least one control valve for regulating at least one exhaust gas flow therethrough, said at least one control valve being operable between at least a first closed position. the flow rate in the stitching portion at or after said at least one stitching end and a second open stitching position in the stitching portion at or after said at least one stitching end.
  • control valve is disposed towards at least one outlet end of said at least one nozzle portion at the outlet face of the turbine, intermediate opening positions of the control valve for adjusting the flow in said at least one tapping portion according to the degree of opening of the control valve corresponding to each respective intermediate position.
  • regulation valve is operable between at least four positions, namely:
  • the control valve comprises a disk displaceable in translation or in rotation by an actuator, the disk bearing said at least one output end of said at least one a bypass portion and said at least one stitching end of said at least one recirculation line.
  • the disk of the regulating valve is either:
  • the output disc is disposed around an outlet end of the first conduit, the output disc having an internal hollow recess vis-à-vis the outlet end of the first conduit.
  • said at least one outlet end of said at least one branch portion is of circular section, oval or half-moon shaped.
  • the casing of the turbine surrounds at a distance the wheel of the turbine and comprises an intermediate portion interconnecting its inlet face and an outlet face of the casing, the intermediate portion comprising at least one opening for said minus a stitching of said at least one recirculation line.
  • FR-A-2 902 465 recognizes this problem for a valve control valve undergoing fouling at the contact surface between the valve head and the valve seat. There may be a risk of sticking the valve head to its seat, which may prevent the valve from opening.
  • the solution proposed in this document is to keep the same type of control valve by adding an anti-fouling device with a protective element isolating the exhaust valve stem, which only partially solves the problem. problem and complicates the structure of the control valve.
  • an additional problem underlying the invention is to improve a motor assembly said turbocharged supercharging engine controlled by two exhaust ducts, the turbocharged engine being associated with at least one recirculation line of the engine.
  • exhaust gas called RGE line stitched on at least one of exhaust ducts or, where appropriate, at least one extension of one of these ducts inside the turbine, ensuring that the operation of the EGR line is optimally performed in all driving conditions of the motor vehicle by means of regulating the flow in the line or the duct which is not conducive to fouling caused by the passage of the exhaust gases in its interior.
  • a motor assembly in particular as described above, comprising an internal combustion engine with at least one cylinder, a turbocharger comprising a turbine and a compressor, a an exhaust system connected to an engine outlet for exhausting exhaust gases from combustion in the engine and at least one exhaust gas recirculation line to an engine intake, the exhaust system comprising a first said exhaust duct by the turbine leaving a first exhaust manifold and a second duct said discharge from a second exhaust manifold, the turbine being provided with a casing having a main passage of relaxation in which is housed a turbine wheel and the first duct opening into the main relief passage through an inlet face of the housing, the recirculation line said at least one tapping portion on at least one tapping portion traversed by exhaust gases, characterized in that said at least one tapping portion comprises in its interior a device for regulating at least its flow, the control device extending along the inner wall of a portion of said at least one stitching portion leaving only a clearance sufficient for longitudinal movement of
  • the technical effect is to obtain a control device which has substantially the same section as the conduit in which it is inserted.
  • the clearance between the part of said at least one stitching portion and the regulating device is only sufficient for a longitudinal displacement of the device in the part, it means that the regulating device has a section close to that of part of the stitching portion.
  • a conventional control valve generally has a smaller passage area than the conduit on which it is installed. The passages inside the valve are therefore of reduced section and therefore liable to become fouled rapidly due to the particles contained in the exhaust gas.
  • the control device according to the invention has an exhaust gas passage section only slightly lower than that of the duct in which it is integrated. The exhaust gas pressure on the outlet side opening is strong, which protects this opening from fouling.
  • the flow of the exhaust gas in the control device is not disturbed or limited by the presence of the device elements housed in its interior as in a conventional control valve, for example the valve and its actuator for a valve control valve.
  • the opening or closing of the regulating device is by translation of the device itself and not an element housed in its interior. It follows that the displacement means of the regulating device, that is to say mainly its actuator, can be arranged outside the regulating device and are protected from fouling due to the passage of the gases. exhaust while, for a conventional control valve, the actuator is disposed inside the duct and undergoes a fouling that can disrupt its operation.
  • such a control device can also be used if necessary as an exhaust gas recirculation line valve or replace it advantageously.
  • the second conduit opens through the inlet side of the casing in at least one internal bypass portion to the casing bypassing the main relief passage, the main expansion passage and said at least one branch portion joining at an outlet face of the casing, the exhaust system comprising a third duct outside the turbine connected to the outlet face of the turbine casing for exhaust gas discharge out of the turbine.
  • the displacement of the regulating device is controlled by an actuator external to the regulating device and stopping the movement of the device. control in intermediate opening positions for adjusting the output flow of said at least one stitching portion according to the degree of opening corresponding to each respective intermediate position.
  • the regulating device comprises at least a second lateral outlet opening of the exhaust gas, the stitching of the recirculation line being effective on said at least one stitching portion when said at least one stitching end is aligned with said at least one second lateral opening of the device.
  • said at least one first and second lateral openings are positioned on the regulating device so that they are selectively positioned with respectively said at least one outlet end of the stitching portion or said at least one stitching end.
  • said at least one first and second lateral openings are positioned on the regulating device so that when one of said at least one opening is aligned with at least one outlet end of the stitching portion or at least one a respective stitching end, the other of said at least one aperture is partially aligned with said at least one stitching or outlet end respectively leaving a reduced passage to the exhaust leaving the control device through the stitching end or respective output.
  • the portion of said at least one stitching portion receiving the regulating device and the regulating device are of cylindrical shape, said at least first and second lateral openings being disposed on the wall of the cylinder formed by the device. regulation.
  • the regulating device comprises a closing head capping a circular end portions of the cylinder formed by the regulating device, an actuator pressing the head for the displacement of the device.
  • control device is positioned inside the turbine, the casing surrounding the turbine at a distance comprising an intermediate portion connecting the inlet and outlet faces to each other and the actuator has a through rod.
  • the housing one end of the rod pressing on the head while the other end is located outside the turbine.
  • a return spring is wound around the rod inside the housing, the spring reminding the control device in the position for which said at least one first lateral opening is aligned with said at least one end of output of said at least one stitching portion.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a turbocharged engine assembly comprising an exhaust system with two exhaust ducts and an EGR line according to the closest state of the art
  • FIG. 2 is a schematic representation of a turbocharged engine assembly comprising an exhaust system with two exhaust ducts and an EGR line according to the present invention, the turbine being traversed by extensions of the two ducts,
  • FIG. 3 is a diagrammatic representation in perspective of an embodiment of a turbine surrounded by its casing, this turbine forming part of the exhaust system according to the present invention and FIGS. 3a and 3b showing embodiments of the outlet face of the turbine through which the exhaust gases exit,
  • FIG. 4 shows a longitudinal section of a turbocharger, the turbine of the turbocharger being integrated into the exhaust system of the engine assembly according to the present invention, illustrating a first embodiment of a control valve for the portion bypass extending in the turbine the second conduit and FIG. 4a shows an outlet face of the turbine according to FIG. 4,
  • FIG. 5 shows a section of a turbocharger with the turbine provided with a control valve but according to another embodiment in Figure 4 and Figure 5a shows an outlet face of the turbine according to Figure 5 , this turbine forming part of the exhaust system of the engine unit according to the present invention
  • FIG. 7 is a diagrammatic representation in perspective of another embodiment of a turbine provided with a control valve on an internal bypass portion
  • FIGS. 8, 9 and 9a show a respective embodiment of a disc carrying outlet end openings of the branch and tipping end portion for an exhaust gas recirculation line, this disc may be part of a turbine element of the motor assembly according to the present invention,
  • FIG. 10 is a schematic representation of the turbocharged engine assembly shown in FIG. 1 with the presence of a regulating device, this assembly being able to conform to the present invention when at least one of the ducts is provided with a device as shown in FIGS. 4 to 6,
  • FIG. 1 1 is a schematic representation of a control device introduced into one of the two ducts of an exhaust system of an engine assembly according to the present invention, the control device being in this figure in the position of opening of the outlet end of the duct and closing of the stitching end located on the duct,
  • FIG. 12 is a schematic representation of a regulating device introduced into at least one of the two ducts, or in at least one of their extensions in the turbine, of an exhaust system of an engine assembly according to the present invention. invention, the control device being in this figure in the closed position of both the outlet end of the conduit and the stitching end located on the conduit,
  • FIG. 13 is a schematic representation of a regulating device introduced into one of the two ducts, or in at least one of their extensions in the turbine, of an exhaust system of an engine assembly according to the present invention, the regulating device being in this figure in the closed position of the outlet end of the conduit housing and opening of the stitching end located on the conduit.
  • the words “downstream” and “upstream” are to be taken in the direction of the flow of exhaust gas out of the engine or again to the entrance of the engine for the recirculation line, an element in the exhaust system downstream of the engine being further away from the engine than another element upstream of the element.
  • the engine assembly includes the engine as well as its auxiliaries for the intake of air into the engine and for the exhaust of gases out of the engine, a turbocharger also forming part of the engine assembly, the turbine being included in the exhaust system of the engine assembly.
  • the engine assembly 1 comprises an internal combustion engine and a turbocharger comprising a turbine 2 and a compressor 3.
  • the turbine 2 comprises a wheel recovering at least partially the kinetic energy of the gases passing through it and transmits this energy to the compressor 3.
  • the turbocharger is provided with an axis connecting the wheel of the turbine 2 to a wheel in the compressor 3 ensuring the compression of the air passing through the compressor 3.
  • This axis can be lubricated, cooled by water and / or oil and installed on bearings with or without bearings.
  • This axis may also be equipped with an electrical assistance, either directly on the axis, or with the help of gears, for example a transmission or a gearbox.
  • the exhaust system is connected to an output of the engine for an exhaust gas exhaust from combustion in the engine and comprises a first duct 4 said exhaust turbine 2 from a first collector 5 exhaust and a second duct 6 said discharge from a second exhaust manifold 7.
  • the first and second manifolds 5, 7 are connected to the outlet of the internal combustion engine for the exhaust gas channeling through the first and second ducts 4, 6.
  • the output of the engine can be constituted by two outlet passages per cylinder on the engine each associated with an exhaust valve but this is not limiting although this is illustrated in Figure 2.
  • the engine comprises at least one cylinder having two outlet passages for evacuation of exhaust gases resulting from combustion in the engine, the first outlet passage being connected to the first collector 5 while the second outlet passage is connected to the second manifold 7.
  • the present invention can also be applied to a motor with at least one cylinder having only one outlet passage, the first and second collectors 5, 7 being connected to this alone passage.
  • the two exhaust manifolds 5, 7 may be close to each other to be connected to the turbine 2, for example by the same exhaust manifold connection flange with a turbine casing 2c 2.
  • the exhaust manifolds 5, 7 may be cooled by a cooling liquid, in particular water, the liquid circulating in a common cooling circuit or not common to the two collectors 5, 7.
  • the cooling circuit or circuits may also to cool the inside of the turbine 2.
  • the turbine 2 is provided with a housing 2c surrounding it by having at least one input face 2a and 2b output face.
  • the turbine 2 has a main relief passage 4 'in which is housed a turbine wheel and the first conduit 4 opens into the main passage of expansion 4' by the inlet face 2a of the housing 2c.
  • the main relief passage 4 ' is particularly visible in Figures 3, 4 and 5.
  • the exhaust system also comprises a stitching by a stitching end 12 on the second conduit 6 or its extension in the turbine 2 for a recirculation line 1 1 of the exhaust gas at the engine intake.
  • This tapping may also be on the first conduit 4 or its extension in the turbine 2 in replacement or in association with the tapping on the second conduit 6.
  • the second duct 6 opens through the inlet face 2a of the casing 2c in at least one branch portion 8 internal to the casing 2c bypassing the main relief passage 4 'and the stitching of said at least one recirculation line 1 1 is made in the turbine 2 on a stitching portion 8 of at least the expansion passage 4 'or said bypass portion 8 via at least one stitching end 12.
  • a Bypass portion 8 extending the second duct 6 inside the turbine 2 is integrated in the turbine 2 but is not in exchange for kinetic energy with the turbine wheel, which provides a discharge effect of the turbine. turbine even more efficient than the discharge effect obtained with a relief valve.
  • bypass portion 8 extending the second conduit 6 inside the turbine 2 is integrated in the turbine 2 reduces the size of the exhaust system and reduces the expense of material for the ducts 4, 6, the junction of the first and second ducts 4, 6 being in the turbine 2 and not after the turbine 2, resulting in a shortening of the length of the second duct 6.
  • the stitching of the recirculating line RGE 1 1 is done on at least a portion 8 of one of the first and second conduits 4, 6 internal to the turbine 2 via at least one end of stitching 12 said portion 8 advantageously comprising a regulating valve 13, 13a for the regulation of at least one flow of exhaust gas passing therethrough.
  • the stitching portion is the branch portion 8 extending the second conduit 6 inside the turbine 2, this is not necessarily the case within the scope of the invention.
  • the portion or portions on which the stitching via at least one stitching end 12 is one or more bypass portions 8 of the second duct 6 bypassing the wheel of the turbine 2, this to obtain a line RGE 1 1 high pressure.
  • the control valve 13, 13a can be operable between at least a first position of closure of the flow in the branch portion or portions serving as a stitching portion 8 after stitching 12 and a second open position of the flow in the branch portion or portions 8 after stitching 12.
  • control valve 13, 13a is integrated in a bypass portion 8
  • this is not limiting, such a control valve can be integrated in the main relief passage 4 'in association with or replacing a tapping in the branch portion or portions. This is also valid for the second embodiment which will now be detailed.
  • control valve 13, 13a may be arranged towards the outlet end or ends 8b of the at least one branch portion 8 tapping portions on the outlet face 2b of the turbine 2, intermediate opening positions of the control valve 13, 13a can be used to adjust the flow in the branch portion or portions 8 according to its corresponding degree of opening at each respective intermediate position. There are therefore several degrees of opening possible with consequently obtaining a modulation of the output flow of the branch portion or portions 8 serving as stitching portions.
  • the turbine 2 of the turbocharger can be integrated in a housing 2c having at least one inlet face 2a for the exhaust gas receiving the ends of the first and second conduits 4, 6 and an outlet face 2b for the exhaust gases leaving the turbine 2.
