CA3189414A1 - Using a fluid as a virtual secondary compression piston for an internal combustion engine. - Google Patents

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Abstract

The invention relates to a secondary compression system for an internal combustion engine using a fluid as a second virtual rapid variable-stroke compression piston. Said system enables the engine to behave like a variable compression ratio engine. It consists of an extension at the dead volume of the engine in the form of a relatively long and narrow duct in the cylinder head of the engine, serving as a bore for the virtual piston and opening into a valve. Said system aims to add a second compression of the air/fuel mixture when the piston is near top dead centre, by introducing a high-pressure jet of fluid via a valve controlled by the computer. Said introduction is manifested as a jet of fluid in a relatively long and narrow duct without being mixed with the air/fuel mixture. This makes it possible to regulate the pressure at the time of combustion according to the load and to increase the amount of material in the cylinder while maintaining parity with stochiometric combustion.

Description

Description Titre de l'invention : Utilisation d'un fluide comme un piston virtuel de compression secondaire pour un moteur à combustion interne.
[0001] La présente invention concerne un système d'amélioration de l'efficacité énergétique des moteurs à combustion interne et de réduction des émissions polluantes qui s'applique sur tous les types de moteurs à combustion interne que ce soit à
allumage commandé, HCCI (Homogcncous Charge Compression Ignition) ou Diesel. En utilisant un fluide comme un deuxième piston de compression.
Description Title of the invention: Use of a fluid as a virtual piston secondary compression for an internal combustion engine.
The present invention relates to a system for improving energy efficiency internal combustion engines and the reduction of polluting emissions which applies to all types of internal combustion engines, whether ignition ordered, HCCI (Homogcncous Charge Compression Ignition) or Diesel. In using a fluid as a second compression piston.

[0002] Ces dernières années plusieurs innovations ont été réalisées pour améliorer l'efficacité énergétique et réduire les émissions polluantes des moteurs à
combustion interne. Parmi celles-ci: le Downsizing avec la suralimentation en air par un turbocom-presseur, l'adoption de l'injection directe qui permet de refroidir l'air admis et par laquelle on génère un mélange stratifié à faible charge et la recirculation des gaz brulés EGR (Exhaust Gas Recirculation) afin de contrôler le taux d'oxygène à faible charge.
Seulement, il est à noter que d'une part, ces solutions n'arrivent pas à
répondre aux exigences des normes environnementales de façon satisfaisante et d'autre part, on a dû
privilégier le fonctionnement en bas régime et faible charge au dépend de celui à haut régime et pleine charge, en plus du problème de manque de fiabilité qui en résulte.
[0002] In recent years, several innovations have been made to improve energy efficiency and reduce polluting emissions from diesel engines.
combustion internal. Among these: Downsizing with air supercharging by a turbocom-presser, the adoption of direct injection which allows the air to be cooled admitted and by which generates a low charge stratified mixture and the recirculation burnt gases EGR (Exhaust Gas Recirculation) to control low oxygen levels charge.
Only, it should be noted that on the one hand, these solutions do not manage to answer to requirements of environmental standards in a satisfactory manner and on the other hand, we had to favor operation at low rpm and low load at the expense of the one above rpm and full load, in addition to the problem of unreliability that results.

[0003] A cet effet, parmi les innovations souhaitées, les moteurs à
taux de compression variables qui s'adaptent suivant la charge. Toutefois, la plupart des percés accomplies sont totalement mécaniques dont les conséquences liés aux pièces en mouvement ne sont pas négligeables: comme l'augmentation du poids, de la friction, de la taille, et du nombre de pièces en mouvement et ainsi que la position haute du centre de gravité. Par ailleurs, on dénombre beaucoup de travaux qui s'intéressent grandement à la mise au point d'un moteur de type HCCI dont la principale contrainte à relever est de pouvoir maitriser le moment où la détonation s'enclenche indépendamment de la charge.
[0003] To this end, among the desired innovations, motors with compression ratio variables which adapt according to the load. However, most breakthroughs accomplished are totally mechanical, the consequences of which are linked to moving parts born are not negligible: such as the increase in weight, friction, size, and number of moving parts and as well as the high position of the center of gravity. By elsewhere, there are many works that are very interested in the focus point of an HCCI-type motor whose main constraint to be overcome is power control the moment when the detonation engages independently of the charge.

