FR3124232A1 - Heat engine comprising a crankcase gas LEAK detection device in a ventilation circuit - Google Patents

Heat engine comprising a crankcase gas LEAK detection device in a ventilation circuit Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un moteur thermique (1) comprenant un turbocompresseur (2) et un circuit de ventilation de gaz de carter comportant un déshuileur (8) et un conduit de forte charge (4) entre une sortie (5) du déshuileur (8) et un turbocompresseur (2), le moteur thermique comprenant un répartiteur d’admission (10) comportant une valve papillon (21) et des moyens de mesure de la pression et de la température (13) reliés à un calculateur moteur (14). Le circuit de ventilation de gaz de carter comprend un premier clapet anti-retour (7) positionné à une deuxième extrémité (23) du conduit de forte charge, le premier clapet anti-retour étant destiné à se fermer lorsque la pression dans le répartiteur d’admission (10) est inférieure à la pression en amont du turbocompresseur (2). (Fig. 1)The invention relates to a heat engine (1) comprising a turbocharger (2) and a crankcase gas ventilation circuit comprising an oil separator (8) and a high load conduit (4) between an outlet (5) of the oil separator (8 ) and a turbocharger (2), the combustion engine comprising an intake distributor (10) comprising a butterfly valve (21) and means for measuring the pressure and the temperature (13) connected to an engine computer (14) . The crankcase gas ventilation circuit comprises a first non-return valve (7) positioned at a second end (23) of the high-load duct, the first non-return valve being intended to close when the pressure in the pressure distributor admission (10) is lower than the pressure upstream of the turbocharger (2). (Fig.1)

Description

Moteur thermique comprenant un dispositif de detection de FUITE DE gaz de carter dans un circuit de ventilationHeat engine comprising a crankcase gas LEAK detection device in a ventilation circuit

Domaine technique de l’inventionTechnical field of the invention

L’invention concerne de manière générale le domaine des moteurs thermiques, notamment pour des véhicules. Plus particulièrement, l’invention se rapporte à un moteur thermique comprenant un dispositif de détection de fuite de gaz de carter dans un conduit de forte charge d’un circuit de ventilation de gaz de carter.The invention generally relates to the field of heat engines, in particular for vehicles. More particularly, the invention relates to a heat engine comprising a crankcase gas leak detection device in a high load duct of a crankcase gas ventilation circuit.

L’invention s’applique plus particulièrement aux moteurs essence turbocompressés qui comprennent un système de régulation de la pression carter de type PRV pour « Pressure Regulating Valve » en anglais.The invention applies more particularly to turbocharged gasoline engines which include a PRV-type crankcase pressure regulation system for “Pressure Regulating Valve”.

Dans ce type de moteur thermique, les gaz de carter, appelés aussi « gaz de blow-by », proviennent principalement des fuites au niveau des segments des pistons. Les gaz de carter doivent être évacués pour éviter une montée de pression dans le bas moteur et, consécutivement, un risque de rejet d'hydrocarbures polluants dans l'atmosphère, des dommages du moteur thermique et un danger potentiel pour les personnes.In this type of heat engine, the crankcase gases, also called "blow-by gases", mainly come from leaks at the level of the piston rings. The crankcase gases must be evacuated to avoid a pressure rise in the lower engine and, consequently, a risk of releasing polluting hydrocarbons into the atmosphere, damage to the combustion engine and a potential danger to people.

Les moteurs thermiques sont équipés d’un circuit de ventilation des gaz de carter dit « circuit de blow-by » qui récupère les gaz de carter et les injecte dans le système d’admission d’air du moteur thermique afin de les brûler dans les chambres de combustion de celui-ci. Avant d’être injectés dans le système d’alimentation d’air, les gaz de carter sont acheminés à travers un dispositif de décantation / déshuileur qui est localisé, en général, dans le couvre-culasse. L’huile récupérée par le déshuileur est renvoyée dans le circuit de lubrification du moteur thermique. Les gaz de carter, débarrassés de l’huile qu’ils contenaient, sont injectés en amont du turbocompresseur ou en aval du papillon des gaz, selon la charge du moteur thermique.Heat engines are equipped with a crankcase gas ventilation circuit called a "blow-by circuit" which recovers the crankcase gases and injects them into the air intake system of the heat engine in order to burn them in the combustion chambers thereof. Before being injected into the air supply system, the crankcase gases are routed through a settling / oil separator device which is usually located in the cylinder head cover. The oil recovered by the oil separator is returned to the internal combustion engine lubrication circuit. The crankcase gases, stripped of the oil they contained, are injected upstream of the turbocharger or downstream of the throttle valve, depending on the load of the internal combustion engine.

Le rejet des gaz de carter dans l'atmosphère est réglementé en Europe de manière plus restrictive avec la norme environnementale européenne dite « Euro 7 ». Les réglementations actuelles des États-Unis d’Amérique et de Corée du Sud interdisent d’ores et déjà le rejet des gaz de carter et imposent également le diagnostic embarqué, dit OBD pour « On Board Diagnostic » en anglais, d’un évènement de fuite dans le circuit de ventilation des gaz de carter.The discharge of crankcase gases into the atmosphere is more restrictively regulated in Europe with the European environmental standard known as “Euro 7”. The current regulations of the United States of America and South Korea already prohibit the discharge of crankcase gases and also impose on-board diagnosis, known as OBD for "On Board Diagnostic" in English, of an event of leak in the crankcase gas ventilation circuit.

Plus particulièrement, la norme « CARB 2023 » impose de détecter un trou sur un conduit de forte charge, communément appelé tuyau de blow-by, d’un circuit de ventilation des gaz de carter, d'un diamètre équivalent au diamètre interne du conduit.More specifically, the "CARB 2023" standard requires the detection of a hole in a high-load duct, commonly called a blow-by pipe, of a crankcase gas ventilation circuit, with a diameter equivalent to the internal diameter of the duct. .