  • the casing 2c may have a quilting outlet 12a passing through the turbine 2.
  • FIGS. 3, 4a, 5a and 7, the inlet end is shown 8a and the outlet end 8b of a bypass portion 8.
  • FIG. 3a shows an outlet face of the casing with a single outlet end 8b of a bypass portion while FIG.
  • FIG. 3b shows a face the outlet end of the casing with several outlet ends 8b of a branch portion, these outlet ends being adjacent to this figure but may also be distributed uniformly and concentrically on the outlet face of the casing.
  • the regulation valve 13 can only close the output end of the bypass portion 8 as portion of stitching to prevent the second flow through this branch portion 8 of lead to the exit face 2b of the housing 2c.
  • the control valve 13 does not control the closing or opening of the EGR line by its stitching end.
  • FIGS. 4a and 5a illustrate an inlet face 2a of the casing of the turbine with the inlet opening of a main expansion passage 4 'and a bypass portion 8 respectively extending the first duct 4 or the second leads 6 in the turbine.
  • control valve 13, 13a may be arranged at the outlet end or ends 8b of the at least one branch portion 8 serving as portions of the control valve. stitching on the outlet face 2b of the turbine 2, the control valve 13, 13a being operable between at least four positions.
  • Figure 5 while referring to Figure 2 for some of the references, shows in particular three positions a, b, c of a control valve 13a.
  • the first position, referenced c may be a closing position of the output of said at least one branch portion 8 and of said at least one stitching end 12 with a zero flow in said at least one branch portion 8 and in said at least one RGE line 1 1 recirculation.
  • the second position, referenced b may be a closed position of the output of said at least one branch portion 8 with a zero flow at the output of said at least one bypass portion 8, the exhaust gases of the second duct 6 flowing entirely in said at least one recirculating RGE line 1 1 via said at least one stitching end 12.
  • the third position, referenced a may be an open position of the control valve 13a leaving open the outlet end 8b of the bypass portion 8 extending the second conduit 6 inside the turbine 2 opening towards the outlet face 2b of the turbine 2 and the stitching end 12, the flow of the second duct 6 being divided between a flow towards the outlet face 2b of the turbine 2 and a flow in the EGR line 1 1 for recirculation of the exhaust gas.
  • Another position may be a closed position of said at least one recirculating RGE line 1 1 by closing said at least one stitching end 12 with a zero flow rate in said at least one recirculating RGE line 1 1. , the exhaust gases flowing towards the outlet of said at least one branch portion 8 extending the second duct 6 inside the turbine 2 towards the outlet face 2b of the turbine 2.
  • intermediate positions are possible by being partial opening positions of said at least one bypass portion 8 and said at least one recirculation tapping end 12, these intermediate opening positions to adjust the output flow of said at least one bypass portion 8 and in said at least one recirculation RGE line 1 1 according to the degree of opening of said at least one branch portion 8 and said at least one corresponding stitching end 12 at each respective intermediate position.
  • control valve 13, 13a may, in some embodiments of the present invention, control the flow of the branch portion 8 and the line RGE 1 1 recirculation beginner of the stitching 12. There is therefore an economy of means obtained by these characteristics.
  • FIGS 6 and 6a to 6e show various positions of a control valve 13, according to the present invention, this respectively for a first embodiment in which the control valve 13 operates in the portion stitching 8 separating an upstream portion of the stitching portion of a downstream portion 8 'at the end of stitching portion 8 or respectively for a second embodiment in which the control valve 13 operates between, a on the one hand, an upstream part of the stitching portion 8 and the end of the stitching 12 and, on the other hand, the downstream part 8 'at the end of the stitching portion 8.
  • the stitching portion 8 may be a bypass portion extending the second conduit or the main expansion passage extending the first conduit.
  • control valve 13 is in the form of a cone that can completely obstruct the end of the upstream portion of the stitching portion 8 and, where appropriate, the end of the stitching 12 of the EGR line.
  • the control valve 13 can be moved by an actuator 15 to these figures by translation. It should be borne in mind that all these features are not limiting and that another arrangement of the EGR quilting and the quilting portion 8 and another form of control valve 13 can be adopted. In a first embodiment shown in FIGS.
  • the regulation valve 13 is displaceable in translation between a closed position and an open position of the end of the upstream portion of the portion of
  • the flow of the upstream portion of the stitching portion 8 does not result in the downstream portion 8 'at the end of the stitching portion 8
  • the flow of the upstream portion of the stitching portion 8 the stitching portion 8 terminates in the downstream part 8 'at the end of the stitching portion 8, its flow rate being adjustable by translation of the regulating valve 13, a progressive transverse widening of the downstream part 8' leading to a greater flow rate due to at a larger opening between the valve 13 and the walls of the downstream portion 8 '.
  • the upstream part of the stitching portion 8 is closed by the regulation valve 13. No flow of exhaust gas coming from the upstream part of the stitching portion 8 ends up in the downstream part 8 'at the end of the stitching portion 8.
  • the regulating valve 13 has begun its translation towards the downstream part 8' at the end of the stitching portion 8 but still closes the upstream part of the stitching portion 8.
  • the control valve 13 has continued its translation, has reached the level of the transverse widening of the downstream part 8 'at the end of the stitching portion 8 and no longer closes the upstream portion of the portion of The flow therefore passes from the upstream portion of the stitching portion 8 into the downstream portion 8 'at the end of the stitching portion 8.
  • the stitching end 12 and the upstream portion of the stitching portion 8 extend in parallel while being traversed by the exhaust gases in the opposite direction. compared to each other.
  • the control valve 13 is interposed between, on the one hand, the stitching end 12 and the upstream part of the stitching portion 8 and, on the other hand, the downstream part 8 'at the end of the stitching portion 8.
  • the regulation valve 13 which is of conical shape has its tip adjacent to the edge of the separation duct between the stitching end 12 and the upstream part of the stitching portion 8.
  • the upstream portion of the stitching portion 8 is closed by the control valve 13 and the stitching end 12 input. No flow of exhaust gas from the upstream portion of the stitching portion 8 thus leaves neither by the downstream portion 8 'at the end of stitching portion 8 nor by the stitching end 12 to feed the EGR line.
  • the upstream part of the stitching portion 8 still does not communicate with the downstream part 8 'at the end of the stitching portion 8 because of the position of the regulation valve 13, although this made a translation taking off his tip from the edge the separation duct between the stitching end 12 and the stitching portion 8.
  • the conical tip of the regulating valve 13 no longer closes the end of the inlet stitching 12 of the EGR line.
  • the flow of exhaust gas from the upstream portion of the stitching portion 8 passes only through the stitching end 12 to feed the EGR line.
  • the control valve 13 has continued its translation, has reached the level of the transverse widening of the downstream part 8 'and thus no longer closes the communication between the upstream part and the downstream part of the The flow thus passes from the upstream portion of the stitching portion 8 into the downstream portion 8 'but also through the stitching end 12.
  • the flow of the exhaust gas from the second conduit is distributed between the downstream portion 8 'at the end of the stitching portion 8 and the EGR line through its stitching end 12 inlet.
  • the flow rate in the downstream part 8 'at the end of the stitching portion 8 increases with the progression of the transverse widening of this downstream part.
  • Figures 7, 8, 9 and 9a illustrate a control valve which is rotatable by an actuator 15.
  • the casing 2c of the turbine 2 shown in Figure 7 is substantially the same as that shown in Figure 3 and differs from the latter only in a position different from the stitching end 12, this stitching end 12 not being visible in FIG. 7.
  • the elements inside the casing 2c are also substantially similar except for the valve Regulation 13.
  • control valve 13 comprises a closure disc, referenced 29 in Figures 8, 9 and 9a, movable in rotation by an actuator 15.
  • the shutter disc 29 carries the output end or ends 8b of the branch portion or portions 8 and the stitching end (s) 12 of the recirculation EGR line.
  • the shutter disk 29 of the control valve 13 may be flat in the form of I. It may also be of inverted U-shape for which the outlet end or ends 8b of the at least one branch portion 8 are radial radial internal shutter disc 29 while the one or more tip ends 12 are radial external to the shutter disc 29.
  • the shutter disc 29 may be of inverted L shape for which the outlet end or ends 8b of the at least one branch portion 8 is axially internal to the closure disk 29, while the stitching end or ends 12 are radially external to the closure disc 29 or the outlet end or ends 8b of the at least one branch portion 8 are radial internal to the shutter disc 29 while the one or more stitching ends 12 are axially external to the shutter disc 29.
  • the shutter disk 29 receives at its inside a disk carrying the outlet ends 8b of the at least one branch portion. According to the rotation of the shutter disc 29, the exit ends 8b carried by the disc can be placed opposite the exit ends of the shutter disc 29 to ensure a passage of the flow either towards the exit face of the turbine or to the quilting ends 12 of the EGR line.
  • the closing disc 29 may also be disposed around the outlet end of the main expansion passage, referenced 4 'to Figure 7, the closure disc 29 having an inner hollow recess in vis-à-vis the output end 4b of the main expansion channel 4 'as shown in Figure 7 for these two references. With such a closure disc 29, the closures, the complete or partial openings of the outlet ends 8b are reached at the same time for all the exit ends, all the exit ends 8b simultaneously having the same degree of opening when the rotation of the shutter disc 29.
  • the output ends 4b, 8b of the main channel of relaxation 4 'and said at least one branch portion 8 inside the casing 2c of the turbine 2 can lead to the same level of the turbine 2 to the outlet face 2b of the casing 2c of the turbine 2, that is to say upstream of this outlet face 2b in the turbine 2.
  • the third conduit 9 which is external the casing 2c of the turbine has a mouth on the outlet face 2b of the casing 2c away from the turbine 2 starting from this outlet face 2b of the exhaust gas of the turbine 2.
  • the third conduit 9 has elements 10 for removing pollution from the exhaust gas flowing through it.
  • the flow of exhaust gas passing through the casing 2c of the turbine by at least one branch portion 8 extending the second duct 4 said discharge may be subtracted from the total flow of exhaust gas out of the engine and only remains the flow of the first duct 4 said exhaust turbine passing through the main channel of relaxation 4 'housing the wheel of the turbine 2.
  • the output of the engine comprises per cylinder two outlet passages closed by a respective exhaust valve, an outlet passage feeding the first duct 4 said d turbine exhaust and the other outlet passage feeding the second duct 6 said discharge via the collectors 5 and 7 exhaust.
  • the opening of the exhaust valve connected to the second duct 6 occurs very often after the opening of the exhaust valve connected to the first duct 4 and still during the exhaust phase of the fourth cycle. engine time, even on the latest phasing of the opening of the exhaust valve connected to the second duct 6. There is thus a period of time for which the two exhaust valves are open at the same time, which makes the function of the second discharge conduit 6 still operational.
  • the continuous opening of the second discharge duct 6 decreases the power available to the turbine 2, due to a lower flow rate of gas passing through the impeller of the turbine, which results in a degradation of the response of the engine in transient conditions and steady state.
  • the engine assembly 1 comprises an internal combustion engine and a turbocharger comprising a turbine 2 and a compressor 3.
  • the turbine 2 comprises a wheel recovering at least partially the kinetic energy of the gases passing through it and transmits this energy to the compressor 3.
  • the turbocharger is provided with an axis connecting the wheel of the turbine 2 to a wheel in the compressor 3 ensuring the compression of the air passing through the compressor 3.
  • This axis can be lubricated, cooled by water and / or oil and installed on bearings with or without bearings.
  • This axis may also be equipped with an electrical assistance, either directly on the axis, or with the help of gears, for example a transmission or a gearbox.
  • the exhaust system is connected to an output of the engine for exhaust gas exhaust from the combustion in the engine and comprises a first duct 4 said exhaust turbine 2 from a first exhaust manifold 5 and a second duct 6 said discharge from a second exhaust manifold 7.
  • the first and second manifolds 5, 7 are connected to the outlet of the internal combustion engine for the exhaust gas channeling through the first and second ducts 4, 6.
  • the output of the engine can be constituted by two outlet passages per cylinder on the engine each associated with an exhaust valve but this is not limiting, although this is illustrated in Figures 1a and 2.
  • the two exhaust manifolds 5, 7 may be close to each other to be connected to the turbine 2, for example by the same exhaust manifold connection flange with a turbine casing 2c 2
  • the exhaust manifolds 5, 7 may be cooled by a coolant, in particular water, the liquid circulating in a cooling circuit common or not common to the two collectors 5, 7.
  • the cooling circuit or circuits may also serve to cool the inside of the turbine 2.
  • said at least one stitching portion 8 comprises in part its interior a regulating device 13 of at least its flow rate, the regulating device 13 extending along the inner wall of a portion of said at least one stitching portion 8 leaving between them only a clearance sufficient to a longitudinal displacement of the device in said at least one stitch portion 8, the control device 13 thus occupying substantially the entire section of the portion of the stitching portion 8 along its length.
  • the regulating device 13 is hollow and traversed internally by the exhaust gas by having at least a first outlet opening 14 for the passage of the exhaust gas out of the device. Its displacement in the portion of said at least one stitching portion 8 is effected between a closed position for which said at least one first lateral opening 14 of the device 13 is not aligned with at least one outlet end 8b of said at least one stitching portion 8 and an open position for which said at least one outlet end 8b is aligned with said at least one first lateral opening 14 of the device 13. This is particularly well illustrated in FIGS. 4 to 6.
  • the regulating device 13 is symbolically represented by a cross not being shown in detail but could take a different position than those illustrated respectively in these figures.
  • the regulation device 13 can be positioned closer to the intersection between the second duct 6 and the first duct 4, the quilting end 12 being able to be brought closer to this intersection as well.
  • the regulator 13 may be positioned closer to the outlet end 8b of the branch portion 8 as illustrated.
  • the stitching of the line RGE 1 1 is done on at least one stitching portion 8 of one of the first and second conduits 4, 6 internal to the turbine 2 via at least one stitching end 12, said portion 8 comprising the regulating device 13 for the regulation of at least one exhaust gas flow therethrough, the device for 13 is not shown in detail in this figure but is shown in Figures 4 to 6. Still in this embodiment, the control device 13 is simply shown symbolically and placed at the output end 8b of the Bypass portion 8. In fact the regulating device 13 can be inserted into the branch portion 8 and the outlet end 8b is then positioned laterally to the branch portion.
