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La présente invention, due aux travaux de MN MONNOT et VICHNIEVSKY a pour objet l'amélioration des conditions de fonctionne- ment des moteurs à allumage par compression en vue de permettre une combustion plus souple, quel,que soit le combustible utilisé, et une puissance accrue pour une monter de pression donnée, ce qui rend possi- ble notamment l'alimentation des moteurs à allumage par compression au moyen de combustibles plus légers que le gas oil, tels que par exemple les essences, y compris celles d'indice d'octane élevé qui sont normalement utilisées dans les moteurs à allumage commandé.
Le principe de la double alimentation existe déjà dans le de procédé dit/"1"injectin-piote" qui consiste à introduire une fraction réduite du combustible utilisé (environ 10 %) par le même injecteur que celui qui réalise l'injection principale et à environ 10 à 40 degrés d'angle de rotation du vilebrequin avant cette dernière.
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Le même principe est à la base des systèmes de précarburation consistant à remplacer le comburant normalement admis dans les moteurs à allumage par compression par un mélange homogénéisé de comburant et de carburant ne renfermant qu'une proportion insuffisante de ce dernier de sorte que l'allumage et l'explosion francs du mélange soient impossibles.
Ces diverses solutions permettent bien un assouplissement de la marche du moteur en réduisant dans une certaine mesure le délai d'inflammation.
En dffet, dans un moteur à allumage par compression la rupture de pente du diagramme de compression au moment de l'allumage dépend du délai d'inflammation qui dépend à son tour de la nature du combustible utilisé. Pour un combustible de type donné correspondant à un certain délai d'flammation le meilleur rendement peut être obtenu en réglant l'avance à l'injection de manière appropriée en faisant en sorte notamment que la pression maxima soit atteinte au voisinage du point mort haut. Mais à cette avance à l'injection correspond généralement une rupture de pente brutale du diagramme de pression particulièrement préjudiciable au bon état mécanique du moteur.
Si l'on veut réaliser une montée de pression plus progressive pour une même durée d'injection afin d'éviter toute détérioration sensible du moteur, il est nécessaire d'adopter une ayance à l'injection plus faible ce qui permet d'une part de réduire quelque peu le délai d'in- flammation du fait des pressions et températures plus élevées prévalant. lors de l'injection et d'autre part et surtout de limiter la montée de pression par suite de l'influence de la détente pendant une partie de la combustion.
Mais, du fait même que la combustion se poursuit
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pendant le début de la phase de détente a en résulte une perte'de rendement appréciable due à une détente insuffisante. les diverses solutions jusqu'à présent préconisées pour rendre plus souple le fonctionnement des moteurs à allumage par compression présentent toutes, à des degrés divers, l'inconvénient de conduire à un sensible abaissement du rendement. La présente invention permet au contraire de bénéficier des avantages d'une grande souplesse de fonction- nement obtenue par des montées de pression très progressives sans nuire au rendement et même avec des rendements nettement supérieurs à ceux obtenus, toutes choses égales par ailleurs, dans des conditions usuelles de fonctionnement.
Il en résulte en outre la possibilité. d'utiliser dans ces moteurs des combustibles légers tels que les un essences, ayant même/indice d'octane élevé, et ce avec un excellent rendement.
'Un tel résultat a pu être obtenu selon l'invention en réalisant deux injections successives par cycle dans chaque cylindre dans des conditions appropriées permettant de réduire considérablement et même d'annuler le délai d'inflammation en soumettant la première fraction de combustible introduite ou "fraction carburante" à des conditions qui favorisent le développement contrôlé des réactions chimiques de craquage et/ou' d'oxydation de celle-ci jusqu'au stade qui, pour le type de combustible employé,permet de réaliser le meilleur compromis entre l'amélioration du rendement et celle des conditions d'inflammation et de combustion.
A cet effet il a été découvert par les auteurs de la présente invention que les réactions chimiques permettant de donner au combustible
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introduit lors de la première injection les caractéristiques les plus favorables à une bonne combustion ultérieure au moment de l'introduction de la seconde partie du combustible ou "fraction d'inflammation" étaient celles qui résultent de l'introduction de la"fraction carburante" dans les gaz chauds résiduels à la fin de la période d'échappement du cycle précédent.
La température élevée de ces gaz et la faible teneur en oxygène de ceux-ci sont favorables au développement de ces réactions chimiques qui se poursuivent jusqu'au moment de l'introduction dtair frais qui en abaissant la température du mélange gazeux provoque l'arrêt de ces réactions.