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEUREPRIOR ART

La demande de brevet US20010010214A1 divulgue l’utilisation d’un capteur de pression dans un moteur thermique à pression atmosphérique pour la détection d’une fuite de gaz de carter. Le capteur de pression est placé dans un passage des gaz entre un clapet dit « clapet PCV », pour « Positive Crankcase Ventilation » en anglais, et un réservoir nourrisse du moteur. La détection d’une fuite est obtenue par comparaison de la mesure fournie par le capteur de pression à des valeurs de pression de référence. Dans le document US20170268448A1, plusieurs capteurs de pression sont utilisés pour détecter une fuite dans le circuit de ventilation des gaz de carter.Patent application US20010010214A1 discloses the use of a pressure sensor in an atmospheric pressure heat engine for detecting a crankcase gas leak. The pressure sensor is placed in a gas passage between a valve called "PCV valve", for "Positive Crankcase Ventilation" in English, and a tank feeds the engine. The detection of a leak is obtained by comparing the measurement provided by the pressure sensor with reference pressure values. In document US20170268448A1, several pressure sensors are used to detect a leak in the crankcase gas ventilation circuit.

Le document US20200378329A1 décrit un système de détection d'anomalie dans le trajet d'alimentation en gaz de fuite dans un moteur à combustion interne. Un réseau neuronal est destiné à déterminer avec précision l'anomalie de fuite de gaz de soufflage à partir du changement de la pression d'admission à l'intérieur du passage d'admission en aval du papillon des gaz.The document US20200378329A1 describes a system for detecting an anomaly in the leak gas supply path in an internal combustion engine. A neural network is for accurately determining the blow-by gas leak abnormality from the change in intake pressure inside the intake passage downstream of the throttle valve.

Le document EP2426324B1 décrit un contrôleur permettant de calculer une quantité d'air d'admission lorsque le moteur est au ralenti sur la base d'un débit d'air mesuré par un débitmètre d'air et pour déterminer la déconnexion d'un conduit de forte charge dans le cas où, une valeur obtenue en soustrayant la quantité d'air d'admission au ralenti d'une quantité d'air d'admission normal stocké, dépasse un seuil.The document EP2426324B1 describes a controller making it possible to calculate a quantity of intake air when the engine is idling on the basis of an air flow measured by an air flow meter and to determine the disconnection of a duct of high load in the event that a value obtained by subtracting the quantity of intake air at idle from a quantity of stored normal intake air exceeds a threshold.

Il est connu d’utiliser un capteur de pression agencé dans un conduit de forte charge (zone suralimentée) pour mesurer un niveau d’oscillations de pression et décider de la présence ou pas d’une fuite dans le circuit de ventilation de gaz de carter.It is known to use a pressure sensor arranged in a high load duct (overfed zone) to measure a level of pressure oscillations and decide whether or not there is a leak in the crankcase gas ventilation circuit. .

Il est également connu d’utiliser le système de diagnostic de continuité électrique du réchauffeur du conduit de forte charge pour détecter une déconnexion du conduit de forte charge.It is also known to use the electrical continuity diagnostic system of the heavy load line heater to detect a disconnection of the heavy load line.

Cependant, l'art antérieur décrit permet de détecter uniquement une déconnexion totale du conduit de forte charge, ce qui est nettement plus simple, comparé aux exigences des nouvelles normes en vigueurs et insuffisant pour répondre aux exigences de ces normes.However, the prior art described makes it possible to detect only a total disconnection of the high load conduit, which is much simpler, compared to the requirements of the new standards in force and insufficient to meet the requirements of these standards.

Ces solutions ne sont pas adaptées pour détecter de façon fiable une fuite dans le conduit de forte charge.These solutions are not suitable for reliably detecting a leak in the high load conduit.

L’invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique en proposant un moteur thermique comprenant un dispositif de détection de fuite de gaz de carter permettant de détecter une fuite dans le conduit de forte charge, plus fiable et plus économique que ceux de l’art antérieur et capable de répondre aux exigences des normes en vigueur.The invention aims to remedy all or part of the drawbacks of the state of the art by proposing a heat engine comprising a crankcase gas leak detection device making it possible to detect a leak in the high-load duct, which is more reliable and more economical than those of the prior art and capable of meeting the requirements of the standards in force.

Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un moteur thermique comprenant un bloc-cylindres relié à un turbocompresseur. Le bloc-cylindres comprend une culasse communicant avec un circuit de ventilation de gaz de carter comportant un déshuileur et un conduit de forte charge comprenant une première extrémité reliée à une sortie du déshuileur et une deuxième extrémité reliée à un turbocompresseur.To do this is proposed, according to a first aspect of the invention, a heat engine comprising a cylinder block connected to a turbocharger. The cylinder block comprises a cylinder head communicating with a crankcase gas ventilation circuit comprising an oil separator and a high load conduit comprising a first end connected to an outlet of the oil separator and a second end connected to a turbocharger.

Le moteur thermique comprend un répartiteur d'admission entre une sortie du turbocompresseur et une entrée de la culasse. Le répartiteur d'admission comprend une valve papillon et des moyens de mesure de la pression et de la température positionnés en aval de la valve papillon.The combustion engine comprises an intake distributor between an outlet of the turbocharger and an inlet of the cylinder head. The intake distributor comprises a butterfly valve and means for measuring the pressure and the temperature positioned downstream of the butterfly valve.

Selon une caractéristique particulière, le circuit de ventilation de gaz de carter comprend un premier clapet anti-retour positionné entre la deuxième extrémité du conduit de forte charge et le turbocompresseur. Le premier clapet anti-retour est destiné à se fermer lorsque la pression dans le répartiteur d’admission est inférieure à la pression en amont du compresseur.According to a particular characteristic, the crankcase gas ventilation circuit comprises a first non-return valve positioned between the second end of the high-load duct and the turbocharger. The first check valve is intended to close when the pressure in the intake manifold is lower than the pressure upstream of the compressor.