  • the portion or portions on which the stitching is made via at least one stitching end 12 is one or more bypass portions 8 of the second duct 6 bypassing the wheel of the turbine 2, this to obtain a line RGE 1 1 high pressure.
  • the stitching portion 8 is merged with the extension portion extending in the turbine 2 the second duct 6, the stitching portion may be placed on the main relief passage 4 'extending in the turbine the first duct 4.
  • the movement of the control device 13 is controlled by an actuator 15 external to the control device 13 and stopping the displacement in intermediate opening positions for adjusting the output flow of said at least one nozzle portion 8, preferably but not necessarily at least one branch portion 8 extending the second conduit 6 according to the degree of opening corresponding to each position respective intermediary.
  • the actuator 15 can stop the displacement of the regulating device 13 in intermediate opening positions for adjusting the output flow rate of said at least one stitching portion 8 according to the degree of opening corresponding to each intermediate position. respectively.
  • the regulating device 13 comprises at least a second lateral opening 18 for exhaust gas exit. stitching of the line EGR 1 1 being effective on said at least one stitching portion 8 when said at least one stitching end 12 is aligned with said at least one second lateral opening 18 of the device 13.
  • the first (s) and second (s) lateral openings 14, 18 are positioned on the regulating device 13 so that they are selectively positioned with respectively said at least one outlet end 8b of the stitching portion 8 or said at least one stitching end 12. This sub-embodiment is shown in FIGS. 4 to 6. In FIG.
  • the flow of exhaust gas passes through the outlet end 8b of the p stitching orifice 8 without feeding the line RGE by the stitching end 12.
  • the flow of exhaust gas is interrupted both for the outlet end 8b of the stitching portion 8 and the line EGR by the stitching end 12.
  • the flow of exhaust gas passes through the stitching end 12 to feed the EGR line without passing through the outlet end 8b of the stitching portion 8 to continue its crossing of the exhaust system.
  • the first (s) and second (s) lateral openings 14, 18 may be positioned on the regulating device 13 so that when one of said at least one opening 14, 18 is aligned with at least one outlet end 8b of the stitching portion 8 or at least one end 12, the other of said at least one opening 18, 14 is partially aligned with said at least one stitching or outlet end 12, 8b respectively leaving a reduced passage to the exhaust leaving the control device 13 by the stitching or outlet end 12, 8b respective.
  • the part of the stitching portion or portions 8 receiving the regulating device 13 as well as the regulating device 13 are of cylindrical shape, said at least first and second lateral openings 14, 18 being disposed on the wall of the cylinder formed by the regulating device 13.
  • the regulating device 13 comprises a closing head 21 while capping an circular end portions of the cylinder formed by the control device 13, an actuator 15, outside the control device 13, pressing the head 21 for the displacement of the device 13 in translation.
  • the actuator 15 may have a rod 15a passing through the stitching portion 8, one end of the rod 15a pressing on the head 21 while the other end is on the outside of the 8.
  • the control device 13 is in the turbine 2 provided with its housing 2c, as shown in Figure 3, the other end is outside the housing 2c of the turbine 2.
  • a return spring 22 which can be wound around the rod 15a inside the stitching portion 8.
  • This spring 22 is disposed of so as to recall the regulating device 13 in the position for which said at least one first lateral opening 14 is aligned with said at least one outlet end 8b of said at least one stitching portion 8.
  • the main function of the spring is here a safety in case of failure of the control system, the system returns to the initial position: all flow goes to the exhaust, the engine will not be able to operate at its maximum power in case of control problem, but it is a mechanical degraded mode tolerated in case of failure of the control system. This can be done both in the casing 2c of the turbine 2, as shown in FIG. 3, and at another location of the exhaust system on any of the first and second ducts 4, 6.

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Abstract

L'invention porte sur un ensemble moteur comprenant un système d'échappement avec premier conduit d'échappement par la turbine (2), deuxième conduit de décharge et un piquage (12) pour une ligne de recirculation. Le premier conduit débouche dans un passage principal de détente (4') par une face d'entrée d'un carter (2c) de turbine et le deuxième conduit débouche par la face d'entrée (2a) du carter (2c) dans au moins une portion de dérivation (8) interne au carter (2c) contournant le passage principal de détente (4'). Le piquage de ladite au moins une ligne de recirculation se fait dans la turbine (2) sur une portion de piquage (8) d'au moins le passage principal de détente (4') ou de ladite portion de dérivation (8) via au moins une extrémité de piquage (12).

Description

ENSEMBLE MOTEUR TURBOCOMPRESSE A DEUX CONDUITS D'ECHAPPEMENT AVEC LIGNE DE RECIRCULATION
[0001 ] La présente invention concerne un ensemble moteur pour un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne, une ligne de recirculation des gaz d'échappement à l'admission du moteur, un système d'admission d'air à une entrée du moteur et un système d'échappement à une sortie du moteur. Une suralimentation du moteur est assurée par un turbocompresseur avec une turbine et un compresseur, la turbine étant intégrée dans le système d'échappement et le compresseur dans le système d'admission d'air, le système d'échappement comprenant deux conduits d'échappement prolongés dans la turbine par des portions se rejoignant.
[0002] Le système d'échappement d'un tel ensemble moteur est raccordé à une sortie du moteur turbocompressé, aussi appelé moteur suralimenté, pour une évacuation de gaz d'échappement issus de la combustion dans le moteur, ce moteur étant avantageusement mais pas uniquement un moteur à essence quatre temps.
[0003] La figure 1 montre un ensemble moteur à essence suralimenté selon l'état de la technique le plus proche décrit notamment dans le document WO-A-2009/105463. Un tel ensemble moteur est connu sous la dénomination VEMB, abréviation de l'appellation anglo-saxonne de « Valve Event Modulated Boost », traduite en français par suralimentation contrôlée par distribution moteur. Ce type d'ensemble moteur sera détaillé après la présentation générale d'un moteur suralimenté classique et d'un moteur équipé d'une ligne de recirculation des gaz d'échappement à l'admission du moteur, aussi appelée ligne RGE.
[0004] En se référant à la figure 1 pour une partie des éléments illustrés à cette figure, un moteur à combustion thermique comprend un carter cylindres muni d'au moins un cylindre, avantageusement de plusieurs cylindres et une entrée d'admission d'air ou collecteur d'admission d'air pour le mélange air essence dans chaque cylindre ainsi qu'une sortie de gaz d'échappement résultant de la combustion du mélange dans chaque cylindre. La sortie du moteur est reliée à un collecteur d'échappement 5 alimentant un conduit d'échappement 4, 9 évacuant les gaz d'échappement vers l'extérieur.
[0005] Le fait que deux collecteurs d'échappement 5, 7 avec chacun un conduit d'échappement associé 4, 6 soient montrés pour l'ensemble moteur à la figure 1 n'est pas applicable à tout ensemble moteur turbocompressé, un tel moteur ne comprenant généralement qu'un seul collecteur 5 et un seul conduit d'échappement 4, 9 prolongé à l'intérieur de la turbine 2.
[0006] Le moteur turbocompressé comprend une turbine 2 et un compresseur 3. La turbine 2 est disposée en aval du collecteur 5 d'échappement dans le conduit d'échappement 4 tandis que le compresseur 3 est disposé en amont du collecteur d'admission d'air au moteur. La turbine 2 comprend une roue de turbine récupérant au moins partiellement une énergie cinétique créée dans les gaz d'échappement le traversant, l'organe rotatif ou roue de la turbine étant mis en rotation par les gaz d'échappement quittant le collecteur d'échappement. La turbine 2 entraîne le compresseur 3 en étant solidaire de celui-ci par un axe, le compresseur 3 étant traversé par de l'air frais destiné à alimenter en air le moteur, air que le compresseur 3 comprime.
[0007] A la sortie du compresseur 3, l'air qui est alors dénommé air de suralimentation est amené par la ligne d'alimentation en air vers un refroidisseur d'air de suralimentation 25 pour refroidir l'air sortant du compresseur 3. Sur cette ligne est aussi positionnée une vanne papillon 26 régulant le débit d'air dans le collecteur d'admission d'air du moteur formant l'entrée d'air du moteur.
[0008] Du côté de l'échappement de l'ensemble moteur 1 , à la sortie de la turbine 2, les gaz d'échappement évacués du moteur pénètrent dans le conduit d'échappement 9 du véhicule automobile après avoir traversé la turbine 2 puis traversent des moyens de dépollution 10 des gaz d'échappement, par exemple un ou des catalyseurs, notamment d'oxydation, de réduction ou trois voies associés ou non avec un filtre à particules. Un système de réduction catalytique sélective ou système RCS peut aussi être prévu dans le conduit d'échappement 9. [0009] Il est aussi fréquent de munir un ensemble moteur d'une ligne de recirculation des gaz d'échappement à l'admission d'air du moteur, aussi dénommée ligne RGE, une telle ligne étant référencée 1 1 à la figure 1 . Il est en effet connu pour des moteurs thermiques à allumage commandé et à allumage par compression de faire recirculer les gaz d'échappement vers l'admission d'air du moteur thermique pour réduire les émissions d'oxydes d'azote. Un tel système est aussi connu sous l'acronyme anglo-saxon de EGR pour « Exhaust Gas recirculation » ce qui signifie Recirculation des Gaz à l'Echappement.
[0010] Une ligne RGE 1 1 présente un piquage sur le conduit d'échappement pour prélever une partie des gaz d'échappement de ce conduit ainsi qu'un refroidisseur 23 des gaz d'échappement traversant cette ligne 1 1 , ces gaz étant alors très chauds. La ligne RGE 1 1 débouche sur l'admission d'air en amont du compresseur 3 qu'elle alimente. Une vanne 24 dite vanne RGE équipe la ligne RGE 1 1 , avantageusement en aval du refroidisseur 23, afin d'ouvrir ou de fermer la circulation des gaz vers l'admission. [001 1 ] Pour tout type de ligne RGE 1 1 , la recirculation des gaz d'échappement vers l'admission d'air du moteur thermique permet d'améliorer le rendement thermodynamique du moteur du fait de la réduction des transferts thermiques grâce à la réintroduction de gaz recyclés par la ligne RGE 1 1 dans le collecteur d'admission. Une telle recirculation peut permettre aussi une diminution de l'enrichissement lié à la température d'échappement et une diminution des pertes par pompage quand le moteur est associé à un turbocompresseur.
[0012] En ce qui concerne la diminution des pertes par pompage, ceci n'a pas donné entièrement satisfaction et les phénomènes de pompage perdurent toujours dans la turbine 2. Il a été proposé d'utiliser une soupape de décharge à l'intérieur de la turbine. Il a alors été proposé un système d'échappement pour un ensemble moteur à suralimentation contrôlée par distribution moteur à deux conduits d'échappement comme montré à la figure 1 .
[0013] Le moteur à combustion thermique faisant partie de l'ensemble 1 dit à suralimentation contrôlée par distribution moteur présente au moins un cylindre, à la figure 1 trois cylindres. Chaque cylindre du moteur est muni d'une soupape d'admission et de deux soupapes d'échappement. Ces soupapes d'échappement peuvent être associées sélectivement à un premier ou à un second passage de sortie dans un cylindre et ouvrent et ferment sélectivement leur passage associé.
[0014] Il en va de même pour la soupape d'admission associée à un passage d'entrée dans chaque cylindre. Les deux passages de sortie de chaque cylindre qui sont fermés et ouverts séquentiellement par leur soupape d'échappement associée débouchent sur un collecteur 5, 7 d'échappement différent alimentant chacun un conduit 4, 6 d'échappement dédié, les deux conduits 4, 6 d'échappement ne suivant pas le même parcours comme il va être détaillé ci-après. Le premier passage d'échappement de chaque cylindre est relié au premier collecteur 5 et le second passage d'échappement est relié au second collecteur 7.
[0015] Un ensemble moteur 1 dit à suralimentation contrôlée par distribution moteur comprend donc un premier conduit 4 dit d'échappement par la turbine 2 partant d'un premier collecteur 5 d'échappement et un deuxième conduit 6 dit de décharge partant d'un second collecteur 7 d'échappement, les collecteurs 5, 7 d'échappement étant reliés chacun respectivement à une des deux séries de premiers ou seconds passages d'échappement munies de leurs soupapes d'échappement fournies pour chaque cylindre. [0016] Le premier conduit 4 aboutit à une face d'entrée de la turbine 2 du turbocompresseur en étant prolongé par un passage principal de détente à l'intérieur de la turbine 2 logeant une roue de turbine permettant de récupérer l'énergie cinétique contenue dans les gaz d'échappement le traversant. Le deuxième conduit 6 contourne la turbine 2 sans y pénétrer mais rejoint plus en aval de la turbine 2 un troisième conduit 9 connecté à une face de sortie de la turbine 2 pour l'évacuation des gaz d'échappement du passage principal de détente ayant été en échange d'énergie avec la roue de turbine afin qu'il n'existe qu'un seul et unique conduit 9 d'échappement traversant des éléments de dépollution 10 placés en fin de système d'échappement. Il s'ensuit que, dans un tel ensemble moteur à suralimentation contrôlée par distribution moteur selon l'état de la technique, le deuxième conduit 6 n'a pas de prolongation pénétrant dans la turbine 2.
[0017] La fonction du premier conduit 4 dit conduit d'échappement par turbine est de permettre à un premier flux de gaz d'échappement de traverser la turbine 2 et son organe rotatif récupérateur d'énergie sous forme d'une roue pour fournir de la puissance au compresseur 3. La fonction du deuxième conduit 6 dit conduit de décharge et alimenté par un second collecteur 7 d'échappement, différent et indépendant du premier collecteur 5 d'échappement du premier conduit 4, est de permettre à un second flux de gaz d'échappement indépendant et différent du premier flux de contourner la turbine 2 et notamment sa roue et donc de décharger la turbine 2 du flux total de gaz d'échappement en diminuant le débit de gaz d'échappement la traversant par soustraction du second flux au flux total.
[0018] Ceci permet de décharger et/ou contrôler la puissance de la turbine, comme le ferait en condition de fonctionnement classique de régulation de la charge moteur une soupape de décharge, élément connu précédemment de l'état de la technique pour un moteur turbocompressé. Cela permet notamment d'éviter le phénomène de pompage du moteur consistant essentiellement à un retour des gaz chauds vers l'entrée d'air d'admission.