[0004] La présente invention apporte une modification au niveau du volume mort du moteur à combustion interne avec l'ajout d'une extension sous forme d'un conduit relativement long à petite section dans la culasse (2) du moteur qui débouche sur une valve (3) pilotée par le calculateur. Le fonctionnement du moteur restera globalement le même et inchangé. [0004] The present invention provides a modification at the level of the engine dead volume internal combustion with the addition of an extension in the form of a duct relatively long with a small section in the cylinder head (2) of the engine which leads to a valve (3) controlled by the computer. Engine operation will remain globally even and unchanged.

[0005] En effet, une fois que le piston (1) a fait l'essentiel de la compression, le mélange air/
carburant (ou de l'air uniquement pour les moteurs Diesel) se retrouve essentiellement confiné dans le volume mort (4 et 5). En ce moment, la deuxième compression se produit par l'introduction d'un fluide via la valve (3). Cette valve peut être assimilée à
une micro-soupape ou un injecteur commandée par le calculateur. Ce fluide va chasser le mélange air/carburant de la partie exigu ressemblant à un conduit long et étroit du volume mort (5), pour le concentrer presque totalement au niveau de la partie in-férieure du volume mort (4), jusqu'à atteindre la pression ou la température convoitées indépendamment dc la charge du moteur.
[0005] Indeed, once the piston (1) has done most of compression, the air/air mixture fuel (or air only for Diesel engines) is found basically confined in the dead volume (4 and 5). Right now, the second compression is produced by the introduction of a fluid via the valve (3). This valve can be assimilated to a micro-valve or an injector controlled by the computer. This fluid will hunt the air/fuel mixture of the cramped part resembling a long and narrow of dead volume (5), to concentrate it almost totally at the level of the part in-lower dead volume (4), until reaching the pressure or temperature coveted regardless of engine load.

[0006] A partir du moment que, le contact entre le fluide introduit et le mélange air/
carburant s'effectue dans un endroit à section relativement très petite et très peu di-vergente dans le sens de l'écoulement (5), l'échelle des structures tourbillonnaires est conditionnée par la section du conduit et ainsi, le mélange du fluide avec le mélange air/carburant est extrêmement limité voir même impossible. De plus, les gaz brulés du cycle précédent coincés dans le conduit du volume mort (5) après l'échappement joue le rôle d'isolant entre le mélange air/carburant et le fluide de compression.
Compte tenu de ces faits,
[0006] From the moment that the contact between the fluid introduced and the air/
fuel is carried out in a place with a relatively very small section and very little di-vergent in the direction of the flow (5), the scale of the structures whirlwinds is conditioned by the section of the conduit and thus, the mixing of the fluid with the blend air/fuel is extremely limited or even impossible. In addition, gases burnt from previous cycle stuck in the dead volume duct (5) after the exhaust cheek the role of insulation between the air/fuel mixture and the compression fluid.
Considering of these facts,

[0007] = Le fluide aura comme effet celui d'un piston rapide dont la course est variable et dépend de la quantité du fluide introduit autrement dit, dépend du temps d'ouverture de la micro-soupape (3). Par conséquent, le moteur se comporte comme un moteur à taux de compression variable suivant la charge.
= L'échauffement par compression du mélange air/carburant par introduction du fluide s'effectue même si le fluide introduit est relativement froid.
[0007] = The fluid will have the effect of a fast piston whose stroke is variable and depends on the amount of fluid introduced, in other words, depends on the time opening of the micro-valve (3). Therefore, the engine behaves like an engine with variable compression ratio depending on the load.
= Heating by compression of the air/fuel mixture by introduction of fluid is carried out even if the introduced fluid is relatively cold.