Selon un premier mode de réalisation, la deuxième extrémité du conduit de forte charge est connectée à un conduit d’air relié à l’entrée d’air du turbocompresseur par un raccord. Le premier clapet anti-retour est intégré dans le conduit d’air.According to a first embodiment, the second end of the high-load duct is connected to an air duct connected to the air inlet of the turbocharger by a connector. The first non-return valve is integrated in the air duct.

De préférence, le raccord comprend un élément chauffant pour chauffer le premier clapet anti-retour pour éviter qu'il ne gèle.Preferably, the connector includes a heating element to heat the first check valve to prevent it from freezing.

Selon un deuxième mode de réalisation, le turbocompresseur comprend un carter compresseur relié à l’entrée d’air du turbocompresseur. La deuxième extrémité du conduit de forte charge est reliée au carter compresseur. Le premier clapet anti-retour est solidaire du carter compresseur.According to a second embodiment, the turbocharger comprises a compressor casing connected to the air inlet of the turbocharger. The second end of the high load duct is connected to the compressor casing. The first non-return valve is secured to the compressor housing.

Ceci permet de profiter de la thermique du turbocompresseur pour éviter le gel et de s’affranchir d'un élément chauffant.This makes it possible to take advantage of the heat of the turbocharger to avoid freezing and to dispense with a heating element.

De préférence, le premier clapet anti-retour est intégré dans le carter compresseur.Preferably, the first non-return valve is integrated in the compressor housing.

Selon une caractéristique possible, le premier clapet anti-retour est en métal. La forte conductivité thermique du métal permet de mieux réchauffer le premier clapet anti-retour.According to one possible characteristic, the first non-return valve is made of metal. The high thermal conductivity of the metal makes it possible to better heat the first non-return valve.

L’invention concerne également un véhicule comprenant un moteur thermique tel que défini précédemment.The invention also relates to a vehicle comprising a heat engine as defined above.

L’invention concerne également un procédé de détection d’une fuite de gaz de carter dans un conduit de forte charge d’un circuit de ventilation de gaz de carter d’un moteur thermique tel que défini précédemment et comprenant :

  • une étape de mise en dépression du répartiteur d'admission,
  • une étape de fermeture du conduit de forte charge par le premier clapet anti-retour positionné entre le conduit et l’entrée d’air lorsque la pression dans le répartiteur d’admission est inférieure à la pression en amont du turbocompresseur, de façon à isoler le conduit de forte charge du turbocompresseur,
  • une étape d’ouverture d’un deuxième clapet anti-retour d’un conduit de faible charge du déshuileur permettant la mise en communication fluidique entre le conduit de forte charge et le répartiteur d’admission,
  • une étape de mesure de la pression et de la température dans le répartiteur d'admission par les moyens de mesure de la pression et de la température pour obtenir un débit d’air mesuré Q1, et
  • une étape de comparaison du débit d’air mesuré Q1 à un débit d’air normal estimé Q2 en fonction de la position angulaire du papillon de la valve papillon par un calculateur moteur, une fuite étant diagnostiquée lorsqu’une différence de débit (Q1-Q2) est supérieure à un débit seuil calibré et associé au défaut. Le débit Q2 n’est pas corrigé d’une fonction d’apprentissage. Le débit Q2 n’est pas corrigé des débits de fuite du papillon fermé. Le seuil de débit calibré est donc fixe quel que soit les dispersions de papillon.
The invention also relates to a method for detecting a crankcase gas leak in a high load duct of a crankcase gas ventilation circuit of a heat engine as defined previously and comprising:
  • a step for placing the intake manifold under vacuum,
  • a step of closing the high load duct by the first non-return valve positioned between the duct and the air inlet when the pressure in the intake manifold is lower than the pressure upstream of the turbocharger, so as to isolate the turbocharger high charge duct,
  • a step of opening a second non-return valve of a low-load duct of the oil separator allowing fluid communication between the high-load duct and the inlet distributor,
  • a step of measuring the pressure and the temperature in the intake manifold by the pressure and temperature measuring means to obtain a measured air flow Q1, and
  • a step of comparing the measured air flow Q1 with an estimated normal air flow Q2 as a function of the angular position of the butterfly valve of the butterfly valve by an engine computer, a leak being diagnosed when a difference in flow (Q1- Q2) is greater than a calibrated threshold flow associated with the fault. The Q2 rate is not corrected by a learning function. Flow Q2 is not corrected for closed throttle leakage flows. The calibrated flow threshold is therefore fixed whatever the butterfly dispersions.

De préférence, la dépression dans le répartiteur d'admission est inférieure à -500 mbar afin que toute fuite se traduise par une différence de débit (Q1-Q2) supérieur au débit seuil.Preferably, the depression in the intake manifold is less than -500 mbar so that any leak results in a difference in flow (Q1-Q2) greater than the threshold flow.

Avantageusement, le procédé de détection est réalisé lorsque le régime du véhicule est inférieur à 3000 tr/min et à un couple inférieur à 25% du couple maximum du moteur thermique. Ceci favorise la fuite et facilite la détectionAdvantageously, the detection method is carried out when the speed of the vehicle is less than 3000 rpm and at a torque less than 25% of the maximum torque of the heat engine. This promotes leakage and facilitates detection

Le principe de l'invention consiste ainsi à créer une fuite importante de débit d'air dirigée vers le répartiteur d'admission lorsque le conduit de forte charge fuit. Cette fuite est ensuite détectée facilement par le calculateur moteur qui est déjà existant pour détecter des fuites dans le répartiteur d'admission, simplifiant le dispositif de détection et limitant les coûts.The principle of the invention thus consists in creating a significant air flow leak directed towards the intake manifold when the high-load duct leaks. This leak is then easily detected by the engine computer which already exists to detect leaks in the intake manifold, simplifying the detection device and limiting costs.