[0019] Pour un moteur turbocompressé classique, une soupape de décharge qui peut être interne ou externe à la turbine sert à limiter la pression des gaz d'échappement sur la roue de la turbine du turbocompresseur en ouvrant une dérivation des gaz d'échappement afin qu'ils ne passent plus par la turbine et sa roue. Une limitation de la vitesse de la roue de la turbine est donc obtenue, ce qui limite aussi la vitesse de rotation de la roue prévue dans le compresseur en étant solidaire de la roue de la turbine, d'où aussi une limitation de la compression de l'air d'admission. [0020] Une soupape de décharge associée à une turbine pour la régulation du flux de gaz d'échappement la traversant n'est plus nécessaire avec un ensemble moteur à suralimentation contrôlée par distribution moteur présentant deux conduits d'échappement partant chacun d'un collecteur d'échappement respectif.
[0021 ] Ainsi, un tel ensemble moteur permet d'améliorer l'efficacité du cycle moteur par la réduction du pompage moteur pendant la phase d'échappement d'un cycle quatre- temps, ce qui a des répercussions favorables sur la consommation du moteur. Un meilleur contrôle de l'énergie récupérée par la turbine est donc effectué, ce qui implique une meilleure gestion de la charge du moteur.
[0022] Dans un tel ensemble moteur, il peut coexister simultanément une ligne de recirculation RGE 1 1 haute pression qui peut être piquée par exemple sur le deuxième conduit 6 de décharge et une ligne de recirculation 1 1 basse pression qui peut être piquée par exemple sur le premier conduit 4 d'échappement par turbine, ceci avantageusement en aval de la turbine 2. Il peut aussi n'exister qu'une seule ligne de recirculation RGE 1 1 piquée sur un des deux conduits 4, 6. [0023] Un des inconvénients majeurs de l'association d'une ligne RGE avec un ensemble moteur à deux conduits d'échappement partant d'une soupape d'échappement respective de deux soupapes d'échappement par cylindre est que le raccordement de la ligne RGE 1 1 sur la façade échappement d'un tel ensemble moteur peut s'avérer complexe. [0024] De plus, en configuration de raccordement basse pression pour la ligne RGE, si la contrepression de l'échappement en sortie de la turbine 2 n'est pas suffisamment élevée, la capacité de débit de la ligne RGE vers le circuit d'admission en air du moteur est réduite, ceci notamment sur des situations de faible régime moteur et/ou de faible charge moteur. Ainsi, le niveau maximum de débit de la ligne RGE admissible par le moteur n'est plus atteignable, ce qui limite l'efficacité de la recirculation des gaz d'échappement à l'admission d'air. [0025] La demande de brevet FR-A-2 992 353 décrit un groupe moteur comprenant un moteur à combustion avec un système d'échappement comprenant un collecteur d'échappement haute pression alimentant une ligne d'échappement et un collecteur d'échappement basse pression alimentant une ligne de recirculation. Le système comprend aussi un réservoir à gaz qui est relié au moteur par une vanne d'isolation pouvant prendre une configuration de communication permettant une circulation des gaz entre le moteur et le réservoir et une configuration d'isolation empêchant cette circulation. Ce système d'échappement est cependant complexe avec la présence d'un réservoir et d'un conduit le reliant au collecteur, la vanne étant disposée dans ce conduit. [0026] Par conséquent, un problème à la base de l'invention est d'améliorer un ensemble moteur dit à suralimentation contrôlée par distribution moteur à deux conduits d'échappement, le moteur suralimenté étant associé à une ligne de recirculation des gaz d'échappement dite ligne RGE, d'une part, en diminuant la complexité du raccordement de la ligne RGE au système d'échappement de l'ensemble moteur et, d'autre part, en obtenant que le fonctionnement de la ligne RGE se fasse de manière optimale en toutes conditions de roulage du véhicule automobile.
[0027] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un ensemble moteur avec un moteur comprenant au moins un cylindre, au moins une ligne de recirculation des gaz d'échappement à une admission du moteur, un turbocompresseur comportant une turbine et un compresseur, et un système d'échappement raccordé par un premier et un second collecteur d'échappement à une sortie du moteur pour une évacuation de gaz d'échappement issus de la combustion dans le moteur, le système d'échappement comprenant un premier conduit dit d'échappement par la turbine partant du premier collecteur d'échappement et un deuxième conduit dit de décharge partant du second collecteur d'échappement, la turbine étant munie d'un carter présentant un passage principal de détente dans lequel est logée une roue de turbine et le premier conduit débouchant dans le passage principal de détente par une face d'entrée du carter, caractérisé en ce que le deuxième conduit débouche par la face d'entrée du carter dans au moins une portion de dérivation interne au carter contournant le passage principal de détente et en ce que le piquage de ladite au moins une ligne de recirculation se fait dans la turbine sur une portion de piquage d'au moins le passage de détente ou ladite au moins une portion de dérivation via au moins une extrémité de piquage.
[0028] L'effet technique est d'obtenir au moins une extrémité de piquage d'au moins une ligne de recirculation intégrée à la turbine, ceci à travers un carter entourant la turbine. Il est ainsi possible d'augmenter le taux de recirculation de gaz en condition de raccordement aussi bien basse pression ou haute pression selon que le piquage s'effectue sur le passage principal de détente ou ladite au moins une portion de dérivation.
[0029] De plus, le fait de connecter le passage de détente et ladite au moins une portion de dérivation prolongeant respectivement le premier ou le deuxième conduit dans la turbine permet de maintenir le même système classique de post-traitement des gaz d'échappement du moteur que celui précédant l'amélioration d'un ensemble moteur par suralimentation contrôlée par distribution moteur.
[0030] Comparé à un ensemble moteur à turbocompresseur classique, selon la présente invention, une soupape de décharge est avantageusement remplacée par la ou les portions de dérivation prolongeant le deuxième conduit à l'intérieur de la turbine dont le débit peut aisément être contrôlé. Même l'extrémité de piquage débouchant dans la ligne recirculation peut servir à la décharge de la turbine notamment quand l'extrémité de piquage est réalisée sur le passage de détente prolongeant le premier conduit d'échappement dans la turbine. Ceci est avantageusement commandé par le contrôle moteur qui dispose de tous les paramètres nécessaires pour déterminer si une décharge de la roue de la turbine est nécessaire ou non.
[0031 ] Avantageusement, la portion de piquage sur laquelle se fait le piquage via au moins une extrémité de piquage est ladite au moins une portion de dérivation prolongeant le deuxième conduit et contournant la roue de la turbine, le système d'échappement comprenant un troisième conduit extérieur à la turbine et relié à une face de sortie du carter de turbine pour l'évacuation des gaz d'échappement hors de la turbine.
[0032] Avantageusement, la portion de piquage comprend au moins une vanne de régulation pour la régulation d'au moins un débit de gaz d'échappement la traversant, ladite au moins une vanne de régulation étant actionnable entre au moins une première position de fermeture du débit dans la portion de piquage à ou après ladite au moins une extrémité de piquage et une seconde position d'ouverture du débit dans la portion de piquage à ou après ladite au moins une extrémité de piquage.
[0033] Avantageusement, la vanne de régulation est disposée vers au moins une extrémité de sortie de ladite au moins une portion de piquage à la face de sortie de la turbine, des positions intermédiaires d'ouverture de la vanne de régulation permettant de régler le débit dans ladite au moins une portion de piquage selon le degré d'ouverture de la vanne de régulation correspondant à chaque position intermédiaire respective. [0034] Avantageusement, la vanne de régulation est actionnable entre au moins quatre positions, à savoir :
- une première position de fermeture de ladite au moins une portion de piquage et d'au moins une extrémité de piquage avec un débit nul dans ladite au moins une portion de piquage et dans ladite au moins une ligne de recirculation,
- une deuxième position de fermeture de ladite au moins une portion de piquage avec un débit nul dans ladite au moins une portion de piquage, les gaz d'échappement s'écoulant entièrement dans ladite au moins une ligne de recirculation via ladite au moins une extrémité de piquage,
- une troisième position de fermeture de ladite au moins une ligne de recirculation via la fermeture de ladite au moins une extrémité de piquage avec un débit nul dans ladite au moins une ligne de recirculation, les gaz d'échappement dans cette portion de piquage s'écoulant entièrement vers ladite au moins une extrémité de sortie de ladite au moins une portion de piquage,
- des quatrièmes positions intermédiaires d'ouverture de ladite au moins une portion de piquage et de ladite au moins une extrémité de piquage de recirculation, ces positions intermédiaires d'ouverture permettant de régler le débit vers ladite au moins une extrémité de sortie dans ladite au moins une portion de piquage et dans ladite au moins une ligne de recirculation selon le degré d'ouverture de ladite au moins une portion de piquage et de ladite au moins une extrémité de piquage correspondant à chaque position intermédiaire respective.
[0035] Avantageusement, quand la portion de piquage est ladite au moins une portion de dérivation, la vanne de régulation comporte un disque déplaçable en translation ou en rotation par un actionneur, le disque portant ladite au moins une extrémité de sortie de ladite au moins une portion de dérivation et ladite au moins une extrémité de piquage de ladite au moins une ligne de recirculation.
[0036] Avantageusement, le disque de la vanne de régulation est soit:
- plat en forme de I,
- de section en forme de U renversé pour laquelle ladite au moins une extrémité de sortie de ladite au moins une portion de dérivation est radiale interne au disque tandis que ladite au moins une extrémité de piquage est radiale externe au disque, ou - de section en forme de L renversé pour laquelle ladite au moins une extrémité de sortie de ladite au moins une portion de dérivation est axiale interne au disque tandis que ladite au moins une extrémité de piquage est radiale externe au disque ou ladite au moins une extrémité de sortie de ladite au moins une portion de dérivation est radiale interne au disque tandis que ladite au moins une extrémité de piquage est axiale externe au disque.
[0037] Avantageusement, le disque de sortie est disposé autour d'une extrémité de sortie du premier conduit, le disque de sortie présentant un évidement creux interne en vis-à-vis de l'extrémité de sortie du premier conduit.
[0038] Avantageusement, ladite au moins une extrémité de sortie de ladite au moins une portion de dérivation est de section circulaire, ovalisée ou en forme de demi-lune.
[0039] Avantageusement, le carter de la turbine entoure à distance la roue de la turbine et comprend une portion intermédiaire reliant entre elles sa face d'entrée et une face de sortie du carter, la portion intermédiaire comprenant au moins une ouverture pour ledit au moins un piquage de ladite au moins une ligne de recirculation.
[0040] Par ailleurs, si l'on revient à la description de la figure 1 , il a été proposé de munir au moins un des conduits d'une vanne de régulation. Cette vanne de régulation peut permettre de fermer ou d'ouvrir au moins partiellement son conduit associé et d'augmenter le débit dans la ligne RGE 1 1 quand le piquage de la ligne 1 1 est disposé en amont de la vanne de régulation. Cependant, comme les gaz d'échappement sont sales et contiennent notamment des particules de suies, il est fréquent qu'une telle vanne de régulation s'encrasse rapidement et ne puisse plus remplir correctement sa fonction. La vanne RGE 24 se trouvant dans la ligne de recirculation 1 1 est aussi souvent confrontée à ce problème.
[0041 ] Par exemple, le document FR-A-2 902 465 reconnaît ce problème pour une vanne de régulation à soupape subissant un encrassement au niveau de la surface de contact entre la tête de soupape et le siège de soupape. Il peut y avoir un risque de collage de la tête de soupape sur son siège, ce qui peut empêcher la vanne de s'ouvrir. Par contre, la solution que ce document propose est de conserver le même type de vanne de régulation en lui ajoutant un dispositif anti-encrassement avec un élément de protection isolant la tige de soupape des gaz d'échappement, ce qui ne résout que partiellement le problème et complique la structure de la vanne de régulation.
[0042] Par conséquent, un problème supplémentaire à la base de l'invention est d'améliorer un ensemble moteur dit à suralimentation contrôlée par distribution moteur à deux conduits d'échappement, ce moteur turbocompressé étant associé à au moins une ligne de recirculation des gaz d'échappement dite ligne RGE piquée sur au moins un des conduits d'échappement ou, le cas échéant, au moins une prolongation d'un de ces conduits à l'intérieur de la turbine, en obtenant que le fonctionnement de la ligne RGE se fasse de manière optimale en toutes conditions de roulage du véhicule automobile par un moyen de régulation du débit dans la ligne ou le conduit qui soit peu propice à un encrassement provoqué par la traversée des gaz d'échappement en son intérieur.
[0043] Pour répondre également à ce problème supplémentaire, il est prévu selon l'invention un ensemble moteur, notamment tel que précédemment décrit, comprenant un moteur à combustion interne avec au moins un cylindre, un turbocompresseur comportant une turbine et un compresseur, un système d'échappement raccordé à une sortie du moteur pour une évacuation de gaz d'échappement issus de la combustion dans le moteur et au moins une ligne de recirculation des gaz d'échappement à une admission du moteur, le système d'échappement comprenant un premier conduit dit d'échappement par la turbine partant d'un premier collecteur d'échappement et un deuxième conduit dit de décharge partant d'un second collecteur d'échappement, la turbine étant munie d'un carter présentant un passage principal de détente dans lequel est logée une roue de turbine et le premier conduit débouchant dans le passage principal de détente par une face d'entrée du carter, la ligne de recirculation présentant au moins une extrémité de piquage sur au moins une portion de piquage traversée par des gaz d'échappement, caractérisé en ce que ladite au moins une portion de piquage comprend en son intérieur un dispositif de régulation d'au moins son débit, le dispositif de régulation s'étendant le long de la paroi interne d'une partie de ladite au moins une portion de piquage en laissant entre eux un jeu seulement suffisant pour un déplacement longitudinal du dispositif dans ladite au moins une portion de piquage, le dispositif de régulation étant creux et parcouru intérieurement par des gaz d'échappement en présentant au moins une première ouverture latérale de sortie des gaz d'échappement, le déplacement s'effectuant entre une position de fermeture pour laquelle ladite au moins une première ouverture latérale du dispositif n'est pas alignée avec au moins une extrémité de sortie de ladite au moins une portion de piquage et une position d'ouverture pour laquelle ladite au moins une première ouverture latérale du dispositif est alignée avec ladite au moins une extrémité de sortie. [0044] L'effet technique est d'obtenir un dispositif de régulation qui présente sensiblement la même section que le conduit dans lequel il est inséré. Quand il est mentionné que le jeu entre la partie de ladite au moins une portion de piquage et le dispositif de régulation est seulement suffisant pour un déplacement longitudinal du dispositif dans la partie, cela signifie que le dispositif de régulation présente une section proche de celle de la partie de la portion de piquage. [0045] Une vanne de régulation classique présente en général une surface de passage plus faible que le conduit sur laquelle elle est installée. Les passages à l'intérieur de la vanne sont donc de section réduite et donc susceptibles de s'encrasser rapidement du fait des particules contenues dans les gaz d'échappement. A l'inverse d'une vanne de régulation classique, le dispositif de régulation selon l'invention présente une section de passage des gaz d'échappement seulement très légèrement inférieure à celle du conduit dans lequel il est intégré. La pression des gaz d'échappement s'appliquant sur l'ouverture latérale de sortie est forte, ce qui protège cette ouverture d'un encrassement.