[0008] La présente invention permet également de contrôler le moment d'auto-inflammation pour le moteur type HCCI et d'atteindre les conditions d'auto-inflammation à
des pro-portions moins pauvres et plus proches de la stoechiométrie, indépendamment de la charge que ce soit pour les moteurs Diesel ou HCCI. D'autre part, elle augmente à la fois la quantité de matière dans le cylindre tout en étant à des proportions proches de la stoechiométrie (air + carburant + fluide de compression) et la taille du volume mort par rapport à la cylindrée (le rajout du conduit (5)). Par conséquent, elle diminue le taux de compression (rapport volumétrique) du moteur sans diminuer le rapport de pression.
Du coup, au moment de la combustion , le pic de température ne sera pas aussi élevé
que si le taux de compression était plus élevé et la quantité de matière moindre. Par conséquent, les rejets nocifs tels que, les oxydes d'azote NO,, et le monoxyde de carbone CO seront très réduits.
The present invention also makes it possible to control the self-ignition moment for the HCCI type engine and to reach the self-ignition conditions at pro-portions less poor and closer to stoichiometry, independently of there load whether for Diesel or HCCI engines. On the other hand, she increases at the times the amount of material in the cylinder while being at proportions close to the stoichiometry (air + fuel + compression fluid) and the size of the dead volume per relative to the cubic capacity (the addition of the duct (5)). Therefore, she decreases the rate of compression (compression ratio) of the engine without decreasing the pressure.
As a result, at the time of combustion, the peak temperature will not be as pupil than if the compression ratio were higher and the amount of material lesser. By therefore, harmful emissions such as nitrogen oxides NO, and monoxide of carbon CO will be greatly reduced.

[0009] Par ailleurs, la présente invention permet de faire fonctionner les moteurs de type à
allumage commandé ou HCCI avec un cycle proche de celui de Sabathe sans apport de chaleur supplémentaire en détente. En effet, lors de la détente, le fluide introduit qui est extrêmement dense, au fur et à mesure qu'il se mélange avec les gaz brûlés, va absorber l'énergie thermique de combustion. Ainsi, le niveau de pression sera maintenu élevé plus longtemps tout en diminuant la température des gaz et ce, malgré
que le volume total des gaz augmente. Ce qui augmentera le couple et améliorera le rendement énergétique du moteur.
[0009] Furthermore, the present invention makes it possible to operate type motors controlled ignition or HCCI with a cycle close to that of Sabathe without input of additional heat in relaxation. Indeed, during expansion, the fluid introduced who is extremely dense, as it mixes with gases burnt, go absorb the thermal energy of combustion. Thus, the pressure level will be maintained raised longer while decreasing the temperature of the gases, despite that the total gas volume increases. which will increase the torque and improve the engine fuel efficiency.

[0010] La partie inférieure du volume mort on lui attribuera le nom de chambre de combustion (4) car c'est ici que se trouve essentiellement le mélange air/carburant au moment de la combustion. Quant à la partie exigu du volume mort qui ressemble à un conduit (5), on lui attribuera le nom dc chambre de compression, et dans laquelle il n y pas de combustion à cause de l'absence de carburant, particulièrement dans la partie près de la micro-soupape (3) d'introduction du fluide de compression. Par contre, pour la partie inférieure adjacente à la chambre de combustion, elle peut être le pro-longement de la chambre de combustion suivant les différents paramètres, tels que la charge, les températures et les pressions du mélange air/carburant et du fluide de com-pression. La chambre de compression peut être munie d'ailettes afin d'avoir l'écoulement le moins turbulent possible, pour limiter au maximum le mélange entre le fluide de compression et le mélange air/carburant. [0010] The lower part of the dead volume will be given the name of bedroom combustion (4) because this is where the mixture is essentially air/fuel at time of combustion. As for the cramped part of the dead volume which resembles has a duct (5), it will be given the name dc compression chamber, and in which there is no combustion due to lack of fuel, especially in the part near the micro-valve (3) for introducing the compression fluid. By against, for the lower part adjacent to the combustion chamber, it can be the pro-length of the combustion chamber according to the various parameters, such as that the load, temperatures and pressures of the air/fuel mixture and the communication fluid pressure. The compression chamber can be provided with fins in order to have the least turbulent flow possible, to minimize mixing between the compression fluid and the air/fuel mixture.