Cette solution ne nécessite ni capteur, ni actionneur additionnel par rapport à l’art antérieur, ce qui est avantageux en termes de coût.This solution requires neither sensor nor additional actuator compared to the prior art, which is advantageous in terms of cost.

L’invention fournit ainsi un moteur thermique comprenant un dispositif de détection de fuite de gaz de carter permettant de détecter un trou sur un conduit de forte charge, allant du déshuileur jusqu’à l'entrée du turbocompresseur, plus fiable et plus économique que ceux de l’art antérieur et capable de répondre aux exigences des normes en vigueur.The invention thus provides a heat engine comprising a crankcase gas leak detection device making it possible to detect a hole on a high-load duct, going from the oil separator to the inlet of the turbocharger, more reliable and more economical than those of the prior art and capable of meeting the requirements of the standards in force.

BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF FIGURES

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :
: une vue schématique d’un moteur thermique comprenant un dispositif de détection de fuite des gaz de carter, selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
: une vue schématique d’un moteur thermique comprenant un dispositif de détection de fuite des gaz de carter, selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, with reference to the appended figures, which illustrate:
: a schematic view of a heat engine comprising a crankcase gas leak detection device, according to a first embodiment of the invention;
: a schematic view of a heat engine comprising a crankcase gas leak detection device, according to a second embodiment of the invention.

Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.For greater clarity, identical or similar elements are identified by identical reference signs in all the figures.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE D’UN MODE DE RÉALISATIONDETAILED DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT

La montre de manière simplifiée l’architecture générale d’un moteur thermique 1 comprenant un dispositif de détection de fuite des gaz de carter selon un premier mode de réalisation de l’invention.The shows in a simplified manner the general architecture of a heat engine 1 comprising a crankcase gas leak detection device according to a first embodiment of the invention.

Le moteur thermique 1 comprend de manière classique un bloc-cylindres 3 incluant les cylindres du moteur, une culasse 11 et un carter de bas moteur 24 contenant l’huile moteur et fermant une partie appelée « bas moteur 25 » par l’homme du métier. Un vilebrequin (non représenté) est monté sur des paliers du bloc-cylindres 3, dans le bas moteur 25. Le moteur thermique 1 comprend également des ensembles bielle-piston (non représentés).The heat engine 1 conventionally comprises a cylinder block 3 including the cylinders of the engine, a cylinder head 11 and a lower engine casing 24 containing the engine oil and closing a part called "lower engine 25" by those skilled in the art. . A crankshaft (not shown) is mounted on bearings of the cylinder block 3, in the lower engine 25. The heat engine 1 also comprises connecting rod-piston assemblies (not shown).

Le bloc-cylindres 3 est relié à un turbocompresseur 2. La culasse 11 communique avec un circuit de ventilation de gaz de carter.The cylinder block 3 is connected to a turbocharger 2. The cylinder head 11 communicates with a crankcase gas ventilation circuit.

Le moteur thermique 1 comprend un répartiteur d’admission 10 positionné entre une sortie 9 du turbocompresseur 2 et une entrée 35 de la culasse 11.The heat engine 1 comprises an intake distributor 10 positioned between an outlet 9 of the turbocharger 2 and an inlet 35 of the cylinder head 11.

Le répartiteur d’admission 10 comprend une valve papillon 21 et des moyens de mesure de la pression et de la température 13 reliés à un calculateur moteur 14 apte à réaliser un diagnostic de fuite.The intake distributor 10 comprises a butterfly valve 21 and means for measuring the pressure and the temperature 13 connected to an engine computer 14 capable of carrying out a leak diagnosis.

Les moyens de mesure de la pression et de la température 13 sont positionnés en aval de la valve papillon 21 par rapport au sens de circulation des gaz.The pressure and temperature measuring means 13 are positioned downstream of the butterfly valve 21 with respect to the direction of gas circulation.

Le moteur thermique 1 comprend une ligne d’air 12 comportant un échangeur d'air de suralimentation 34 positionné entre la sortie 9 du turbocompresseur 2 et la valve papillon 21.The thermal engine 1 comprises an air line 12 comprising a supercharging air exchanger 34 positioned between the outlet 9 of the turbocharger 2 and the butterfly valve 21.

Le répartiteur d’admission 10 est ainsi positionné entre la ligne d’air 12 et l’entrée 35 de la culasse 11.The intake distributor 10 is thus positioned between the air line 12 and the inlet 35 of the cylinder head 11.

Le circuit de ventilation des gaz de carter comporte un déshuileur 8. Les gaz de carter, représentés par les flèches en noir sur la et la , provenant du bas moteur 25, à travers des canaux internes (non représentés), traversent le déshuileur 8 et sont dirigés par des clapets anti-retour 7, 24, 26 tarés à des pressions différentes.The crankcase gas ventilation circuit includes an oil separator 8. The crankcase gases, represented by the arrows in black on the and the , from the lower engine 25, through internal channels (not shown), through the oil separator 8 and are directed by check valves 7, 24, 26 calibrated at different pressures.

Le déshuileur 8 comprend une vanne de régulation de la pression carter 32 de type PRV (« Pressure Regulating Valve »).The oil separator 8 includes a crankcase pressure regulating valve 32 of the PRV (Pressure Regulating Valve) type.

Le circuit de ventilation des gaz de carter comporte un conduit de forte charge 4 (zone suralimentée) comprenant une première extrémité 22 reliée à une sortie 5 du déshuileur 8 et une deuxième extrémité 23 reliée à une entrée d’air 6 du turbocompresseur 2.The crankcase gas ventilation circuit comprises a high-load duct 4 (supercharged zone) comprising a first end 22 connected to an outlet 5 of the oil separator 8 and a second end 23 connected to an air inlet 6 of the turbocharger 2.