[0046] De même, l'écoulement des gaz d'échappement dans le dispositif de régulation n'est pas perturbé ni limité par la présence d'éléments du dispositif logés en son intérieur comme dans une vanne de régulation classique, par exemple la soupape et son actionneur pour une vanne de régulation à soupape.
[0047] L'ouverture ou la fermeture du dispositif de régulation se fait par translation du dispositif lui-même et non pas d'un élément logé en son intérieur. Il s'ensuit que les moyens de déplacement du dispositif de régulation, c'est-à-dire principalement son actionneur, peuvent être disposés à l'extérieur du dispositif de régulation et sont protégés d'un encrassement dû au passage des gaz d'échappement alors que, pour une vanne de régulation classique, l'actionneur est disposé à l'intérieur du conduit et subit un encrassement qui peut perturber son fonctionnement.
[0048] Dans un mode de réalisation de l'invention, un tel dispositif de régulation peut aussi être employé si nécessaire comme vanne de ligne de recirculation des gaz d'échappement ou la remplacer avantageusement.
[0049] Avantageusement, le deuxième conduit débouche par la face d'entrée du carter dans au moins une portion de dérivation interne au carter contournant le passage principal de détente, le passage principal de détente et ladite au moins une portion de dérivation se rejoignant à une face de sortie du carter, le système d'échappement comprenant un troisième conduit extérieur à la turbine relié à la face de sortie du carter de turbine pour l'évacuation des gaz d'échappement hors de la turbine.
[0050] Avantageusement, le déplacement du dispositif de régulation est commandé par un actionneur externe au dispositif de régulation et arrêtant le déplacement du dispositif de régulation dans des positions intermédiaires d'ouverture permettant de régler le débit de sortie de ladite au moins une portion de piquage selon le degré d'ouverture correspondant à chaque position intermédiaire respective. [0051 ] Avantageusement, le dispositif de régulation comprend au moins une seconde ouverture latérale de sortie des gaz d'échappement, le piquage de la ligne de recirculation étant effectif sur ladite au moins une portion de piquage quand ladite au moins une extrémité de piquage est alignée avec ladite au moins une seconde ouverture latérale du dispositif.
[0052] Avantageusement, lesdites au moins une première et seconde ouvertures latérales sont positionnées sur le dispositif de régulation afin qu'elles soient sélectivement positionnées avec respectivement ladite au moins une extrémité de sortie de la portion de piquage ou ladite au moins une extrémité de piquage.
[0053] Avantageusement, lesdites au moins une première et seconde ouvertures latérales sont positionnées sur le dispositif de régulation afin que, quand l'une desdites au moins une ouverture est alignée avec au moins une extrémité de sortie de la portion de piquage ou au moins une extrémité de piquage respective, l'autre desdites au moins une ouverture est partiellement alignée à ladite au moins une extrémité de piquage ou de sortie respective laissant un passage réduit aux gaz d'échappement quittant le dispositif de régulation par l'extrémité de piquage ou de sortie respective.
[0054] Avantageusement, la partie de ladite au moins une portion de piquage recevant le dispositif de régulation et le dispositif de régulation sont de forme cylindrique, lesdites au moins une première et seconde ouvertures latérales étant disposées sur la paroi du cylindre formé par le dispositif de régulation.
[0055] Avantageusement, le dispositif de régulation comprend une tête fermant en coiffant une des portions circulaires d'extrémité du cylindre formé par le dispositif de régulation, un actionneur appuyant sur la tête pour le déplacement du dispositif.
[0056] Avantageusement, le dispositif de régulation est positionné à l'intérieur de la turbine, le carter entourant à distance la turbine en comprenant une portion intermédiaire reliant les faces d'entrée et de sortie entre elles et l'actionneur présente une tige traversant le carter, une extrémité de la tige appuyant sur la tête tandis que l'autre extrémité se trouve à l'extérieur de la turbine. Ceci présente l'avantage très important que la tige de l'actionneur n'est pas en contact avec les gaz d'échappement car étant séparée d'eux par la tête. Il n'y a donc pas de risque d'encrassement de cette tige, ce qui est le risque majeur pour de nombreux types de vanne de régulation.
[0057] Avantageusement, un ressort de rappel est enroulé autour de la tige à l'intérieur du carter, le ressort rappelant le dispositif de régulation dans la position pour laquelle ladite au moins une première ouverture latérale est alignée avec ladite au moins une extrémité de sortie de ladite au moins une portion de piquage. [0058] D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d'un ensemble moteur turbocompressé comprenant un système d'échappement à deux conduits d'échappement et une ligne RGE selon l'état de la technique le plus proche,
- la figure 2 est une représentation schématique d'un ensemble moteur turbocompressé comprenant un système d'échappement à deux conduits d'échappement et une ligne RGE selon la présente invention, la turbine étant traversée par des prolongation des deux conduits,
- la figure 3 est une représentation schématique en perspective d'un mode de réalisation d'une turbine entourée de son carter, cette turbine faisant partie du système d'échappement selon la présente invention et les figures 3a et 3b montrant des modes de réalisation de la face de sortie de la turbine par laquelle sortent les gaz d'échappement,
- la figure 4 montre une coupe longitudinale d'un turbocompresseur, la turbine du turbocompresseur étant intégrée dans le système d'échappement de l'ensemble moteur selon la présente invention en illustrant un premier mode de réalisation d'une vanne de régulation pour la portion de dérivation prolongeant dans la turbine le deuxième conduit et la figure 4a montre une face de sortie de la turbine selon la figure 4,
- la figure 5 montre une coupe d'un turbocompresseur avec la turbine munie d'une vanne de régulation mais selon une autre forme de réalisation qu'à la figure 4 et la figure 5a montre une face de sortie de la turbine selon la figure 5, cette turbine faisant partie du système d'échappement de l'ensemble moteur selon la présente invention,
- les figures 6, 6a à 6e montrent une vanne de régulation dans la portion de dérivation prolongeant le deuxième conduit à l'intérieur de la turbine respectivement dans diverses positions en position de fermeture et d'ouverture dans l'ensemble moteur selon l'invention et ceci pour deux modes de réalisation avec ou sans piquage de la ligne RGE, - la figure 7 est une représentation schématique en perspective d'un autre mode de réalisation d'une turbine munie d'une vanne de régulation sur une portion de dérivation interne,
- les figures 8, 9 et 9a montrent une forme de réalisation respective d'un disque portant des ouvertures d'extrémité de sortie de la portion de dérivation et d'extrémité de piquage pour une ligne de recirculation des gaz d'échappement, ce disque pouvant faire partie d'une turbine élément de l'ensemble moteur selon la présente invention,
- la figure 10 est une représentation schématique de l'ensemble moteur turbocompressé montré à la figure 1 avec la présence d'un dispositif de régulation, cet ensemble pouvant être conforme à la présente invention quand au moins un des conduits est muni d'un dispositif de régulation comme montré aux figures 4 à 6,
- la figure 1 1 est une représentation schématique d'un dispositif de régulation introduit dans un des deux conduits d'un système d'échappement d'un ensemble moteur selon la présente invention, le dispositif de régulation étant à cette figure en position d'ouverture de l'extrémité de sortie du conduit et de fermeture de l'extrémité de piquage se trouvant sur le conduit,
- la figure 12 est une représentation schématique d'un dispositif de régulation introduit dans au moins un des deux conduits, ou dans au moins une de leurs prolongations dans la turbine, d'un système d'échappement d'un ensemble moteur selon la présente invention, le dispositif de régulation étant à cette figure en position de fermeture à la fois de l'extrémité de sortie du conduit et de l'extrémité de piquage se trouvant sur le conduit,
- la figure 13 est une représentation schématique d'un dispositif de régulation introduit dans un des deux conduits, ou dans au moins une de leurs prolongations dans la turbine, d'un système d'échappement d'un ensemble moteur selon la présente invention, le dispositif de régulation étant à cette figure en position de fermeture de l'extrémité de sortie du conduit le logeant et d'ouverture de l'extrémité de piquage se trouvant sur le conduit.
[0059] Il est à garder à l'esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l'invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l'invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier les dimensions des différents éléments illustrés ne sont pas représentatives de la réalité.
[0060] Dans ce qui suit les mots « aval » et « amont » sont à prendre dans le sens de l'écoulement des gaz d'échappement hors du moteur ou à nouveau vers l'entrée du moteur pour la ligne de recirculation, un élément dans le système d'échappement en aval du moteur étant plus éloigné du moteur qu'un autre élément se trouvant en amont de l'élément. Ce qui est appelé ensemble moteur comprend le moteur thermique de même que ses auxiliaires pour l'admission d'air dans le moteur et pour l'échappement des gaz hors du moteur, un turbocompresseur faisant aussi partie de l'ensemble moteur, la turbine étant comprise dans le système d'échappement de l'ensemble moteur.
[0061 ] La figure 1 a déjà été décrite dans la partie introductive de la présente demande de brevet.
[0062] En se référant à toutes les figures sauf la figure 1 et notamment à la figure 2, il est montré un ensemble moteur selon la présente invention qui reprend certaines des caractéristiques de l'ensemble moteur de l'état de la technique avec cependant un système d'échappement différent.
[0063] L'ensemble moteur 1 comprend un moteur à combustion interne et un turbocompresseur comportant une turbine 2 et un compresseur 3. La turbine 2 comprend une roue récupérant au moins partiellement l'énergie cinétique des gaz le traversant et transmet cette énergie au compresseur 3.
[0064] Pour cela, le turbocompresseur est muni d'un axe reliant la roue de la turbine 2 à une roue dans le compresseur 3 assurant la compression de l'air traversant le compresseur 3. Cet axe peut être lubrifié, refroidi par eau et/ou huile et installé sur des paliers avec ou sans roulements. Cet axe pourra également être équipé d'une assistance électrique, soit directement sur l'axe, soit à l'aide d'engrenages, par exemple une transmission ou une boîte de vitesses.
[0065] Le système d'échappement est raccordé à une sortie du moteur pour une évacuation de gaz d'échappement issus de la combustion dans le moteur et comprend un premier conduit 4 dit d'échappement par la turbine 2 partant d'un premier collecteur 5 d'échappement et un deuxième conduit 6 dit de décharge partant d'un second collecteur 7 d'échappement. Les premier et second collecteurs 5, 7 sont reliés à la sortie du moteur à combustion interne pour la canalisation des gaz d'échappement par les premier et deuxième conduits 4, 6. La sortie du moteur peut être constituée par deux passages de sortie par cylindre sur le moteur associé chacun à une soupape d'échappement mais ceci n'est pas limitatif bien que cela soit illustré à la figure 2. [0066] A la figure 2, le moteur comprend au moins un cylindre présentant deux passages de sortie pour une évacuation de gaz d'échappement issus de la combustion dans le moteur, le premier passage de sortie étant relié au premier collecteur 5 tandis que le second passage de sortie est relié au second collecteur 7. La présente invention peut aussi s'appliquer à un moteur avec au moins un cylindre ne présentant qu'un seul passage de sortie, les premier et second collecteurs 5, 7 étant raccordés à ce seul passage.
[0067] Les deux collecteurs d'échappement 5, 7 peuvent être proches l'un de l'autre pour être raccordés à la turbine 2, par exemple par une même bride de raccordement collecteur d'échappement avec un carter 2c de turbine 2. Les collecteurs d'échappement 5, 7 pourront être refroidis par un liquide de refroidissement, notamment de l'eau, le liquide circulant dans un circuit de refroidissement commun ou non commun aux deux collecteurs 5, 7. Le ou les circuits de refroidissement pourront également servir au refroidissement de l'intérieur de la turbine 2.
[0068] La turbine 2 est munie d'un carter 2c l'entourant en présentant au moins une face d'entrée 2a et une face de sortie 2b. La turbine 2 présente un passage principal de détente 4' dans lequel est logée une roue de turbine et le premier conduit 4 débouche dans le passage principal de détente 4' par la face d'entrée 2a du carter 2c. Le passage principal de détente 4' est notamment visible aux figures 3, 4 et 5.
[0069] Le système d'échappement comprend aussi un piquage par une extrémité de piquage 12 sur le deuxième conduit 6 ou sa prolongation dans la turbine 2 pour une ligne de recirculation 1 1 des gaz d'échappement à l'admission du moteur. Ce piquage peut aussi être sur le premier conduit 4 ou sa prolongation dans la turbine 2 en remplacement ou en association avec le piquage sur le deuxième conduit 6.
[0070] Conformément à la présente invention, le deuxième conduit 6 débouche par la face d'entrée 2a du carter 2c dans au moins une portion de dérivation 8 interne au carter 2c contournant le passage principal de détente 4' et le piquage de ladite au moins une ligne de recirculation 1 1 se fait dans la turbine 2 sur une portion de piquage 8 d'au moins le passage de détente 4' ou ladite portion de dérivation 8 via au moins une extrémité de piquage 12. [0071 ] Ainsi, une portion de dérivation 8 prolongeant le deuxième conduit 6 à l'intérieur de la turbine 2 est intégrée dans la turbine 2 mais n'est pas en échange d'énergie cinétique avec la roue de la turbine, ce qui procure un effet de décharge de la turbine plus efficace encore que l'effet de décharge obtenu avec une soupape de décharge. [0072] De plus, le fait qu'une portion de dérivation 8 prolongeant le deuxième conduit 6 à l'intérieur de la turbine 2 soit intégrée dans la turbine 2 diminue l'encombrement du système d'échappement et réduit la dépense en matière pour les conduits 4, 6, la jonction des premier et deuxième conduits 4, 6 se faisant dans la turbine 2 et non après la turbine 2, d'où un raccourcissement de la longueur du deuxième conduit 6.