[0011] C'est le calculateur qui gère le moment d'introduction du fluide de compression dans la chambre de compression (5) du volume mort, suivant les différents paramètres dont il dispose comme la pression du fluide de compression.
roo121 = Si le moteur est de type Diesel, la pression du fluide peut être inférieure au pic de pression de combustion car la micro-soupape (3) d'introduction du fluide de compression peut être fermée au moment de l'injection du carburant dans le cylindre.
= Si le moteur est de type à allumage commandé par bougie, la pression du fluide de compression peut être inférieure au pic de pression de combustion car la micro-soupape (3) d'introduction du fluide de compression peut être fermée au moment où la bougie enclenche la combustion.
= Si le moteur est de type HCCI, deux cas se présentent:
I00131 a. Si la pression du fluide de compression est supérieure au pic de pression de combustion, la micro-soupape (3) d'introduction du fluide de compression peut être en position ouverte au moment où, la combustion s'enclenche. Par conséquent, l'introduction du fluide pourra être retardée jusqu'à ce que, même si le piston (1) dépasse le point mort haut et entame la course de détente.
b. Si la pression du fluide de compression est inférieure au pic de pression de combustion, la micro-soupape (3) d'introduction du fluide doit être fermée au moment de la combustion. Par conséquent, l'introduction du fluide doit être avancée et l'enclenchement de la combustion sera provoquée par la com-pression du piston (1) lorsqu'il atteindra le point mort haut.
[00141 Plusieurs fluides peuvent être utilisés tels que les gaz d'échappement, l'air ambiant, l'azote liquide et l'eau. Ces fluides serviront à récupérer une partie d'énergie thermique des gaz brulés échappés du moteur avant leur introduction dans la chambre de com-pression du moteur (5) pour atteindre des températures relativement froides par rapport à celles de la combustion mais assez chaudes pour ne pas empêcher la combustion dans les bonnes conditions. Pour cela, on prévoit un chauffage électrique d'ajustement de la température notamment lors des phases de démarrage à froid en amant de la soupape d'introduction du fluide (3). Les étapes essentielles que le fluide de compression suit avant de l'introduire dans la chambre de compression du moteur à combustion interne sont comme suit:
[0015] 1. Prise de fluide de compression à basse pression.
2. Génération de la haute pression du fluide par au moins un compresseur ou une pompe.
3. Accumulation du fluide de compression à haute pression dans une rampe.
4. Chauffage du fluide à haute pression par les gaz d'échappement du moteur.
5. Chauffage électrique si il y a une insuffisance de chaleur.
6. Introduction du fluide dans la chambre de compression du moteur.
[0016] Dans le cas où le fluide de compression est en état :
[0017] = liquide avant chauffage (l'eau ou l'azote liquide), la haute pression est générée à l'aide d'une pompe haute pression.
= gaz avant chauffage (gaz d'échappement ou l'air ambiant), la haute pression est générée à l'aide d'au moins un compresseur haute pression, bien refroidi pour limiter le travail dépensé à la compression.
[0018] Une rampe de stockage du fluide de compression sous haute pression est aussi indis-pensable. Par ailleurs, du fait de disposer de fluide sous haute pression dans des ré-servoirs, permet de l'utiliser pour faire actionner la micro-soupape (3) qui est déjà très légère et petite avec une grande précision. D'autre part, cette micro-soupape (3) est là
pour assurer une perte de charge de l'écoulement du fluide et ainsi, limiter au maximum les fuites lorsque elle est fermée. Alors que, l'étanchéité est assurée par des clapets qui s'actionnent dès que le moteur est en arrêt afin de préserver la pression du fluide dans la rampe.
[0019] Dans le cas où le fluide est en état gazeux à faible pression (pression atmosphérique) tel que l'air ou les gaz brulés, la haute pression est générée par des compresseurs auxiliaires séparés du moteur. Le fait de faire la compression par des compresseurs auxiliaires séparés du moteur, procure les avantages suivants:
[0020] = Pouvoir récupérer une partie de l'énergie cinétique du véhicule sous forme de gaz comprimé en utilisant le compresseur comme frein.
= Pouvoir faire fonctionner le moteur comme un moteur pneumatique sans consommation de carburant à des brefs moments lorsqu'on dispose d'excès de gaz comprimé.
= Pouvoir refroidir le moteur par le gaz comprimé de l'intérieur en le faisant fonctionner comme un moteur pneumatique.