Le circuit de ventilation de gaz de carter comprend un premier clapet anti-retour 7 positionné entre la deuxième extrémité 23 du conduit de forte charge 4 et l’entrée d’air 6 du turbocompresseur 2.The crankcase gas ventilation circuit includes a first non-return valve 7 positioned between the second end 23 of the high load duct 4 and the air inlet 6 of the turbocharger 2.

Selon le premier mode de réalisation, la deuxième extrémité 23 du conduit de forte charge 4 est connectée à un conduit d’air 15, relié à l’entrée d’air 6 du turbocompresseur 2, par un raccord 16. Le premier clapet anti-retour 7 est intégré dans le conduit d’air 15.According to the first embodiment, the second end 23 of the high load duct 4 is connected to an air duct 15, connected to the air inlet 6 of the turbocharger 2, by a connector 16. The first check valve return 7 is integrated into the air duct 15.

Le premier clapet anti-retour 7 commande le passage des gaz de carter vers l’entrée d’air 6 du turbocompresseur 2. Le premier clapet anti-retour 7 est destiné à se fermer lorsque la pression dans le répartiteur d’admission 10 est inférieure à la pression en amont du turbocompresseur 2.The first non-return valve 7 controls the passage of crankcase gases to the air inlet 6 of the turbocharger 2. The first non-return valve 7 is intended to close when the pressure in the intake manifold 10 is lower to the pressure upstream of the turbocharger 2.

Le conduit de forte charge 4 décharge les gaz de carter en entrée du turbocompresseur 2, en aval d’un filtre à air 29. Le filtre à air 29 est relié au turbocompresseur 2 par le conduit d’air 15 relié à l’entrée d’air 6 du turbocompresseur 2. Les gaz de carter sont ainsi recyclés, sans rejet dans l’atmosphère, en étant brulés dans la chambre de combustion du moteur thermique 1.The high load duct 4 discharges the crankcase gases at the inlet of the turbocharger 2, downstream of an air filter 29. The air filter 29 is connected to the turbocharger 2 by the air duct 15 connected to the inlet of air 6 from the turbocharger 2. The crankcase gases are thus recycled, without being released into the atmosphere, by being burned in the combustion chamber of the combustion engine 1.

Un deuxième clapet anti-retour 26 commande le passage des gaz de carter vers un conduit de charge partielle 27 (zone sous-alimentée). Le deuxième clapet anti-retour 26 est logé dans un couvre-culasse 28 du moteur. Le conduit de charge partielle 27 peut être intégré dans la culasse 11 ou être formé d’un conduit externe.A second non-return valve 26 controls the passage of crankcase gases to a partial load conduit 27 (undersupplied zone). The second non-return valve 26 is housed in a cylinder head cover 28 of the engine. The partial load duct 27 can be integrated into the cylinder head 11 or be formed by an external duct.

Le conduit de charge partielle 27 décharge les gaz de carter dans le répartiteur d’admission 10, en aval de la valve papillon 21 par rapport au sens de circulation des gaz.The partial load duct 27 discharges the crankcase gases into the intake manifold 10, downstream of the butterfly valve 21 with respect to the direction of gas circulation.

Optionnellement, le moteur thermique 1 peut comprendre un conduit de ventilation d’air frais 30 qui amène de l’air ambiant dans la culasse 11 à travers un clapet de régulation 31. L’air ambiant est prélevé ici en aval du filtre à air 29 et en amont du turbocompresseur 2. L’air ambiant est appelé par une dépression qui peut s’établir dans le bas moteur 25 pendant la marche normale du moteur thermique.Optionally, the heat engine 1 can include a fresh air ventilation duct 30 which brings ambient air into the cylinder head 11 through a regulating valve 31. The ambient air is taken here downstream of the air filter 29 and upstream of the turbocharger 2. The ambient air is drawn in by a depression which can be established in the lower engine 25 during normal operation of the internal combustion engine.

Optionnellement, le moteur thermique 1 peut comprendre une pompe à vide 33.Optionally, the heat engine 1 can include a vacuum pump 33.

De préférence, le raccord 16 comprend un élément chauffant pour chauffer le premier clapet anti-retour 7 pour éviter qu'il ne gèle.Preferably, the connector 16 includes a heating element to heat the first non-return valve 7 to prevent it from freezing.

Selon un deuxième mode de réalisation représenté sur la , le turbocompresseur 20 comprend un carter compresseur 19 relié à l’entrée d’air 6 du turbocompresseur 20. Le carter compresseur 19 est relié à un filtre à air 29 par un conduit d’air 15.According to a second embodiment shown in the , the turbocharger 20 comprises a compressor casing 19 connected to the air inlet 6 of the turbocharger 20. The compressor casing 19 is connected to an air filter 29 by an air duct 15.

La deuxième extrémité 23 du conduit de forte charge 40 est reliée au carter compresseur 19 et le premier clapet anti-retour 17 est solidaire du carter compresseur 19. Ceci permet de profiter de la thermique du turbocompresseur 20 pour éviter le gel et de s’affranchir d'un réchauffeur.The second end 23 of the high load duct 40 is connected to the compressor casing 19 and the first non-return valve 17 is integral with the compressor casing 19. This makes it possible to take advantage of the heat from the turbocharger 20 to avoid freezing and of a heater.

De préférence, le premier clapet anti-retour 17 est intégré dans le carter compresseur 19.Preferably, the first non-return valve 17 is integrated into the compressor housing 19.

En variante, le carter compresseur 19 comprend une partie amont 18 reliée au conduit d’air 15. Le premier clapet anti-retour 17 est intégré dans la partie amont 18.As a variant, the compressor casing 19 comprises an upstream part 18 connected to the air duct 15. The first non-return valve 17 is integrated into the upstream part 18.