[0073] Selon l'invention, le piquage de la ligne RGE 1 1 de recirculation se fait sur au moins une portion 8 d'un des premier et deuxième conduits 4, 6 interne à la turbine 2 via au moins une extrémité de piquage 12, ladite portion 8 comprenant avantageusement une vanne de régulation 13, 13a pour la régulation d'au moins un débit de gaz d'échappement la traversant. Si à la figure 2 la portion de piquage est la portion de dérivation 8 prolongeant le deuxième conduit 6 à l'intérieur de la turbine 2, ceci n'est pas forcément le cas dans le cadre de l'invention.
[0074] Ainsi, il peut être obtenu une ligne RGE 1 1 haute pression, auquel cas c'est dans la prolongation du deuxième conduit 6 dit de décharge par au moins une portion de dérivation 8 ne passant pas par la roue de la turbine 2 que le piquage est effectué.
[0075] Il peut aussi être obtenu une ligne RGE 1 1 basse pression, auquel cas c'est dans la prolongation du premier conduit 4 dit d'échappement par le passage principal de détente 4' à l'intérieur de la turbine 2 que le piquage est effectué. Il est aussi possible de cumuler les piquages à la fois sur les prolongations respectives 4', 8 dans la turbine 2 des premier conduit 4 et deuxième conduit 6 que sont respectivement le passage principal de détente 4' et ladite au moins une portion de dérivation, auquel cas des lignes RGE 1 1 haute et basse pressions sont obtenues, ces lignes étant piquées à l'intérieur de la turbine 2.
[0076] De manière préférentielle, la ou les portions sur lesquelles se fait le piquage via au moins une extrémité de piquage 12 sont une ou des portions de dérivation 8 du deuxième conduit 6 contournant la roue de la turbine 2, ceci pour obtenir une ligne RGE 1 1 haute pression. Cela permet une optimisation de la répartition des flux passant initialement par le deuxième conduit 6 par rapport au flux passant initialement par le premier conduit 4, ce qui permet une meilleure aérodynamique en sortie de la turbine 2. [0077] Dans une première forme de réalisation de la présente invention, la vanne de régulation 13, 13a peut être actionnable entre au moins une première position de fermeture du débit dans la ou les portions de dérivation servant de portion de piquage 8 après piquage 12 et une seconde position d'ouverture du débit dans la ou les portions de dérivation 8 après piquage 12.
[0078] Dans cette forme de réalisation, il est à noter, d'une part, qu'il peut exister plusieurs portions de dérivation qui sont piquées. D'autre part, si aux figures la vanne de régulation 13, 13a est intégrée dans une portion de dérivation 8, ceci n'est pas limitatif, une telle vanne de régulation pouvant être intégrée dans le passage principal de détente 4' en association avec ou en remplacement d'un piquage dans la ou les portions de dérivation. Ceci est aussi valable pour la deuxième forme de réalisation qui va maintenant être détaillée. [0079] Dans une deuxième forme de réalisation de l'invention, qui est préférée à la première mentionnée, la vanne de régulation 13, 13a peut être disposée vers la ou les extrémités de sortie 8b de la ou des portions de dérivation 8 faisant fonction de portions de piquage sur la face de sortie 2b de la turbine 2, des positions intermédiaires d'ouverture de la vanne de régulation 13, 13a pouvant permettre de régler le débit dans la ou les portions de dérivation 8 selon son degré d'ouverture correspondant à chaque position intermédiaire respective. Il y a donc plusieurs degrés d'ouverture possibles avec en conséquence l'obtention d'une modulation du débit en sortie de la ou des portions de dérivation 8 faisant office de portions de piquage.
[0080] Comme montré notamment aux figures 3 et 7, la turbine 2 du turbocompresseur peut être intégrée dans un carter 2c présentant au moins une face d'entrée 2a pour les gaz d'échappement recevant les extrémités des premier et deuxième conduits 4, 6 et une face de sortie 2b pour les gaz d'échappement quittant la turbine 2. Le carter 2c peut présenter une sortie de piquage 12a traversant la turbine 2. Aux figures 3, 4a, 5a et 7 il est montré l'extrémité d'entrée 8a et l'extrémité de sortie 8b d'une portion de dérivation 8. [0081 ] La figure 3a montre une face de sortie du carter avec une seule extrémité de sortie 8b d'une portion de dérivation tandis que la figure 3b montre une face de sortie du carter avec plusieurs extrémités de sortie 8b d'un portion de dérivation, ces extrémités de sortie étant adjacentes à cette figure mais pouvant être aussi réparties uniformément et concentriquement sur la face de sortie du carter. [0082] Dans un premier mode de réalisation de l'invention non limitatif concernant la vanne de régulation, comme montré à la figure 4, la vanne de régulation 13 peut seulement fermer l'extrémité de sortie de la portion de dérivation 8 en tant que portion de piquage afin d'empêcher le second flux traversant cette portion de dérivation 8 de déboucher vers la face de sortie 2b du carter 2c. Dans ce mode de réalisation, la vanne de régulation 13 ne contrôle pas la fermeture ou l'ouverture de la ligne RGE par son extrémité de piquage. Les figures 4a et 5a illustrent une face d'entrée 2a du carter de la turbine avec l'ouverture d'entrée d'un passage principal de détente 4' et d'une portion de dérivation 8 prolongeant respectivement le premier conduit 4 ou le deuxième conduit 6 dans la turbine.
[0083] Dans une forme préférentielle de réalisation de l'invention concernant la vanne de régulation, la vanne de régulation 13, 13a peut être disposée à la ou les extrémités de sortie 8b de la ou des portions de dérivation 8 faisant office de portions de piquage sur la face de sortie 2b de la turbine 2, la vanne de régulation 13, 13a étant actionnable entre au moins quatre positions.
[0084] La figure 5, tout en se référant à la figure 2 pour certaines des références, montre notamment trois positions a, b, c d'une vanne de régulation 13a. La première position, référencée c, peut être une position de fermeture de la sortie de ladite au moins une portion de dérivation 8 et de ladite au moins une extrémité de piquage 12 avec un débit nul dans ladite au moins une portion de dérivation 8 et dans ladite au moins une ligne RGE 1 1 de recirculation.
[0085] La deuxième position, référencée b, peut être une position de fermeture de la sortie de ladite au moins une portion de dérivation 8 avec un débit nul en sortie de ladite au moins une portion de dérivation 8, les gaz d'échappement du deuxième conduit 6 s'écoulant entièrement dans ladite au moins une ligne RGE 1 1 de recirculation via ladite au moins une extrémité de piquage 12.
[0086] La troisième position, référencée a, peut être une position ouverte de la vanne de régulation 13a laissant ouverte l'extrémité de sortie 8b de la portion de dérivation 8 prolongeant le deuxième conduit 6 à l'intérieur de la turbine 2 débouchant vers la face de sortie 2b de la turbine 2 et l'extrémité de piquage 12, le flux du deuxième conduit 6 se partageant entre un écoulement vers la face de sortie 2b de la turbine 2 et un écoulement dans la ligne RGE 1 1 de recirculation des gaz à l'échappement.
[0087] Une autre position peut être une position de fermeture de ladite au moins une ligne RGE 1 1 de recirculation via la fermeture de ladite au moins une extrémité de piquage 12 avec un débit nul dans ladite au moins une ligne RGE 1 1 de recirculation, les gaz d'échappement s'écoulant vers la sortie de ladite au moins une portion de dérivation 8 prolongeant le deuxième conduit 6 à l'intérieur de la turbine 2 en direction de la face de sortie 2b de la turbine 2. [0088] Enfin, des positions intermédiaires sont possibles en étant des positions d'ouverture partielle de ladite au moins une portion de dérivation 8 et de ladite au moins une extrémité de piquage 12 de recirculation, ces positions intermédiaires d'ouverture permettant de régler le débit en sortie de ladite au moins une portion de dérivation 8 et dans ladite au moins une ligne RGE 1 1 de recirculation selon le degré d'ouverture de ladite au moins une portion de dérivation 8 et de ladite au moins une extrémité de piquage 12 correspondant à chaque position intermédiaire respective.
[0089] Ainsi, la vanne de régulation 13, 13a peut, dans certaines formes de réalisation de la présente invention, contrôler le débit de la portion de dérivation 8 et de la ligne RGE 1 1 de recirculation débutant du piquage 12. Il y a donc une économie de moyens obtenue par ces caractéristiques.
[0090] Ceci est illustré notamment aux figures 6 et 6a à 6e qui montrent diverses positions d'une vanne de régulation 13, selon la présente invention, ceci respectivement pour une première forme de réalisation dans laquelle la vanne de régulation 13 opère dans la portion de piquage 8 en séparant une partie amont de la portion de piquage d'une partie aval 8' se trouvant en fin de portion de piquage 8 ou respectivement pour une deuxième forme de réalisation dans laquelle la vanne de régulation 13 opère entre, d'une part, une partie amont de la portion de piquage 8 et l'extrémité du piquage 12 et, d'autre part, la partie aval 8' en fin de portion de piquage 8. [0091 ] Ces représentations sont schématiques, la partie aval 8' en fin de portion de piquage 8 débouchant vers la face de sortie du carter de la turbine, le carter de la turbine et sa face de sortie n'étant pas cependant représentés à ces figures. De plus comme précédemment mentionné, la portion de piquage 8 peut être une portion de dérivation prolongeant le deuxième conduit ou le passage principal de détente prolongeant le premier conduit.
[0092] A ces figures, la vanne de régulation 13 est sous la forme d'un cône pouvant obstruer complètement l'extrémité de la partie amont de la portion de piquage 8 ainsi que, le cas échéant, l'extrémité du piquage 12 de la ligne RGE. La vanne de régulation 13 peut être déplacée par un actionneur 15, à ces figures par translation. Il est à garder à l'esprit que toutes ces caractéristiques ne sont pas limitatives et qu'un autre arrangement du piquage RGE et de la portion de piquage 8 ainsi qu'une autre forme de vanne de régulation 13 peuvent être adoptés. [0093] Dans une première forme de réalisation montrée aux figures 6, 6a et 6b, la vanne de régulation 13 est déplaçable en translation entre une position de fermeture et une position d'ouverture de l'extrémité de la partie amont de la portion de piquage 8. Dans le premier cas, le flux de la partie amont de la portion de piquage 8 n'aboutit pas dans la partie aval 8' en fin de portion de piquage 8 et dans le second cas, le flux de la partie amont de la portion de piquage 8 aboutit dans la partie aval 8' en fin de portion de piquage 8, son débit étant réglable par translation de la vanne de régulation 13, un élargissement transversal progressif de la partie aval 8' conduisant à un débit plus important dû à une ouverture plus importante entre la vanne 13 et les parois de la partie aval 8'. [0094] A la figure 6, la partie amont de la portion de piquage 8 est fermée par la vanne de régulation 13. Aucun flux de gaz d'échappement en provenance de la partie amont de la portion de piquage 8 n'aboutit dans la partie aval 8' en fin de portion de piquage 8. A la figure 6a, la vanne de régulation 13 a commencé sa translation vers la partie aval 8' en fin de portion de piquage 8 mais ferme encore la partie amont de la portion de piquage 8. A la figure 6b, la vanne de régulation 13 a continué sa translation, est arrivée au niveau de l'élargissement transversal de la partie aval 8' en fin de portion de piquage 8 et ne ferme plus la partie amont de la portion de piquage 8. Le flux passe donc de la partie amont de la portion de piquage 8 dans la partie aval 8' en fin de portion de piquage 8.
[0095] Dans une deuxième forme de réalisation montrée aux figures 6c à 6e, l'extrémité de piquage 12 et la partie amont de la portion de piquage 8 s'étendent parallèlement en étant parcourues par les gaz d'échappement en contresens l'une par rapport à l'autre. La vanne de régulation 13 est interposée entre, d'une part, l'extrémité de piquage 12 et la partie amont de la portion de piquage 8 et, d'autre part, la partie aval 8' en fin de portion de piquage 8. [0096] A la figure 6c, la vanne de régulation 13 qui est de forme conique présente sa pointe adjacente au bord du conduit de séparation entre l'extrémité de piquage 12 et la partie amont de la portion de piquage 8. La partie amont de la portion de piquage 8 est fermée par la vanne de régulation 13 ainsi que l'extrémité de piquage 12 d'entrée. Aucun flux de gaz d'échappement de la partie amont de la portion de piquage 8 ne sort donc ni par la partie aval 8' en fin de portion de piquage 8 ni par l'extrémité de piquage 12 pour alimenter la ligne RGE.
[0097] A la figure 6d, la partie amont de la portion de piquage 8 ne communique toujours pas avec la partie aval 8' en fin de portion de piquage 8 du fait de la position de la vanne de régulation 13 bien que celle-ci ait effectué une translation décollant sa pointe du bord du conduit de séparation entre l'extrémité de piquage 12 et la portion de piquage 8. La pointe conique de la vanne de régulation 13 ne ferme plus l'extrémité du piquage 12 d'entrée de la ligne RGE. Le flux de gaz d'échappement de la partie amont de la portion de piquage 8 passe uniquement par l'extrémité de piquage 12 pour alimenter la ligne RGE.