11 est dons possible en réglant judicieusement le calage .
- de l'injection préalable de la "fraction carburante" par rapport à celui de l'ouverture de la soupape d'admission et compte tenu du type de moteur et de sa vitesse de régime, de se rendre maître de l'intensité de ces réactions chimiques. Il conviendra notamment de faire en sorte de les choisir suffisantes pour réduire de façon appréciable le délai elles d'inflammation et d'éviter par ailleurs qu'/ne soient excessives car elles conduiraient à un auto-allumage de la "fraction carburante" avant l'injection principale de la fraction dite d'inflammation. Cette auto-inflammation prématurée se traduirait par une perte de puissance et par conséquent par un affaiblissement du rendenent.
Le calage de l'injection préalable conditionnant l'intensité des réactions chimiques de craquage et/ou d'oxydation sera alors fixé de préférence de manière que le mélange combustible formé après la phase d'aspiration et ayant subi certaines modifications chimiques au
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cours de la phase de compression, puisse s'enflammer sensiblenent dès que 'se produit l'injection principale de la "fraction d'inflammation"
Le délai d'inflammation peut ainsi, quel que soit le type de combustible utilisé, être réduit à volonté.
Le réglage du calage de l'injection préalable (de la fraction carburante) dans le cycle et par rapport à l'ouverture de la soupape d'adnission permet si on le désire de rendre nul le délai d'anflammation pour un calage donné de l'injection principale choisi convenablenent de manière à réaliser une nontée de pression progressive tout en conservant un bon rendenent. L'expérience contre qu'en réduisant très sensiblement le délai d'inflammation ou en l'annulant, la montée de pression lors de 1'inflammation s'effentue d'un façon progressive et par conséquent coins brutale.
Bien que la connaissance actuelle des phénomèes de combustion ne permette pas d'expliquer avec certitude les raisons pour lesquelles la montée de pression est moins brutale dans ce cas que dans celui qui correspond à une injection unique on peut tenter d'expliquer ce phénomène par l'hypothèse selon laquelle les premières gouttelettes de combustibles injectées s'enflamment plus rapidenent au contact de composée déjà partiellement oxydes, la flanne se propageant d'une part au jet de conbustible et d'autre part au mélange carburé lui-nêne qui brûle progressivement
Bien entendu l'importance relative de la "fraction carburante" par rapport à la"fraction d'inflammation" sera aussi réglée en fonction du type de combustible utilise,
de manière à assurer les neilleurs rendements avec une souplesse de fonctionnement satisfaisant. Les condi- tions optims de fonctionnement correspondent en pratique à l'injection préalable d'une "fraction carburante" représentant
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de 25 à 50% de la charge totale de combustible. L'injection d'une fraction carburante trop importante provoque des cognenents du moteur, néfastes au bon fonctionnement nécanique de ce dernier. D'autre part l'injection d'une fraction carburante trop faible ne permet pas de réduire suffisamment le délai d'inflammation et la conbustion se produit tardivement provoquant une brusque montée de pression.
EMI6.1
Pour un moteur donnd, c'est-à-dire pour un calage déterniné de l'ouverture de la soupape d'admission et à un régine donné trois variables entrent en jeu pour la d6ternination des conditions optina de combustion, à savoir:
1 - Le calage de l'injection principale de la'fraction
EMI6.2
d 'inf'lTIr1ation" .
2 - le dosage respectifdes fractions "carburante " et
EMI6.3
"d'inflaooation". 3 - Le calage de l'injection de la "fraction carburante" dans l'intervalle correspondant à la présence de gaz chauds résiduels dans le cylindre.
EMI6.4
Les exemples comparatifs ci-après pexmttent de dégager l'influence de ces différentes variables à la fois sur le rendement et la progressivité des nontes de pression.
Tre noteur choisi à titre d'exenple pour les essais présente les caractéristiques suivantes:
Type ''Diesel'' 2 cylindres en ligne) à 4 temps,
Puissance: 50 ch,à 1250 tours/minute,
Alésage; 140 mm,
Course:180 mm,
Taux de compression: 15.
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La distribution est réglée de manière que l'ouverture et la fermeture de la soupape d'admission se produisent respectivement à 12 avant le point mort haut et à 36 après le point mort bas, et que l'ouverture et la fermeture de la soupape d'échappement se produi- sent respectivement à 36 avant le point mort bas et à 12 après le point mort haut.