Le premier clapet anti-retour 17 commande le passage des gaz de carter vers l’entrée d’air 6 du turbocompresseur 20. Le premier clapet anti-retour 17 est destiné à se fermer lorsque la pression dans le répartiteur d’admission 10 est inférieure à la pression en amont du turbocompresseur 20.The first non-return valve 17 controls the passage of crankcase gases to the air inlet 6 of the turbocharger 20. The first non-return valve 17 is intended to close when the pressure in the intake manifold 10 is lower to the pressure upstream of the turbocharger 20.

Le conduit de forte charge 40 décharge les gaz de carter en entrée du turbocompresseur 20, en aval d’un filtre à air 29. Les gaz de carter sont ainsi recyclés, sans rejet dans l’atmosphère, en étant brulés dans la chambre de combustion du moteur thermique 1.The high load duct 40 discharges the crankcase gases at the inlet of the turbocharger 20, downstream of an air filter 29. The crankcase gases are thus recycled, without being released into the atmosphere, by being burned in the combustion chamber of the heat engine 1.

Un deuxième clapet anti-retour 26 commande le passage des gaz de carter vers un conduit de charge partielle 27. Le deuxième clapet anti-retour 26 est logé dans un couvre-culasse 28 du moteur. Le conduit de charge partielle 27 peut être intégré dans la culasse 11 ou être formé d’un conduit externe.A second non-return valve 26 controls the passage of crankcase gases to a partial load conduit 27. The second non-return valve 26 is housed in a cylinder head cover 28 of the engine. The partial load duct 27 can be integrated into the cylinder head 11 or be formed by an external duct.

Le moteur thermique 1 comprend un répartiteur d'admission 10 positionné entre une sortie 9 du turbocompresseur 20 et une entrée 35 de la culasse 11.The thermal engine 1 comprises an intake distributor 10 positioned between an outlet 9 of the turbocharger 20 and an inlet 35 of the cylinder head 11.

Le répartiteur d'admission 10 comprend une valve papillon 21 et des moyens de mesure de la pression et de la température 13 reliés à un calculateur moteur 14. Les moyens de mesure de la pression et de la température 13 sont positionnés en aval de la valve papillon 21.The intake distributor 10 comprises a butterfly valve 21 and pressure and temperature measuring means 13 connected to an engine computer 14. The pressure and temperature measuring means 13 are positioned downstream of the valve. butterfly 21.

Le conduit de charge partielle 27 décharge les gaz de carter dans le répartiteur d’admission 10, en aval de la valve papillon 21 par rapport au sens de circulation des gaz.The partial load duct 27 discharges the crankcase gases into the intake manifold 10, downstream of the butterfly valve 21 with respect to the direction of gas flow.

L’invention concerne également un procédé de détection d’une fuite de gaz de carter dans un conduit de forte charge 4, 40 d’un circuit de ventilation de gaz de carter d’un moteur thermique 1 équipé d’un turbocompresseur 2, 20 comprenant une étape de mise en dépression du répartiteur d'admission 10.The invention also relates to a method for detecting a crankcase gas leak in a high load duct 4, 40 of a crankcase gas ventilation circuit of a heat engine 1 equipped with a turbocharger 2, 20 comprising a step of placing the intake manifold 10 under vacuum.

De préférence, la dépression dans le répartiteur d'admission 10 est inférieure à -500 mbar.Preferably, the vacuum in the intake manifold 10 is less than -500 mbar.

Le procédé de détection comprend une étape de fermeture du conduit de forte charge 4, 40 par le premier clapet anti-retour 7, 17 positionné entre le conduit de forte charge 4, 40 et le turbocompresseur 2, 20 lorsque la pression dans le répartiteur d’admission 10 est inférieure à la pression en amont du turbocompresseur 2, 20 de façon à isoler le conduit de forte charge 4, 40 du turbocompresseur 2, 20.The detection method comprises a step of closing the high load duct 4, 40 by the first non-return valve 7, 17 positioned between the high load duct 4, 40 and the turbocharger 2, 20 when the pressure in the distributor d inlet 10 is lower than the pressure upstream of the turbocharger 2, 20 so as to isolate the high load duct 4, 40 from the turbocharger 2, 20.

Le procédé de détection comprend une étape d’ouverture du deuxième clapet anti-retour 26 du conduit de faible charge 27 du déshuileur 8 permettant la mise en communication fluidique entre le conduit de forte charge 4, 40 et le répartiteur d’admission 10.The detection method includes a step of opening the second non-return valve 26 of the low-load duct 27 of the oil separator 8 allowing fluid communication between the high-load duct 4, 40 and the intake distributor 10.

Ainsi, un flux d'air passe par la fuite formée sur le conduit 4, 40 et se dirige vers le répartiteur d’admission 10.Thus, an air flow passes through the leak formed on the duct 4, 40 and goes towards the intake distributor 10.

Le procédé de détection comprend également une étape de mesure de la pression et de la température dans le répartiteur d’admission par des moyens de mesure de la pression et de la température 13 positionnés en aval de la valve papillon 21 pour calculer un débit d’air mesuré Q1.The detection method also comprises a step of measuring the pressure and the temperature in the intake distributor by means of measuring the pressure and the temperature 13 positioned downstream of the butterfly valve 21 to calculate a flow rate of measured air Q1.

Les moyens de mesure de la pression et de la température 13 comprennent un capteur de pression et un capteur de température.The pressure and temperature measuring means 13 comprise a pressure sensor and a temperature sensor.