[0098] A la figure 6e, la vanne de régulation 13 a continué sa translation, est arrivée au niveau de l'élargissement transversal de la partie aval 8' et ne ferme donc plus la communication entre la partie amont et la partie aval de la portion de piquage 8. Le flux passe donc de la partie amont de la portion de piquage 8 dans la partie aval 8' mais aussi par l'extrémité de piquage 12 d'entrée. Le flux de gaz d'échappement du deuxième conduit se répartit entre la partie aval 8' en fin de portion de piquage 8 et la ligne RGE en passant par son extrémité de piquage 12 d'entrée. Le débit dans la partie aval 8' en fin de portion de piquage 8 augmente avec la progression de l'élargissement transversal de cette partie aval. [0099] Les figures 7, 8, 9 et 9a illustrent une vanne de régulation qui est déplaçable en rotation par un actionneur 15. Le carter 2c de la turbine 2 montré à la figure 7 est sensiblement le même que celui montré à la figure 3 et ne diffère de ce dernier que par une position différente de l'extrémité de piquage 12, cette extrémité de piquage 12 n'étant pas visible à la figure 7. Les éléments à l'intérieur du carter 2c sont aussi sensiblement similaires sauf la vanne de régulation 13.
[00100] A ces figures, la vanne de régulation 13 comporte un disque d'obturation, référencé 29 aux figures 8, 9 et 9a, déplaçable en rotation par un actionneur 15. Le disque d'obturation 29 porte la ou les extrémités de sortie 8b de la ou des portions de dérivation 8 et la ou les extrémités de piquage 12 de la ligne RGE de recirculation. [00101 ] Le disque d'obturation 29 de la vanne de régulation 13 peut être plat en forme de I. Il peut aussi être de forme en U renversé pour laquelle la ou les extrémités de sortie 8b de la ou des portions de dérivation 8 sont radiales internes au disque d'obturation 29 tandis que la ou les extrémités de piquage 12 sont radiales externes au disque d'obturation 29. Le disque d'obturation 29 peut être de forme en L renversé pour laquelle la ou les extrémités de sortie 8b de la ou des portions de dérivation 8 sont axiales internes au disque d'obturation 29 tandis que la ou les extrémités de piquage 12 sont radiales externes au disque d'obturation 29 ou la ou les extrémités de sortie 8b de la ou des portions de dérivation 8 sont radiales internes au disque d'obturation 29 tandis que la ou les extrémités de piquage 12 sont axiales externes au disque d'obturation 29. [00102] Le disque d'obturation 29 reçoit en son intérieur un disque portant les extrémités de sortie 8b de la ou des portions de dérivation. Selon la rotation du disque d'obturation 29, les extrémités de sortie 8b portées par le disque peuvent être mises en vis-à-vis des extrémités de sortie du disque d'obturation 29 pour assurer un passage du flux soit vers la face de sortie de la turbine ou soit vers les extrémités de piquage 12 de la ligne RGE.
[00103] Le disque d'obturation 29 de sortie peut aussi être disposé autour de l'extrémité de sortie du passage principal de détente, référencé 4' à la figure 7, le disque d'obturation 29 de sortie présentant un évidement creux interne en vis-à-vis de l'extrémité de sortie 4b du passage principal de détente 4' comme montré à la figure 7 pour ces deux références. Avec un tel disque d'obturation 29, les fermetures, les ouvertures complètes ou partielles des extrémités de sortie 8b sont atteintes en même temps pour toutes les extrémités de sortie, toutes les extrémités de sortie 8b présentant simultanément le même degré d'ouverture lors de la rotation du disque d'obturation 29.
[00104] En se référant à toutes les figures sauf la figure 1 , les extrémités de sortie 4b, 8b du passage principal de détente 4' et de ladite au moins une portion de dérivation 8 à l'intérieur du carter 2c de la turbine 2 peuvent déboucher au même niveau de la turbine 2 vers la face de sortie 2b du carter 2c de la turbine 2, c'est-à-dire en amont de cette face de sortie 2b dans la turbine 2. Le troisième conduit 9 qui est extérieur au carter 2c de la turbine présente une embouchure sur la face de sortie 2b du carter 2c en s'éloignant de la turbine 2 en partant de cette face de sortie 2b des gaz d'échappement de la turbine 2. De manière classique, le troisième conduit 9 comporte des éléments de dépollution 10 des gaz d'échappement le traversant.
[00105] Comme précédemment mentionné, le flux de gaz d'échappement passant dans le carter 2c de la turbine par au moins une portion de dérivation 8 prolongeant le deuxième conduit 4 dit de décharge peut être soustrait au flux total de gaz d'échappement sortant du moteur et ne reste que le flux du premier conduit 4 dit d'échappement par turbine qui passe dans le passage principal de détente 4' logeant la roue de la turbine 2. Ceci diminue la puissance disponible pour le turbocompresseur et fait sensiblement fonction de soupape de décharge classique pour turbocompresseur. [00106] Dans un mode de réalisation de l'ensemble moteur selon la présente invention, la sortie du moteur comprend par cylindre deux passages de sortie fermés par une soupape d'échappement respective, un passage de sortie alimentant le premier conduit 4 dit d'échappement par turbine et l'autre passage de sortie alimentant le deuxième conduit 6 dit de décharge via les collecteurs 5 et 7 d'échappement. [00107] Cependant, l'ouverture de la soupape d'échappement reliée au deuxième conduit 6 se produit très souvent après l'ouverture de la soupape d'échappement reliée au premier conduit 4 et toujours pendant la phase d'échappement du cycle quatre-temps du moteur, même sur le phasage le plus en retard de l'ouverture de la soupape d'échappement reliée au deuxième conduit 6. Il se produit ainsi une période de temps pour lequel les deux soupapes d'échappement sont ouvertes en même temps, ce qui rend la fonction du deuxième conduit 6 de décharge toujours opérationnelle.
[00108] Ceci est désavantageux étant donné que sur des points de fonctionnement de l'ensemble moteur 1 correspondant à des points de fonctionnement d'un turbocompresseur avec soupape de décharge fermée, notamment les points à faible régime moteur et pleine charge, la fermeture de la soupape de décharge étant nécessaire pour maximiser la puissance à la turbine 2, le deuxième conduit 6 de décharge du système d'échappement selon l'invention n'est lui pas fermé, alors qu'il y aurait intérêt à faire passer tout le débit de gaz d'échappement au travers de la turbine 2 par son organe rotatif de récupération d'énergie sous forme d'une roue.
[00109] Ainsi, l'ouverture en permanence du deuxième conduit 6 de décharge diminue la puissance disponible à la turbine 2, du fait d'un plus faible débit de gaz traversant la roue de la turbine, ce qui se traduit par une dégradation de la réponse du moteur en conditions transitoires et en régime stabilisé. [001 10] Il est donc avantageux de fermer le deuxième conduit 6 dit de décharge notamment dans sa portion de dérivation 8 afin d'améliorer la réponse de l'ensemble moteur 1 en conditions transitoires, notamment sous situation de vie transitoire pleine charge et bas régime. Ceci dont peut être fait par la vanne de régulation 13, 13a en fermant l'extrémité de sortie 8b de la portion de dérivation 8 avec ou sans alimentation de la ligne RGE 1 1 par l'extrémité de piquage 12.
[001 1 1 ] Avec un deuxième conduit 6 dit de décharge prolongé dans la turbine 2 par une ou plusieurs portions de dérivation 8, elles-mêmes présentant une ou plusieurs extrémités de sortie 8b, la section des extrémités de sortie 8b peut prendre plusieurs formes différentes à savoir par exemple :
- une forme ronde telle que, par exemple, dans un système classique de turbocompresseur,
- une forme optimisée pour l'optimisation de l'ensemble turbine 2 et son carter 2c associée et de l'optimisation des turbulences en face de sortie 2b de la turbine 2, par exemple une forme en croissant, une forme ovalisée ou en triangle, etc. [001 12] En se référant aux figures 1 a et 2, il est montré deux modes de réalisation d'un ensemble moteur à suralimentation contrôlée par distribution moteur. L'ensemble moteur 1 comprend un moteur à combustion interne et un turbocompresseur comportant une turbine 2 et un compresseur 3. La turbine 2 comprend une roue récupérant au moins partiellement l'énergie cinétique des gaz le traversant et transmet cette énergie au compresseur 3.
[001 13] Pour cela, le turbocompresseur est muni d'un axe reliant la roue de la turbine 2 à une roue dans le compresseur 3 assurant la compression de l'air traversant le compresseur 3. Cet axe peut être lubrifié, refroidi par eau et/ou huile et installé sur des paliers avec ou sans roulements. Cet axe pourra également être équipé d'une assistance électrique, soit directement sur l'axe, soit à l'aide d'engrenages, par exemple une transmission ou une boîte de vitesses.
[001 14] Le système d'échappement est raccordé à une sortie du moteur pour une évacuation de gaz d'échappement issus de la combustion dans le moteur et comprend un premier conduit 4 dit d'échappement par la turbine 2 partant d'un premier collecteur 5 d'échappement et un deuxième conduit 6 dit de décharge partant d'un second collecteur 7 d'échappement. Les premier et second collecteurs 5, 7 sont reliés à la sortie du moteur à combustion interne pour la canalisation des gaz d'échappement par les premier et deuxième conduits 4, 6. La sortie du moteur peut être constituée par deux passages de sortie par cylindre sur le moteur associé chacun à une soupape d'échappement mais ceci n'est pas limitatif bien que cela soit illustré aux figures 1 a et 2.
[001 15] Les deux collecteurs d'échappement 5, 7 peuvent être proches l'un de l'autre pour être raccordés à la turbine 2, par exemple par une même bride de raccordement collecteur d'échappement avec un carter 2c de turbine 2. Les collecteurs d'échappement 5, 7 pourront être refroidis par un liquide de refroidissement, notamment de l'eau, le liquide circulant dans un circuit de refroidissement commun ou non commun aux deux collecteurs 5, 7. Le ou les circuits de refroidissement pourront également servir au refroidissement de l'intérieur de la turbine 2.
[001 16] En regard de toutes les figures, notamment des figures 2,3,1 1 12 et 13, sauf la figure 1 , conformément à la présente invention selon un mode de réalisation, ladite au moins une portion de piquage 8 comprend en son intérieur un dispositif de régulation 13 d'au moins son débit, le dispositif de régulation 13 s'étendant le long de la paroi interne d'une partie de ladite au moins une portion de piquage 8 en laissant entre eux seulement un jeu suffisant pour un déplacement longitudinal du dispositif dans ladite au moins une portion de piquage 8, le dispositif de régulation 13 occupant donc pratiquement toute la section de la partie de la portion de piquage 8 sur sa longueur.
[001 17] Le dispositif de régulation 13 est creux et parcouru intérieurement par les gaz d'échappement en présentant au moins une première ouverture latérale 14 de sortie pour le passage des gaz d'échappement hors du dispositif. Son déplacement dans la partie de ladite au moins une portion de piquage 8 s'effectue entre une position de fermeture pour laquelle ladite au moins une première ouverture latérale 14 du dispositif 13 n'est pas alignée avec au moins une extrémité de sortie 8b de ladite au moins une portion de piquage 8 et une position d'ouverture pour laquelle ladite au moins une extrémité de sortie 8b est alignée avec ladite au moins une première ouverture latérale 14 du dispositif 13. Ceci est particulièrement bien illustré aux figures 4 à 6.
[001 18] Aux figures 10 et 2, le dispositif de régulation 13 est symboliquement représenté par une croix en n'étant pas montré dans ses détails mais pourrait prendre une position différente que celles illustrées respectivement à ces figures. Par exemple, à la figure 1 a, le dispositif de régulation 13 peut être positionné en étant plus proche de l'intersection entre le deuxième conduit 6 et le premier conduit 4, l'extrémité de piquage 12 pouvant être elle aussi rapprochée de cette intersection. A la figure 2, le dispositif de régulation 13 peut être positionné en étant plus proche de l'extrémité de sortie 8b de la portion de dérivation 8 qu'illustré. [001 19] En se référant aux figures 2,3, 1 1 , 12 et 13 notamment, dans ce mode de réalisation invention, le piquage de la ligne RGE 1 1 se fait sur au moins une portion de piquage 8 d'un des premier et deuxième conduits 4, 6 internes à la turbine 2 via au moins une extrémité de piquage 12, ladite portion 8 comprenant le dispositif de régulation 13 pour la régulation d'au moins un débit de gaz d'échappement la traversant, le dispositif de régulation 13 n'étant pas montré dans ses détails à cette figure mais l'étant aux figures 4 à 6. Toujours dans ce mode de réalisation, le dispositif de régulation 13 est simplement montré symboliquement et placé à l'extrémité de sortie 8b de la portion de dérivation 8. En fait le dispositif de régulation 13 peut être inséré dans la portion de dérivation 8 et l'extrémité de sortie 8b se trouve alors positionnée latéralement à la portion de dérivation. [00120] De manière préférentielle, la ou les portions sur lesquelles se fait le piquage via au moins une extrémité de piquage 12 est une ou des portions de dérivation 8 du deuxième conduit 6 contournant la roue de la turbine 2, ceci pour obtenir une ligne RGE 1 1 haute pression. Ceci n'est cependant pas limitatif et si à la figure 2 la portion de piquage 8 est confondue avec la portion de dérivation prolongeant dans la turbine 2 le deuxième conduit 6, la portion de piquage peut être placée sur le passage principal de détente 4' prolongeant dans la turbine le premier conduit 4.
[00121 ] Dans une forme de réalisation de la présente invention, comme il peut être vu aux figures 1 1 ,12 et 13, le déplacement du dispositif de régulation 13 est commandé par un actionneur 15 externe au dispositif de régulation 13 et arrêtant le déplacement dans des positions intermédiaires d'ouverture permettant de régler le débit de sortie de ladite au moins une portion de piquage 8, avantageusement mais pas nécessairement au moins une portion de dérivation 8 prolongeant le deuxième conduit 6 selon le degré d'ouverture correspondant à chaque position intermédiaire respective. En alternative, l'actionneur 15 peut arrêter le déplacement du dispositif de régulation 13 dans des positions intermédiaires d'ouverture permettant de régler le débit de sortie de ladite au moins une portion de piquage 8 selon le degré d'ouverture correspondant à chaque position intermédiaire respective.