[0021] Dans le cas où le fluide est fair, malgré que fair contient 20% d'oxygène, ceci ne pose pas de problème d'excès d'oxygène pour la réaction de combustion ou pour la production de NO,. Car cet air est isolé dans la chambre de compression du volume mort (5) lors de la combustion. D'autre part, il est relativement froid. De plus, l'air qui sert de comburant parfaitement mélangé avec le carburant se trouve confiné
essen-tiellement dans la chambre de combustion du volume mort (4) à des proportions et des conditions bien équilibrées de stoechiométrie et de combustion.
[0022] Dans le cas où le fluide de compression est le di-azote (N2), l'air ou le gaz brulé
d'échappement: le fluide est en état supercritique que ce soit en amont de la micro-soupape (3) dans le circuit de génération de la haute pression ou en aval, après l'introduction du fluide où il subit une détente.
[0023] Dans le cas où le fluide de compression est l'eau. ( l'eau est plus pratique sur les grandes installations dont la température des gaz d'échappement est assez élevée et stable). deux cas se présentent:
[0024] = Le cas où l'eau se trouve en état liquide ou supercritique en amont de la valve d'introduction de l'eau (3), la pression doit être supérieure à 221.20 bar où
l'échangeur de récupération d'énergie thermique des gaz d'échappement est un simple échangeur sans changement de phase et la valve d'introduction de l'eau dans la chambre de compression du volume mort est assimilée à un injecteur.
En aval de la valve d'introduction de l'eau (3), une fois ce fluide a été
introduit et après avoir subi une détente, il devient un mélange de vapeur et de liquide.
= Le cas où l'eau se trouve en état vapeur surchauffée en amont de la valve d'introduction de l'eau (3), la pression doit être inférieure à 221.20 bar.
L'échangeur sera assimilé à une chaudière avec séparation de phase liquide et vapeur, quant à la valve (3), elle sera assimilée à une micro-soupape.
[0025] Enfin, une partie importante de l'énergie dépensée pour la deuxième compression proviendra de l'énergie thermique récupérée des gaz d'échappement, en particulier quand le fluide est l'azote liquide. Ce-qui contribuera à l'amélioration du rendement énergétique du moteur ainsi qu'à la diminution du dioxyde de carbone CO2 produit.
[0026] En résumé, la présente invention améliore l'efficacité
énergétique globale du moteur et limite les émissions polluantes produites sans modifier la structure générale et le fonctionnement du moteur à combustion interne et ce, grâce aux caractéristiques suivantes:
[0027] = Extraire un surplus d'énergie thermique de combustion pour le convertir en travail mécanique.
= Générer les conditions de pression et de température plus optimales de combustion pour les moteurs à combustion interne de tout type, indé-pendamment de la charge.

= Récupérer une partie de l'énergie thermique des gaz d'échappement.
= Récupérer une partie de l'énergie cinétique lors du freinage.
= Economiser une partie du travail nécessaire à la compression.
= Diminuer le pic maximal de température de combustion.
= Amorcer la combustion par compression pour les moteurs HCCI.
= Contrôler le moment dc l'auto-inflammation pour les moteurs HCCI.
= Faire fonctionner les moteurs Diesel et HCCI à des proportions moins pauvres et proches de la stoechiométrie.
Explication des dessins [0028] La [Fig.1] représente une coupe d'un moteur à quatre temps auquel on lui a ajouté le conduit du volume mort dans la culasse (2) et la valve d'introduction du fluide de com-pression (3) et (1) est le piston.
[0029] La [Fig.2] représente une coupe du volume mort du moteur avec la chambre de combustion (4) et la chambre de compression (5).
[0030] La [Fig.3] représente la forme du volume mort du moteur en trois dimensions avec la chambre de combustion (4) et la chambre de compression (5).
[0011] It is the computer that manages the moment of introduction of the compression fluid in the dead volume compression chamber (5), depending on the different parameters including it features like the compression fluid pressure.
roo121 = If the engine is of the Diesel type, the fluid pressure may be lower than peak of combustion pressure because the micro-valve (3) for introducing the fluid compression can be closed at the time of injection of fuel into the cylinder.
= If the engine is of the spark ignition type, the pressure of the compression fluid may be lower than peak combustion pressure because the micro-valve (3) for introducing the compression fluid can be closed when the candle starts combustion.
= If the motor is of the HCCI type, two cases arise:
I00131 a. If the pressure of the compression fluid is higher at the peak pressure of combustion, the micro-valve (3) for introducing the compression fluid may be in the open position when combustion begins. By therefore, the introduction of the fluid may be delayed until, even if the piston (1) exceeds the top dead center and begins the expansion stroke.
b. If the compression fluid pressure is lower at the peak pressure of combustion, the fluid introduction micro-valve (3) must be closed at the time of combustion. Therefore, the introduction of the fluid must be advanced and the start of combustion will be caused by the piston pressure (1) when it reaches top dead center.
[00141 Several fluids can be used such as gases exhaust, ambient air, liquid nitrogen and water. These fluids will be used to recover part thermal energy burnt gases escaping from the engine before their introduction into the combustion chamber com-engine pressure (5) to reach relatively cold temperatures compared with those of combustion but hot enough not to prevent the burning in the right conditions. For this, an electric heater is provided.
adjustment of the temperature, particularly during cold start phases upstream of the valve introduction of the fluid (3). The essential steps that the fluid of compression suit before introducing it into the compression chamber of the combustion engine internal are as follows:
1. Low pressure compression fluid intake.
2. Generation of the high fluid pressure by at least one compressor or a pump.
3. Accumulation of high pressure compression fluid in a ramp.
4.Heating the fluid at high pressure by the exhaust gases of the engine.
5. Electric heating if there is insufficient heat.
6. Introduction of fluid into the engine compression chamber.
[0016] In the case where the compression fluid is in a state:
[0017] = liquid before heating (water or liquid nitrogen), the high pressure is generated using a high pressure pump.
= gas before heating (exhaust gas or ambient air), the high pressure is generated using at least one well-cooled high-pressure compressor to limit the work spent on compression.
[0018] A high compression fluid storage ramp pressure is also essential thinkable. Furthermore, due to the fact of having fluid under high pressure in re-servos, allows it to be used to activate the micro-valve (3) which is already very light and small with high precision. On the other hand, this micro-valve (3) is there to ensure a pressure drop in the flow of the fluid and thus limit At maximum leakage when closed. Whereas, tightness is ensured by valves which are activated as soon as the engine is stopped in order to preserve the pressure of fluid in the ramp.
[0019] In the case where the fluid is in gaseous state at low pressure (atmospheric pressure) such as air or burnt gases, the high pressure is generated by compressors auxiliaries separated from the engine. Compression by compressors auxiliaries separated from the engine, provides the following advantages:
[0020] = To be able to recover part of the kinetic energy of the vehicle in the form of compressed gas using the compressor as a brake.
= Be able to operate the motor as an air motor without fuel consumption at brief moments when excess fuel is available compressed gas.
= To be able to cool the engine by compressed gas from the inside by doing operate as a pneumatic motor.