Le débit d’air mesuré Q1 est ensuite comparé à un débit d’air normal estimé Q2 en fonction de la position angulaire du papillon de la valve papillon 21 par le calculateur moteur 14. Le débit d’air normal estimé Q2 correspond au débit d’air qui traverserait le répartiteur d’admission 10 sans la fuite d’air, en tenant compte de la position angulaire du papillon de la valve papillon 21.The measured air flow Q1 is then compared with an estimated normal air flow Q2 as a function of the angular position of the butterfly valve of the butterfly valve 21 by the engine computer 14. The estimated normal air flow Q2 corresponds to the flow of air that would pass through the intake manifold 10 without the air leak, taking into account the angular position of the butterfly valve 21.

Une fuite est diagnostiquée lorsqu’une différence de débit (Q1-Q2) est supérieure à un seuil de débit calibré et associé au défaut. Le débit Q2 n’est pas corrigé d’une fonction d’apprentissage. Le débit Q2 n’est pas corrigé des débits de fuite du papillon fermé. Le seuil de débit calibré est donc fixe quel que soit les dispersions de papillon.A leak is diagnosed when a flow difference (Q1-Q2) is greater than a calibrated flow threshold associated with the fault. The Q2 rate is not corrected by a learning function. Flow Q2 is not corrected for closed throttle leakage flows. The calibrated flow threshold is therefore fixed whatever the butterfly dispersions.

Autrement dit, le premier clapet anti-retour 7, 17 permet que le conduit 4, 40 soit à la même pression que celle du répartiteur d’admission 10.In other words, the first non-return valve 7, 17 allows the conduit 4, 40 to be at the same pressure as that of the intake distributor 10.

Le flux d’air provenant de cette fuite ne passe pas par la valve papillon 21. Il y a donc une incohérence de débit entre le débit estimé en fonction de l’angle du papillon de la valve papillon 21 et celui mesuré par moyens de mesure de la pression et de la température 13.The flow of air coming from this leak does not pass through the butterfly valve 21. There is therefore an inconsistency in flow between the flow estimated as a function of the butterfly angle of the butterfly valve 21 and that measured by measuring means pressure and temperature 13.

L’intérêt est qu’à faible charge, la pression du répartiteur d’admission descend jusqu’à -800 mbar. En cas de fuite dans le conduit de forte charge 4, 40, cela créé un débit de fuite très important qui est facile à détecter.The advantage is that at low load, the pressure of the intake manifold drops to -800 mbar. In the event of a leak in the high load duct 4, 40, this creates a very high leak rate which is easy to detect.

Ainsi, les moyens de mesure de la pression et de la température 13 servent à la fois à détecter une fuite dans le répartiteur d’admission 10 et une fuite dans le conduit de forte charge 4, 40.Thus, the pressure and temperature measuring means 13 are used both to detect a leak in the intake distributor 10 and a leak in the high load duct 4, 40.

De préférence, le procédé de détection est réalisé lorsque le régime du véhicule est inférieur à 3000 tr/min et à un couple inférieur à 25% du couple maximum du moteur thermique 1, ce qui favorise la fuite et facilite la détection.Preferably, the detection method is carried out when the speed of the vehicle is less than 3000 rpm and at a torque less than 25% of the maximum torque of the thermal engine 1, which favors leakage and facilitates detection.

Il est possible de désactiver cette détection pendant les freinages et après une temporisation après la fin du freinage car la pompe à vide 33 envoie aussi de l'air dans le répartiteur d’admission 10 via le conduit de forte 4, 40, ce qui peut engendrer une fausse détection.It is possible to deactivate this detection during braking and after a time delay after the end of braking because the vacuum pump 33 also sends air into the intake distributor 10 via the high pressure duct 4, 40, which can generate a false detection.

Naturellement, l’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l’homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention.Naturally, the invention is described in the foregoing by way of example. It is understood that the person skilled in the art is able to carry out different variant embodiments of the invention without departing from the scope of the invention.

Il est souligné que toutes les caractéristiques, telles qu’elles se dégagent pour un homme du métier à partir de la présente description, des dessins et des revendications attachées, même si concrètement elles n’ont été décrites qu’en relation avec d’autres caractéristiques déterminées, tant individuellement que dans des combinaisons quelconques, peuvent être combinées à d’autres caractéristiques ou groupes de caractéristiques divulguées ici, pour autant que cela n’a pas été expressément exclu ou que des circonstances techniques rendent de telles combinaisons impossibles ou dénuées de sens.It is emphasized that all the characteristics, as they emerge for a person skilled in the art from the present description, the drawings and the attached claims, even if concretely they have only been described in relation to other characteristics determined, both individually and in arbitrary combinations, can be combined with other characteristics or groups of characteristics disclosed here, provided that this has not been expressly excluded or that technical circumstances make such combinations impossible or invalid. meaning.

Claims (9)