Le moteur est équipé de 2 pompes à injection directe ayant-chacune deux aylindrés par lesquelles s'effectuent les 2 types d'alimentation. Les injecteurs du moteur sont alimentés par ces pompes montées en parallèle Pour permettre d'observer l'influence des para- mètres de réglage des 2 injections sur les performances du moteur et sur le développement de la combustion, on procède à l'enregistrement du diagramme de pression en fonction de l'angle de rotation du vile- brequin à l'aide d'un manographe strobocathodique. La densité des fumées a été repérée par le procédé Bacharach, consistant à évaluer le noircissement d'un papier filtre après le passage d'un volume défini de gaz brûlés.
EXEMPLE 1.
Le moteur tel que défini ci-dessus est alimenté à pleine charge par de l'essence ordinaire (indice d'octane R.M de valeur 80) et tourne à 1250 tours/minute, le calage de l'injection carburante P1 étant fixé à 360 avant le point mort haut de combustion et le calage de l'injection d'inflammation P2 à 20 avant le même point mort haut. la quantité d'essence faisant l'objet de l'alimentation préalable (carburante) est choisie successivement égale à 16 %, 30 5
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39 % et 50 % de la quantité totale d'essence. A la figure 1, sont représentées les courbes A16 a30 A39et a50 correspondant respecti- vement à chacun de ces débits; la courbe A0 représentée à titre compara- tif correspond au cas du même moteur sans injection carburante ( 0 % d'essence injectée).
La comparaison des courbes A16 A30 A39 et A50 avec la courbe A0 met nettement en évidence la réduction sensible du délai d'inflammation due à la double injection: alors que dans le cas de l'injection unique l'inflammation se produit à 5 environ après le point mort haut, ce qui correspond à un délai d'inflammation de 25 environ d'angle de rotation du vilebrequin, ce délai ne représente plus que 10 environ d'angle de rotation du vilebrequin pour des proportions d'essence de l'injection carburante de l'ordre de 39 à 50% de la quantité totale d'essence consommée.
Cette réduction du délai d'inflammation se traduit par une montée de pression progressive, qui assure une marche très douce du moteur tout en obtenant des pressions maxima voisines de 85 kg/cm2 c'est-à-dire avec un bon rendement par rapport à celui qui correspond dans les mêmes conditions à l'injection unique. Le rendement pour une puissance donnée varie en fonction de l'importance respective des fractions "carburante" et d' "inflammation".
Le tableau ci-après fait ressortir indirectement les variations du rondement en indiquant la consommation d'essence en grammes par cheval/heure correspondant à diverses proportions de combustible faisant l'objet de l'injection carburante P1
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TABLEAU 1
EMI9.1
<tb> Débit <SEP> P1 <SEP> en <SEP> µ <SEP> du <SEP> débit <SEP> commsomation <SEP> en <SEP> essence
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> total <SEP> de <SEP> combustible <SEP> ( <SEP> g/ca/heur)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0 <SEP> 168
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 20 <SEP> 162
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 30 <SEP> 158
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 40 <SEP> 156
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 50 <SEP> 157
<tb>
11 ressort du tableau ci-dessus que les meilleurs rendements sont obtenus avec une injection préalable d'essence représentant de l'ordre de 30 à 50 % de la quantité totale consommée .
De même les indices Bacharch de fumée sont faibles pour les dosages respectifs correspondant à ces proportions, ainsi qu'il ressort ' du tableau II ci-dessous: ,
TABLEAU II.
EMI9.2
<tb>
Débit <SEP> P1 <SEP> en <SEP> % <SEP> du <SEP> débit <SEP> Indices <SEP> Bacharach
<tb>
<tb>
<tb> total <SEP> de <SEP> fumée
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0 <SEP> 5,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 20 <SEP> 4,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 30 <SEP> 3,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 40 <SEP> 2,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 50 <SEP> 2,0
<tb>
En définitive, il apparaît que les débits optima des deux types d'injection sont ceux qui correspondent à une injection préalable de 40 à 50 % de la quantité totale d'essence consommée. (Les deux proportions seront donc retenues de préférence pour les essais effectués dans les mêmes conditions mais à des vitesses de régime différentes.
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EXEMPLE 2.