[0021] In the case where the fluid is fair, although fair contains 20% oxygen, this does not does not pose a problem of excess oxygen for the combustion reaction or for there NO production. Because this air is isolated in the compression chamber of the volume dead (5) when burning. On the other hand, it is relatively cold. Of more, the air that serves as an oxidizer perfectly mixed with the fuel is confined essen-partially in the combustion chamber of the dead volume (4) to proportions and well-balanced conditions of stoichiometry and combustion.
[0022] In the case where the compression fluid is di-nitrogen (N2), air or burnt gas exhaust: the fluid is in a supercritical state whether upstream of the microphone-valve (3) in the high pressure generation circuit or downstream, After the introduction of the fluid where it undergoes expansion.
In the case where the compression fluid is water. ( the water is more practical on large installations where the temperature of the exhaust gases is quite high and steady). two cases arise:
[0024] = The case where the water is in a liquid state or supercritical upstream of the valve introduction of water (3), the pressure must be greater than 221.20 bar where the exhaust gas thermal energy recovery exchanger is a simple exchanger without phase change and water introduction valve in the dead volume compression chamber is likened to an injector.
Downstream of the water introduction valve (3), once this fluid has been introduced and after undergoing expansion, it becomes a mixture of steam and liquid.
= The case where the water is in a superheated vapor state upstream of the valve introduction of water (3), the pressure must be less than 221.20 bar.
The exchanger will be assimilated to a boiler with liquid phase separation and steam, as for the valve (3), it will be likened to a micro-valve.
[0025] Finally, a significant part of the energy expended for the second compression will come from the thermal energy recovered from the exhaust gases, particular when the fluid is liquid nitrogen. which will help to improve the yield engine energy as well as the reduction of carbon dioxide CO2 product.
In summary, the present invention improves the efficiency overall engine energy and limits the polluting emissions produced without modifying the structure general and the operation of the internal combustion engine, thanks to the features following:
[0027] = Extract excess combustion thermal energy to convert it to mechanical work.
= Generate the most optimal pressure and temperature conditions of combustion for internal combustion engines of any type, independent depending on the load.