Moteur thermique (1) comprenant un bloc-cylindres (3) relié à un turbocompresseur (2, 20) et comportant une culasse (11) communicant avec un circuit de ventilation de gaz de carter comportant un déshuileur (8) et un conduit de forte charge (4, 40) comprenant une première extrémité (22) reliée à une sortie (5) du déshuileur (8) et une deuxième extrémité (23) reliée à un turbocompresseur (2, 20), le moteur thermique (1) comprenant un répartiteur d’admission (10) entre une sortie (9) du turbocompresseur (2, 20) et une entrée (35) de la culasse (11), le répartiteur d’admission (10) comprenant une valve papillon (21) et des moyens de mesure de la pression et de la température (13) positionnés en aval de la valve papillon (21), caractérisé en ce que le circuit de ventilation de gaz de carter comprend un premier clapet anti-retour (7, 17) positionné entre la deuxième extrémité (23) du conduit de forte charge (4, 40) et le turbocompresseur (2, 20), le premier clapet anti-retour (7, 17) étant destiné à se fermer lorsque la pression dans le répartiteur d’admission (10) est inférieure à la pression en amont du turbocompresseur (2, 20).Heat engine (1) comprising a cylinder block (3) connected to a turbocharger (2, 20) and comprising a cylinder head (11) communicating with a crankcase gas ventilation circuit comprising an oil separator (8) and a high-pressure duct load (4, 40) comprising a first end (22) connected to an outlet (5) of the oil separator (8) and a second end (23) connected to a turbocharger (2, 20), the heat engine (1) comprising a intake manifold (10) between an outlet (9) of the turbocharger (2, 20) and an inlet (35) of the cylinder head (11), the intake manifold (10) comprising a butterfly valve (21) and pressure and temperature measuring means (13) positioned downstream of the butterfly valve (21), characterized in that the crankcase gas ventilation circuit comprises a first non-return valve (7, 17) positioned between the second end (23) of the high load conduit (4, 40) and the turbocharger (2, 20), the first non-return valve (7, 17) being intended to close when the pressure in the intake manifold (10) is lower than the pressure upstream of the turbocharger (2, 20). Moteur thermique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième extrémité (23) du conduit de forte charge (4) est connectée à un conduit d’air (15) relié à l’entrée d’air (6) du turbocompresseur (2) par un raccord (16), le premier clapet anti-retour (7) étant intégré dans le conduit d’air (15).Heat engine (1) according to Claim 1, characterized in that the second end (23) of the high-load duct (4) is connected to an air duct (15) connected to the air inlet (6) of the turbocharger (2) via a connection (16), the first non-return valve (7) being integrated into the air duct (15). Moteur thermique (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le raccord (16) comprend un élément chauffant pour chauffer le premier clapet anti-retour (7).Heat engine (1) according to Claim 2, characterized in that the connection (16) comprises a heating element for heating the first non-return valve (7). Moteur thermique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le turbocompresseur (20) comprend un carter compresseur (19) relié à l’entrée d’air (6) du turbocompresseur (20), la deuxième extrémité (23) du conduit de forte charge (4) étant reliée au carter compresseur (19) et le premier clapet anti-retour (17) étant solidaire du carter compresseur (19).Heat engine (1) according to Claim 1, characterized in that the turbocharger (20) comprises a compressor casing (19) connected to the air inlet (6) of the turbocharger (20), the second end (23) of the heavy load conduit (4) being connected to the compressor casing (19) and the first non-return valve (17) being integral with the compressor casing (19). Moteur thermique (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier clapet anti-retour (17) est intégré dans le carter compresseur (19).Heat engine (1) according to Claim 4, characterized in that the first non-return valve (17) is integrated in the compressor casing (19). Véhicule caractérisé en ce qu’il comprend un moteur thermique (1) tel que défini selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.Vehicle characterized in that it comprises a heat engine (1) as defined according to any one of Claims 1 to 5. Procédé de détection d’une fuite de gaz de carter dans un conduit de forte charge (4, 40) d’un circuit de ventilation de gaz de carter d’un moteur thermique (1) tel que défini selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend :
  • une étape de mise en dépression du répartiteur d'admission (10),
  • une étape de fermeture du conduit de forte charge (4, 40) par le premier clapet anti-retour (7, 17) positionné entre le conduit de forte charge (4, 40) et le turbocompresseur (2, 20) lorsque la pression dans le répartiteur d’admission (10) est inférieure à la pression en amont du turbocompresseur (2, 20) de façon à isoler le conduit de forte charge (4, 40) du turbocompresseur (2, 20),
  • une étape d’ouverture d’un deuxième clapet anti-retour (26) d’un conduit de faible charge (27) du déshuileur (8) permettant la mise en communication fluidique entre le conduit de forte charge (4, 40) et le répartiteur d’admission (10),
  • une étape de mesure de la pression et de la température dans le répartiteur d'admission (10) par les moyens de mesure de la pression et de la température (13) pour obtenir un débit d’air mesuré Q1, et
  • une étape de comparaison du débit d’air mesuré Q1 à un débit d’air normal estimé Q2 en fonction de la position angulaire du papillon de la valve papillon (21) par un calculateur moteur (14), une fuite étant diagnostiquée lorsqu’une différence de débit (Q1-Q2) est supérieure à un débit seuil calibré et associé au défaut.
Method for detecting a crankcase gas leak in a high load duct (4, 40) of a crankcase gas ventilation circuit of a heat engine (1) as defined according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises:
  • a step for placing the intake manifold (10) under vacuum,
  • a step of closing the high load duct (4, 40) by the first non-return valve (7, 17) positioned between the high load duct (4, 40) and the turbocharger (2, 20) when the pressure in the intake manifold (10) is lower than the pressure upstream of the turbocharger (2, 20) so as to isolate the high-load duct (4, 40) from the turbocharger (2, 20),
  • a step of opening a second non-return valve (26) of a low-load duct (27) of the oil separator (8) allowing fluid communication between the high-load duct (4, 40) and the intake distributor (10),
  • a step of measuring the pressure and the temperature in the intake manifold (10) by the pressure and temperature measuring means (13) to obtain a measured air flow Q1, and
  • a step of comparing the measured air flow Q1 with an estimated normal air flow Q2 as a function of the angular position of the butterfly valve of the butterfly valve (21) by an engine computer (14), a leak being diagnosed when a flow difference (Q1-Q2) is greater than a calibrated threshold flow associated with the fault.
Procédé de détection selon la revendication 7, caractérisé en ce que la dépression dans le répartiteur d’admission est inférieure à -500 mbar.Detection method according to Claim 7, characterized in that the vacuum in the intake manifold is less than -500 mbar. Procédé de détection selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il est réalisé lorsque le régime du véhicule est inférieur à 3000 tr/min et à un couple inférieur à 25% du couple maximum du moteur thermique (1).Detection method according to Claim 8, characterized in that it is carried out when the vehicle speed is less than 3000 rpm and at a torque less than 25% of the maximum torque of the combustion engine (1).
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