On fait fonctionner le moteur, dans les mêmes conditions de calage des injections qu'à l'exemple 1 (20 et 360 ) et en utilisant pour l'injection carburante les proportions d'essence aptima déterminées ci-dessus (40 à 50 mais avec une vitesse de rotation du moteur de 1000 tours/minute( puissance de 40 ch)
A la figure 2 sont représentées les courbes B40 et B50 correspondantes.
Sur cette figure sont représentées également les courbes B'40 et B'50 correspondant à une alimentation à 3/4 de charge.
L'examen de ces courbes met en évidence le fait que des conditions de marche comparables à celles de l'exemple 1 peuvent être obtenues avec une vitesse de rotation du moteur différente et en n'alimentant le moteur qu'à charge partielle.
EXEMPLE 3.
On fait fonctionner le moteur dans les mêmes conditions qu'à l'exemple 2, mais en réglant sa vitesse de rotation à 1500 tours/minute ( puissance de 60 ch.).
A la figure 3 sont représentées les courbes C40 et C50 correspondant à l'alimentation en pleine charge, et les courbes Ci 40 et C'50 correspondant à l'alimentation à 3/4 de charge, les indices 40 et 50 indiquant respectivement les proportions retenues pour l'injection carburante.
-De l'examen de ces courbes, on peut conclure que l'intérêt. du dispositif de double injection dans les conditions de la présente
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invention et pour une alimentation à l'essence reste le même quel que soit le régime du moteur.
EXEMPLE 4.
On fait fonctionner le moteur dans les mèmes conditions qu'à l'exemple 1, mais avec une alimentation au gas-oil.
On recherche de même les conditions optima de dosage de la fraction carburante, en choisissant celle-ci successivement égale à
30 %, 35 % 42 % 50% et 57 % de la quantité totale de gas-oil.
A la figure 4, sont représentées les courbes D30 D35,D42 D5 et D57 correspondant respectivement à chacun de ces dosages; la courbe DO donnée à titre comparatif correspond au cas du même moteur . fonctionnant avec injection unique. la comparaison de ces courbes montre, comme à l'exemple 1, l'influence du réglage du dosage de la première injection sur les caractéristiques des courbes de combustion, tant au point de vue du délai d'inflammation que de la pression maxima et du rendement.
D'excellentes conditions de marche sont obtenues notamment pour des fractions carburantes représentant de 20 à 45 % de la quantité totale de gas-oil et de préférence voisinesde 30 % de cette même quantité.
En effet, la consommation en combustible exprimée en grammes par cheval/heure et les indices de fumées ont des valeurs minima pour un dosage de l'injection carburnte représentant environ 30 % de la quantité totale de gas-oil consommée, comme le montre le tableau 3 ci-'après.
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TABLEAU III
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<tb> Débit <SEP> p1 <SEP> en <SEP> % <SEP> du <SEP> débit <SEP> Consommation <SEP> en <SEP> gas-oil <SEP> Indices <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb> total <SEP> de <SEP> gas-oil <SEP> ( <SEP> g/ch,/heure) <SEP> fumées
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0 <SEP> 182 <SEP> 7,0
<tb>
<tb>
<tb> 20 <SEP> 178 <SEP> 3,0
<tb>
<tb>
<tb> 30 <SEP> 175 <SEP> 2,7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 40 <SEP> 187 <SEP> 3,4
<tb>
<tb>
<tb> 50 <SEP> 195 <SEP> 4,1
<tb>
Il convient de remarquer d'autre part que pour des injections carburantes représentant de 35 à 50% de la quantité totale de combusti- ble consommée le délai d'inflammation est pratiquement nul, ce qui se traduit par une plus grande souplesse de fonctionnement dûe à une montée de pression très progressive.
E X E M P L E 5.
On fait fonctionner le moteur dans les mêmes conditions qu'à l'exemple 4 (avec alimentation an gas-oil), mais en utilisant pour l'injection carburante la proportion correspondant au rendement optimum ( 30 %), et pour une vitesse de rotation du moteur de 1000 tours/minute ( puissance de 40 ch. )
A la figure 5 se trouve représentée la courbe E30 correspondante ainsi que la courbe E'30 obtenue avec une alimentation à 3/4 de charge.
Ces courbes montrent que la souplesse de fonctionnement du moteur est la même à 1000 tours/minute qu'à 1250 tours/minute et ceci est obtenu avec une consommation spécifique identique dans les deux cas.
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EXEMPLE 6.