= Recover part of the thermal energy from the exhaust gases.
= Recover part of the kinetic energy during braking.
= Save some of the work needed for compression.
= Decrease the maximum peak combustion temperature.
= Initiate compression combustion for HCCI engines.
= Check the moment of self-ignition for HCCI motors.
= Operate Diesel and HCCI engines at lower proportions poor and close to stoichiometry.
Explanation of drawings [0028] The [Fig.1] represents a section of a four-stroke engine to which was added the dead volume pipe in the cylinder head (2) and the valve for introducing communication fluid pressure (3) and (1) is the piston.
[0029] The [Fig.2] represents a section of the dead volume of the engine with the bedroom combustion (4) and the compression chamber (5).
[0030] The [Fig.3] represents the shape of the dead volume of the engine in three dimensions with combustion chamber (4) and the compression chamber (5).

Claims

Revendications [Revendication 11 [ajoutée] Un système pour les moteurs à
combustion interne, dont le procédé est d'introduire dans le volume mort un fluide dit fluide de com-pression, tout en assurant un mélange hétérogène au moment de l'amorçage de la combustion où, on distingue la partie du volume mort contenant essentiellement ledit fluide de compression introduit et celle du volume mort contenant essentiellement l'air ou le mélange air/
carburant.
[Revendication 21 [ajoutée] Selon la revendication 1, ledit système est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une chambre dite chambre de compression, et au moins une valve à l'extrémité de ladite chambre de compression dite valve de la chambre de compression. Ladite valve de la chambre de compression fait introduire dans ladite chambre de compression ledit fluide de compression: à des quantités prédéfinies suivant la charge et le régime moteur, et à une température relativement froide par rapport à la température des gaz brûlés produits par la combustion. Ladite chambre de compression est sous forme de conduit faisant partie du volume mort et communiquant avec la chambre de combustion. Ladite chambre de compression a une surface de section relativement petite ou peut être équipée d'ailettes pour limiter le mélange avant l'amorçage de la combustion, entre ledit fluide de compression et fair ou le mélange air/
carburant.
[Revendication 31 [ajoutée] Selon la revendication 1, un système de génération de la pression et de la température dudit fluide de compression est caractérisé
en ce qu'il peut inclure.
-Un compresseur ou plus, dans le cas où ledit fluide de compression est de type à être en état gazeux avant de le mettre sous haute pression.
- Une pompe ou plus dans le cas où ledit fluide de compression est de type à être en état liquide avant de le mettre sous haute pression.
-Un échangeur thermique ou plus chauffant ledit fluide de compression, en récupérant l'énergie thermique produite par le moteur à combustion interne ou de ses accessoires, comme la chaleur des gaz d'échappement.
-Un échangeur thermique ou plus refroidissant ledit fluide de com-pression.
-Un chauffage électrique ou plus.
-Un réservoir ou plus dudit fluide de compression, étanche et résistant à
la pression et à la température dudit fluide de compression.
Claims [Claim 11 [added] A system for motors with internal combustion, including process is to introduce into the dead volume a fluid called fluid of compression pressure, while ensuring a heterogeneous mixture at the time of the initiation of combustion where, we distinguish the part of the dead volume essentially containing said introduced compression fluid and that the dead volume containing essentially air or the air/air mixture fuel.
[Claim 21 [added] According to claim 1, said system is characterized in that that it includes at least one chamber called the compression chamber, and at least one valve at the end of said so-called compression chamber compression chamber valve. Said valve of the chamber of compression introduces into said compression chamber said compression fluid: in predefined quantities depending on the load and the engine speed, and at a relatively cold temperature compared to the temperature of the burnt gases produced by combustion. Said room compression is in the form of a duct forming part of the dead volume and communicating with the combustion chamber. The said chamber of compression has a relatively small cross-sectional area or can be equipped with fins to limit mixing before priming the combustion, between said compression fluid and air or the air/air mixture fuel.
[Claim 31 [added] According to claim 1, a system of generation of the pressure and temperature of said compression fluid is characterized in what it may include.
-One or more compressors, in the event that said compression fluid is type to be in a gaseous state before putting it under high pressure.
- One or more pumps in the case where said compression fluid is type to be in a liquid state before putting it under high pressure.
-One or more heat exchangers heating said compression fluid, by recovering the thermal energy produced by the combustion engine internal or its accessories, such as the heat of the exhaust gases.
-One or more heat exchangers cooling said combustion fluid pressure.
-One or more electric heaters.
-One or more reservoirs of said compression fluid, waterproof and resistant to the pressure and the temperature of said compression fluid.
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