[00122] Dans un mode de réalisation très avantageux du dispositif de régulation 13 qui peut être vu aux figures 1 1 ,12 et 13, le dispositif de régulation 13 comprend au moins une seconde ouverture latérale 18 de sortie des gaz d'échappement, le piquage de la ligne RGE 1 1 étant effectif sur ladite au moins une portion de piquage 8 quand ladite au moins une extrémité de piquage 12 est alignée avec ladite au moins une seconde ouverture latérale 18 du dispositif 13. [00123] Dans un premier sous-mode de réalisation, les première(s) et seconde(s) ouvertures latérales 14, 18 sont positionnées sur le dispositif de régulation 13 afin qu'elles soient sélectivement positionnées avec respectivement ladite au moins une extrémité de sortie 8b de la portion de piquage 8 ou ladite au moins une extrémité de piquage 12. Ce sous-mode de réalisation est montré aux figures 4 à 6. [00124] A la figure 1 1 , le flux de gaz d'échappement passe par l'extrémité de sortie 8b de la portion de piquage 8 sans alimenter la ligne RGE par l'extrémité de piquage 12. A la figure 5, le flux de gaz d'échappement est interrompu aussi bien pour l'extrémité de sortie 8b de la portion de piquage 8 et la ligne RGE par l'extrémité de piquage 12. A la figure 6, le flux de gaz d'échappement passe par l'extrémité de piquage 12 pour alimenter la ligne RGE sans passer par l'extrémité de sortie 8b de la portion de piquage 8 pour continuer sa traversée du système d'échappement.
[00125] Selon un autre mode de réalisation non montré aux figures 1 1 ,12 et 13 mais en se rapportant à ces figures pour les références numériques, les première(s) et seconde(s) ouvertures latérales 14, 18 peuvent être positionnées sur le dispositif de régulation 13 afin que, quand l'une desdites au moins une ouverture 14, 18 est alignée avec au moins une extrémité de sortie 8b de la portion de piquage 8 ou au moins une extrémité de piquage 12 respective, l'autre desdites au moins une ouverture 18, 14 est partiellement alignée à ladite au moins une extrémité de piquage ou de sortie 12, 8b respective laissant un passage réduit aux gaz d'échappement quittant le dispositif de régulation 13 par l'extrémité de piquage ou de sortie 12, 8b respective.
[00126] Dans ce cas, en se référant aux figures 2,3, 1 1 ,12 et 13, il y a partage du flux de gaz d'échappement entre la sortie de la portion de piquage 8 débouchant dans la suite du système d'échappement et la ligne RGE 1 1 , ce partage étant réglable selon le déplacement du dispositif de régulation 13 permettant un alignement plus ou moins prononcé des ouvertures latérales 14, 18 de sortie des gaz avec leur extrémité de piquage 12 ou leur extrémité de sortie 8b de la portion de piquage 8.
[00127] Avantageusement, la partie de la ou des portions de piquage 8 recevant le dispositif de régulation 13 de même que le dispositif de régulation 13 sont de forme cylindrique, lesdites au moins une première et seconde ouvertures latérales 14, 18 étant disposées sur la paroi du cylindre formé par le dispositif de régulation 13.
[00128] Pour initier le déplacement du dispositif de régulation 13 dans la partie de la portion de piquage le recevant, il est prévu un actionneur 15. Dans un mode préférentiel de réalisation, le dispositif de régulation 13 comprend une tête 21 fermant en coiffant une des portions circulaires d'extrémité du cylindre formé par le dispositif de régulation 13, un actionneur 15, extérieur au dispositif de régulation 13, appuyant sur la tête 21 pour le déplacement du dispositif 13 en translation.
[00129] Dans un mode de réalisation, l'actionneur 15 peut présenter une tige 15a traversant la portion de piquage 8, une extrémité de la tige 15a appuyant sur la tête 21 tandis que l'autre extrémité se trouve à l'extérieur de la portion de piquage 8. Quand le dispositif de régulation 13 se trouve dans la turbine 2 munie de son carter 2c, comme montré à la figure 3, l'autre extrémité se trouve à l'extérieur du carter 2c de la turbine 2.
[00130] Toujours dans ce mode de réalisation montré aux figures 1 1 ,12 et 13, un ressort 22 de rappel qui peut être enroulé autour de la tige 15a à l'intérieur de la portion de piquage 8. Ce ressort 22 est disposé de sorte à rappeler le dispositif de régulation 13 dans la position pour laquelle ladite au moins une première ouverture latérale 14 est alignée avec ladite au moins une extrémité de sortie 8b de ladite au moins une portion de piquage 8. La fonction principale du ressort est ici une sécurité en cas de défaillance du système de contrôle, le système revient en position initial : tout le flux va vers l'échappement, le moteur ne pourra donc pas fonctionner à sa puissance max en cas de problème de contrôle, mais c'est un mode dégradé mécanique toléré en cas de défaillance du système de contrôle. Ceci peut se faire aussi bien dans le carter 2c de la turbine 2, comme montré à la figure 3, qu'à un autre endroit du système d'échappement sur n'importe lequel des premier et deuxième conduits 4, 6.

Claims

REVENDICATIONS
Ensemble moteur (1 ) comprenant un moteur à combustion interne comprenant au moins un cylindre, au moins une ligne de recirculation des gaz d'échappement à une admission du moteur, un turbocompresseur comportant une turbine (2) et un compresseur (3), et un système d'échappement raccordé par un premier et un second collecteur (5, 7) d'échappement à une sortie du moteur pour une évacuation de gaz d'échappement issus de la combustion dans le moteur, le système d'échappement comprenant un premier conduit (4) dit d'échappement par la turbine (2) partant du premier collecteur (5) d'échappement et un deuxième conduit (6) dit de décharge partant du second collecteur (7) d'échappement, la turbine (2) étant munie d'un carter (2c) présentant un passage principal de détente (4') dans lequel est logée une roue de turbine et le premier conduit (4) débouchant dans le passage principal de détente (4') par une face d'entrée (2a) du carter (2c), caractérisé en ce que le deuxième conduit (6) débouche par la face d'entrée (2a) du carter (2c) dans au moins une portion de dérivation (8) interne au carter (2c) contournant le passage principal de détente (4') et en ce que le piquage de ladite au moins une ligne de recirculation (1 1 ) se fait dans la turbine (2) sur une portion de piquage (8) d'au moins le passage principal de détente (4') ou de ladite au moins une portion de dérivation (8) via au moins une extrémité de piquage (12).
Ensemble selon la revendication 1 , dans lequel la portion de piquage (8) sur laquelle se fait le piquage via au moins une extrémité de piquage (12) est ladite au moins une portion de dérivation (8) prolongeant le deuxième conduit (6) et contournant la roue de la turbine (2), le système d'échappement comprenant un troisième conduit (9) extérieur à la turbine (2) et relié à une face de sortie (2b) du carter (2c) de turbine pour l'évacuation des gaz d'échappement hors de la turbine (2).
Ensemble selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la portion de piquage (8) comprend au moins une vanne de régulation (13, 13a) pour la régulation du débit de gaz d'échappement la traversant, ladite au moins une vanne de régulation (13, 13a) étant actionnable entre au moins une première position de fermeture du débit dans la portion de piquage (8) à ou après ladite au moins une extrémité de piquage (12) et une seconde position d'ouverture du débit dans la portion de piquage (8) à ou après ladite au moins une extrémité de piquage (12). Ensemble selon la revendication 3, dans lequel la vanne de régulation (13, 13a) est disposée vers au moins une extrémité de sortie (8b) de ladite au moins une portion de piquage (8) à une face de sortie (2b) de la turbine (2), des positions intermédiaires d'ouverture de la vanne de régulation (13, 13a) permettant de régler le débit dans ladite au moins une portion de piquage (8) selon le degré d'ouverture de la vanne de régulation (13, 13a) correspondant à chaque position intermédiaire respective.
Ensemble selon la revendication 3, dans lequel la vanne de régulation (13, 13a) est actionnable entre au moins quatre positions, à savoir :
- une première position de fermeture de ladite au moins une portion de piquage (8) et de ladite au moins une extrémité de piquage (12) avec un débit nul dans ladite au moins une portion de piquage (8) et dans ladite au moins une ligne de recirculation (1 1 ),
- une deuxième position de fermeture de ladite au moins une portion de piquage (8) avec un débit nul dans ladite au moins une portion de piquage (8), les gaz d'échappement s'écoulant entièrement dans ladite au moins une ligne de recirculation (1 1 ) via ladite au moins une extrémité de piquage (12),
- une troisième position de fermeture de ladite au moins une ligne de recirculation (1 1 ) via la fermeture de ladite au moins une extrémité de piquage (12) avec un débit nul dans ladite au moins une ligne de recirculation (1 1 ), les gaz d'échappement dans cette portion de piquage (8) s'écoulant entièrement vers au moins une extrémité de sortie (8b) de ladite au moins une portion de piquage (8),
- des quatrièmes positions intermédiaires d'ouverture de ladite au moins une portion de piquage (8) et de ladite au moins une extrémité de piquage (12) de recirculation, ces positions intermédiaires d'ouverture permettant de régler le débit vers ladite au moins une extrémité de sortie (8b) dans ladite au moins une portion de piquage (8) et dans ladite au moins une ligne de recirculation (1 1 ) selon le degré d'ouverture de ladite au moins une portion de piquage (8) et de ladite au moins une extrémité de piquage (12) correspondant à chaque position intermédiaire respective.
Ensemble selon la revendication 4 ou 5, dans lequel, quand la portion de piquage est ladite au moins une portion de dérivation (8), la vanne de régulation (13, 13a) comporte un disque (29) déplaçable en translation ou en rotation par un actionneur (15), le disque (29) portant ladite au moins une extrémité de sortie (8b) de ladite au moins une portion de dérivation (8) et ladite au moins une extrémité de piquage (12) de ladite au moins une ligne de recirculation (1 1 ). Ensemble selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel ladite au moins une extrémité de sortie (8b) de ladite au moins une portion de piquage (8) est de section circulaire, ovalisée ou en forme de demi-lune.
Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le carter (2c) de la turbine entoure à distance la roue de la turbine (2) et comprend une portion intermédiaire reliant entre elles sa face d'entrée à une face de sortie (2a, 2b) du carter (2c), la portion intermédiaire comprenant au moins une ouverture (12a) pour ledit au moins un piquage (12) de ladite au moins une ligne de recirculation (1 1 ).
Ensemble moteur (1 ) selon la revendication 1 , comprenant un moteur à combustion interne comprenant au moins un cylindre, un turbocompresseur comportant une turbine (2) et un compresseur (3), un système d'échappement raccordé à une sortie du moteur pour une évacuation de gaz d'échappement issus de la combustion dans le moteur et au moins une ligne de recirculation (1 1 ) des gaz d'échappement à une admission du moteur, le système d'échappement comprenant un premier conduit (4) dit d'échappement par la turbine (2) partant d'un premier collecteur (5) d'échappement et un deuxième conduit (6) dit de décharge partant d'un second collecteur (7) d'échappement, la turbine (2) étant munie d'un carter (2c) présentant un passage principal de détente (4') dans lequel est logée une roue de turbine et le premier conduit (4) débouchant dans le passage principal de détente (4') par une face d'entrée (2a) du carter (2c), la ligne de recirculation (1 1 ) présentant au moins une extrémité de piquage
(12) sur au moins une portion de piquage (8) traversée par des gaz d'échappement, caractérisé en ce que ladite au moins une portion de piquage (8) comprend en son intérieur un dispositif de régulation (13) d'au moins son débit, le dispositif de régulation
(13) s'étendant le long de la paroi interne d'une partie de ladite au moins une portion de piquage (8) en laissant entre eux un jeu seulement suffisant pour un déplacement longitudinal du dispositif dans ladite au moins une portion de piquage (8), le dispositif de régulation (13) étant creux et parcouru intérieurement par des gaz d'échappement en présentant au moins une première ouverture latérale (14) de sortie des gaz d'échappement, le déplacement s'effectuant entre une position de fermeture pour laquelle ladite au moins une première ouverture latérale (14) du dispositif (13) n'est pas alignée avec au moins une extrémité de sortie (8b) de ladite au moins une portion de piquage (8) et une position d'ouverture pour laquelle ladite au moins une première ouverture latérale (14) du dispositif (13) est alignée avec ladite au moins une extrémité de sortie (8b).
10. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel le deuxième conduit (6) débouche par la face d'entrée (2a) du carter (2c) dans au moins une portion de dérivation (8) interne au carter (2c) contournant le passage principal de détente (4'), le passage principal de détente (4') et ladite au moins une portion de dérivation (8) se rejoignant à une face de sortie (2b) du carter (2c), le système d'échappement comprenant un troisième conduit (9) extérieur à la turbine (2) relié à la face de sortie (2b) du carter (2c) de turbine pour l'évacuation des gaz d'échappement hors de la turbine (2).
11. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel le déplacement du dispositif de régulation (13) est commandé par un actionneur (15) externe au dispositif de régulation (13) et arrêtant le déplacement du dispositif de régulation (13) dans des positions intermédiaires d'ouverture permettant de régler le débit de sortie de ladite au moins une portion de piquage (8) selon le degré d'ouverture correspondant à chaque position intermédiaire respective. 12. Ensemble selon la revendication 10 ou 1 1 , dans lequel le dispositif de régulation (13) comprend au moins une seconde ouverture latérale (18) de sortie des gaz d'échappement, le piquage de la ligne de recirculation (1 1 ) étant effectif sur ladite au moins une portion de piquage (8) quand ladite au moins une extrémité de piquage (12) est alignée avec ladite au moins une seconde ouverture latérale (18) du dispositif (13). 13. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel la partie de ladite au moins une portion de piquage (8) recevant le dispositif de régulation (13) et le dispositif de régulation (13) sont de forme cylindrique, ladite au moins une première ouverture latérale (14) et ladite au moins une seconde ouverture latérale (18), quand celle-ci est présente, étant disposées sur la paroi du cylindre formé par le dispositif de régulation (13).
14. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de régulation (13) comprend une tête (21 ) fermant en coiffant une des portions circulaires d'extrémité du cylindre formé par le dispositif de régulation (13), un actionneur (15) appuyant sur la tête (21 ) pour le déplacement du dispositif (13).
15. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel, le dispositif de régulation (13) est positionné à l'intérieur de la turbine (2), le carter (2c) entourant à distance la turbine (2) en comprenant une portion intermédiaire reliant entre elles la faces d'entrée (2a) avec la face de sortie (2b) du carter (2c) et l'actionneur (15) présente une tige (15a) traversant le carter (2c), une extrémité de la tige (15a) appuyant sur la tête (21 ) tandis que l'autre extrémité se trouve à l'extérieur de la turbine (2).
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