On fait fonctionner le moteur dans les mêmes conditions qu'à l'exemple 5, mais en réglant la vitesse de rotation du moteur à
1500 tours/minute ( puissance de 60 ch. ).
A la figure 6 sont représentées les courbes f30 et F'30 correspondant respectivement à une alimentation en pleine charge et à 3/4 de charge. Ici aussi on constate que l'on conserve à 1500 tours/minu- te les avantages d'une montée de pression progressive sans que la consommation spécifique soit modifiée.
EXEMPLE 7.
On fait tourner le moteur à 1250 tours/minute en l'alimentant à l'essence, les 2 fractions injectées successivement dans le même cylindre étant égales (ce qui correspond à un dosage de la. fraction carburante de 50 % par rapport à la charge totale).
On recherche, dans ces conditions, les calages optima de l'injection carburante pour un calage de l'injection d'inflammation fixé à 20 avant le point mort haut.
A la figure 7, sont représentées les courbes G 340' G360 et
G380 correspondant à des calages de l'injection carburante fixés respectivement à 340, 360 et 380 avant le point mort haut; la courbe
G20 indiquée à titre comparatif correspond au cas du même moteur à injection unique (injection carburante confondue avec injection d'inflammation).
L'examen de ces courbes met en évidence le fait que d'excellentes .Conditions de marche (montée de pression progressive, réduction du
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délai d'inflammation, augmentation du rendenent) sont obtenues pour ces divers calages, correspondent à un déphasage des deux injections successives compris entre 320 et 360 d'angle de rotation du vile- brequin, l'injection de la fraction carburante se faisant, dans tous les cas, dans les gaz chauds résiduels.
Le choix entre ces divers calages peut être effectué, toutes conditions égales par ailleurs, en tenant compte non seulement des délais d'inflammation qui conditionnent la progressivité des montées de pression mais encore de la consommation spécifique ou des indices de fumées, résultats qui apparaissent au tableau ci-après : TABLEAU IV.
EMI14.1
<tb>
Calage <SEP> de <SEP> l'injection <SEP> Délai <SEP> d'infla <SEP> Consommation <SEP> Indices
<tb>
<tb>
<tb> carburante <SEP> ( <SEP> 50 <SEP> % <SEP> ) <SEP> Nation <SEP> en <SEP> degrés <SEP> spécifique <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ( <SEP> g/ch./heure) <SEP> fumées.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
340 <SEP> 14 <SEP> 160 <SEP> 1,0
<tb>
<tb>
<tb> 360 <SEP> 10 <SEP> 157 <SEP> 2,0
<tb>
<tb>
<tb> 380 <SEP> 8 <SEP> 156 <SEP> 3 <SEP> ,2 <SEP>
<tb>
EXEMPLE 8.
On fait fonctionner le moteur comma à l'exemple 7, en ltalimentant à l'essence et en choisissant un déphasage constant de 360 entre les deux injections successives, mais en faisant varier simultanément les calages de ces injections dans le cycle.
A la figure 8 sont représentées les courbes H378 et H382 correspondant à des clages de l'injection carburante fixés
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respectivement à 378 et 382 avant le point mort haut de combustion et à des calages de l'injection d'inflammation fixés respectivement à 18 et 22 avant le même point mort haut.
L'examen de ces courbes met en évidence l'influence exercée sur la combustion par une légère modification du calage de l'injection d'inflammation, le déphasage entre les deux injections restant constant.
On peut remarquer notamment que la courbe H382 n'accuse aucune rupture brusque de pente et permet d'atteindre des pression maxima plus élevées.
EXEMPLE 9.
On fait fonctionner le moteur dans les mêmes conditions qu'à l'exemple 8, nais en l'alimentant au gas-oil.
A la figure 9 sont représentées les courbes K378 et K 382 correspondant à des calages de l'injection carburante fixés respecti- vement à 378 et 382 avant le point mort haut, pour un déphasage de 360 entre les deux injections successives destinées au môme cylindre.
L'examen de ces courbes montre que dans le cas d'une alimenta- tion au gas-oil le calage de l'injection d'inflammation à 22 corres- pond aussi à la plus forte montée de pression, ce qui d'ailleurs peut paraître naturel puisque le réglage optimum (consommation spécifique en g/ch,/heure minima) est obtenu en marche normale avec injection simple pour un calage de celle-ci de 24 avant le point mort haut.
EXEMPLE 10.
On fait fonctionner le moteur à 1250 tours/minute en l'alimen- tant à l'aide de deux fractions successives égales de kérosène, le
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calage de l'injection carbuxamte étant fixé à 380 avant le point mort haut et le calage de l'injection d'inflammation à 20 avant le nêne point mort haut.
A la figure 10 sont représentées les courbes L1 et L1 corres- pondant respectivement à un fonctionnement en pleine charge et à 3/4 de charge.
L'examen de ces courbes neutre que les conditions de marche valables pour un fonctionnement à l'essence le sont également pour un fonctionnement au kérosène, 1'allumage ayant cependant tendance à produire dans ce dernier cas légèrement avant l'injection d'iflammation Cependant, comme on le voit d'âpres la courbe 12 les caractéristiques de la combustion s'anéliorent en opérant à 3/4 de charge. Ceci est d'ailleurs confirme par le fait que la consommation spécifique en grammes de combustible par ch/heur qui atteint 195 à pleine charge n'est que de l'ordre de 180 à 3/4 le charge.
E X E M P E 11.
L'injection carburante et l'injection d'inflammation étant calóes respectivement à 360 et 20 avant le point mort haut, le meteu est aliuenté à raison de 50% pour chacune des injections, au men d'une essence "Super" ayant un indice d'octane R.M. de 90. Le metue développe une puissnnce de 50 ch. à pleine charge à 1250 tours/umnit Malgré la valeur élevée de l'indice d'octane de l'essence utilisée, on obtient de bonnes conditions de marche et notamment un délai d'inflamma- tien réduit à 12 d'angle de rotation du vilebrequin.
Comme le montrent les exemple ci-dessus, les réactions
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partielles de craquage et d'oxydation imputables à l'injection carburante dans les gaz chauds résiduels peuvent être maitrisées et leur intensité dosée en réglant le calage de la fermeture d'échappement et de l'ouverture d'admission.
Le choi.. de l'angle de déphasage entre l'injection carburante et la fermeture d'échappement permet de doser la quantité de gaz résiduels dans laquelle s'effectue cette injection ét,par conséquent, l'intensité de rechange thermique assurant le craquage partiel de la fraction de combustible faisant l'objet de l'injection carburante et le degré d'oxy- dation de cette dernière. Mais c'est surtout par le choix du calage de l'injection carburante par rapport à celui de l'ouverture d'admission que l'on peut, comme il a déjà été indiqué, agir sur l'intensité des réactions de craquage et d'oxydation, les contrôler et les maitriser en réglant leur durée.
En effet, l'ouverture d'admission, en assurant la pénétration du gaz comburant à la température ambiante abaisse très) rapidement la température du mélange gazeux, provoquant ainsi l'arrêt des diverses réactions.
Le réglage du calage de l'injection carburante par rapport à celui de l'ouverture d'admission permet ainsi de se rendre maître de la durée de la réaction et par conséquent de l'importance des phénomènes de craquage et d'oxydation.
Toutefois, un compromis est ici à réaliser entre les avantages résultant d'une amélioration des caractéristiques de la combustion, tant au point de vue du rendement que de la -,progressivité de la montée de pression, d'une part, et les inconvénients pouvant résulter d'un moindre remplissage du moteur en gaz comburant, d'autre part.
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Ces divers réglages destinés à améliorer la douceur de marche des moteurs à allumage par compression et les caractéristiques de la combustion, sont effectués pour chaque type de moteur en fonction du carburant utilisé. Ils permettent, sans modification profonde du moteur, d'alimenter celui-ci au moyen de carburants et combustibles variés, tels que , par exemple, l'essence à indice d'octane élevé, tout en améliorant la combustion par la réduction des densités de fumée (les indices "Bacharach" de fumée, déterminés dans les conditions de fonctionnement préconisées selon l'invention restent compris entre 1 et 5), ou en acroissant la puissance pour une même limite de densité de fumée par suite de la meilleure utilisation de la charge de gaz comburant.
Ils rendent, possible, en outre, 1'accroissemet de la vitesse de rotation des moteurs de fort alésage par suite de la réduction du délai d'inflam- mation et permettent une diminution sensible de la pression d'injection par suite de l'amélioration des conditions d'inflammation de la charge.
Divers aménagements peuvent être utilisés en vue de réaliser les deux alimentations successives destinées à un même cylindre avec un déphasage et des dosages respectifs appropriés.
Il est possible notamment d'utiliser deux pompes'd'injection . ayant chacune le même nombre de cylindres que celui du moteur, ces pompes étant assujetties à un système de commande et de régulation permettant de faire varier à volonté, et notamment en fonction du type de combustible utilisé, à la fois le'rapport des quantités de combusti- ble introduites respectivement par l'injection carburante et l'injection d'inflammation, et l'angle de déphasage de ces deux injections sucessi- ves destinées au même cylindre;. Un tel dispositif est représenté à la .
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figure 11, la figure 114 représentat à titre comparatif l'alimentation normale avec injection unique, du même moteur.
L'utilisation de deux pompas d'injection présente l'avantage de permettre par un simple réglage approprié du système de commande et de régulation des pompes, d'adapter le rapport des quantités de combusti- ble introduites respectivement par les deux types d'injection (carburante et d'inflammation) et le déphasage entre celles-ci, au' type de combustible utilisé. Cet agencement permet ainsi l'utilisation de chaque type de combustible dans les conditions assurant la meilleure combustion de celui-ci.
Divers autres aménagements peuvent être mis en oeuvre en vue de régler, pour des quantités de combustible égales faisant l'objet respectivement des deux types d'injection, le déphasage entre celles-ci.
Une solution simple, permettant d'éviter l'emploi de deux pompes, consiste à construire un arbre à cames approprié pour la pompe d'injection, de manière à fixer l'angle de déphasage entre les deux injections successives destinées au même cylindre.
Toutefois, cette solution impose le maintien d'un rapport fixe des quantités de combustible faisant l'objet respectivement de l'injec- tion carburante et de l'injection d'inflammation ainsi que d'un déphasa- ge déterminé entre ces deux injections, ce qui ne:permet pas d'adapter sur un même moteur ces deux variables (rapport des quantités injectées et angle de déphasage) en fonction du type de carburant utilisé.
Il convient enfin de signaler deux autres types d'aménagement caractérisés par la simplicité de leur mise en oeuvre. Le premier consiste à utiliser une pompe à injection normale (sans modification de
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l'arbre à cames) mais dont le fonctionnement est associé à la rotation d'une pièce tournant à la vitesse du vilebrequin. Il y a alors deux injections de quantités égales de combustible par cycle, ces deux injections étant séparées par l'intervalle de temps correspondant à la durée d'une rotation de 360 du vilebrequin. Un même résultat peut être obtenu avec une pompe fonctionnant à demi-vitesse du vilebrequin, pompe dont l'arbre à came comporte des cames à daux lobes, symétriques ou décalés1'u par rapport à l'autre d'un angle moitié de celui représen- tant le déphasage recherché entre les deux injections.
Un tel arbre à cames, conçu en l'occurence pour un décalage entre les deux injections de 3400 d'angle de rotation du vilebrequin, est représenté à titre d'exemple sur la figure 12.
Le même résultat,peut d'ailleurs être obtenu également au moyen d'une pompe ayant un nombre de cylindres double de celui du moteur, et dont le fonctionnement est associé normalement à la rotation d'une pièce tournant à une vitesse moitié de celle du vilebrequin. Dans ce cas chaque injecteur est relié à deux des cylindres de la pompe, déphasés de rotation de 360 d'angle/du vilebrequin. Ces deux derniers types d'aménagement présentent l'avantage de permettre l'utilisation-du dispositif normal de commande et de régulation de la pompe d'injection.
Quel que soit le dispositif adopté, l'utilisation des deux injections successives selon l'invention permet de faire fonctionner dans de bonnes conditions les moteurs à allumage commandé en utilisant une grande variété de combustibles allant des essences à haut indice d'octane aux fuels tout en améliorant les conditions de la combustion avec des carburants classiques tels que les gas-oil. En facilitant
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L'infloamontan rapide du mélange combustible, la double injection effectuée dans les conditions de la présente invention permet à rende- ment égal d'utiliser des moteurs d'un plus faible taux de compression que les moteurs actuels de ce type, ce qui se traduit par une réduction du prix de revient de ceux-ci ainsi que par une diminution des frais d'entretien.
Enfin, l'amélioration de la souplesse de fonctionnement résultant de la progressivité des montées de pression n'a pas seulement pour avantage de rendre possible l'utilisation de carburants légers à indice d'octane élevé, elle permet en outre la suppression du bruit et des vibrations imputables à la combustion dans le cas d'une alimentation par injection unique.